华东理工信息学院数据库原理：传递函数依赖与规范化设计详解

在数据库原理的学习中，传递函数依赖是一个关键概念，它涉及到关系模式的规范化设计。传递函数依赖（也称为传递依赖）是在关系模式R(U)中，当满足条件X→Y，Y→Z，且Y是X的子集，即Y⊆X时，如果通过Y可以推导出Z，那么Z就传递函数依赖于X。这种依赖关系强调了数据的一致性和完整性，是关系数据库设计中的重要理论依据。 在数据库设计过程中，理解数据依赖的三个层次——简单依赖（X→Y）、完全依赖（X←→Y）和传递依赖是至关重要的。简单依赖表示如果X决定Y，那么直接从X可以唯一确定Y；完全依赖则是双向的，意味着X不仅决定Y，Y也决定X；而传递依赖则显示了一种间接的影响，即使不通过X，通过其他中间属性也能得到Y的信息。 例如，在关系模式Std(Sno, Sdept, Mname)中，Sno→Sdept表示学生的学号决定他们的部门，而Sdept→Mname表明部门又决定了课程名。由于Mname通过Sdept间接依赖于Sno，说明Sno是决定Mname的部分原因，这就是传递函数依赖的一个实例。 规范化理论，如第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、Boyce-Codd范式(BCNF)和第四范式(4NF)，是为了消除冗余和保持数据一致性。理解这些范式对于判断一个关系模式是否优良，以及如何进行模式分解以达到更高程度的规范化至关重要。模式分解的目的是将大关系分解成更小、更独立的关系，同时确保无损连接性和函数依赖保持。 在实践中，设计者需要掌握数据依赖的公理系统，包括自反性、对称性、传递性和自反传递性等，这些公理帮助我们理解数据之间的基本规则。此外，还需要理解如何找出关系模式中的候选键，并根据实际应用语义确定完整的数据依赖集合，从而判断其所属的范式等级。最小函数依赖集的求解也是这个过程中的关键技术之一。 关系模式的设计不仅要考虑实体和属性，还要考虑它们之间的联系和潜在的函数依赖，以便创建高效、一致和可扩展的数据库结构。通过理论与实践相结合，数据库设计师能够有效地应用传递函数依赖的概念，以确保数据库设计的质量和有效性。