国开《数据库基础与应用》第三章 3-4-2:第二范式规范化举例

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3-4-2:第二范式规范化举例

设一个学生选课关系为SSC(学生号,姓名,性别,课程号,课程名,课程学分,成绩),其中每个学生可以选修多门课程,每门课程可以由多个学生选修,成绩属性描述某个学生学习某门课程的考试成绩。SSC关系的具体实例下表1所示。

表1 学生选课关系

学生号姓名性别课程号课程名课程学分成绩
0101001王明C001C++语言478
0101001王明C004操作系统362
0102005刘芹E002电子技术573
0202003张鲁C001C++语言494
0202003张鲁X003信号原理480
0202003张鲁C004操作系统365
0303001赵红C001C++语言476
0304006刘川E002电子技术572

最小函数依赖集:根据SSC关系模式的语义,也就是上述对SSC关系的解释,可以得出该关系的最小函数依赖集FD为:

FD={学生号→姓名,学生号→性别,课程号→课程名,课程号→课程学分,(学生号,课程号)→成绩}

侯选码:(学生号,课程号)就是该关系的一个候选码,并且是唯一的候选码,同时只能由它作为该关系的主码。

部分依赖:姓名、性别部分依赖于学生号,课程名和课程学分部分依赖于课程号。成绩属性是完全依赖于候选码(学生号,课程号)。

存在着数据冗余。一个学生要选修多门课程,该学生的个人属性信息要重复存储多次。一门课程可以被多个学生选修,该课程的属性信息也得被存储多次。

存在着插入异常。当一个学生不选修课程时就无法被插入,而不选修课程应该是允许的;或者一门课在无人选修之前也无法被插入。

存在着删除异常。进行删除时,若一个学生选课的所有元组被删除了,则该学生的信息也就不存在了,或者同选一门课的所有学生选课元组都删除了,该课程的信息也就不存在了。

存在着修改异常:进行修改操作时,若一门课程的学分改变了,就需要修改它对应的所有选课元组中的课程学分属性的值,若遗漏一处就造成数据存储的不一致。

消除部分依赖方法:要分解上面的学生选课关系SSC,使直接依赖学生号的属性子集成为一个单独关系S,使直接依赖课程号的属性子集成为另一个单独关系C,使学生号、课程号和成绩这3个属性所构成的属性子集单独成为一个关系SC。分解后的三个关系为

S=(学生号,姓名,性别) //学生号为S关系的主码

C=(课程号,课程名,课程学分) //课程号为C关系的主码

SC=(学生号,课程号,成绩) //(学生号,课程号)为SC关系的主码

它们对应的最小函数依赖集分别为:

FD1={学生号→姓名,学生号→性别}

FD2={课程号→课程名,课程号→课程学分}

FD3={(学生号,课程号)→成绩}

在消除部分依赖的同时,也由一个SSC关系,变为了S、C和SC这3个关系。将这3个关系按照学生号和课程号进行自然连接,连接表达式为:S∞SC∞C,得到的结果关系与原关系SSC是完全相同的。

关系投影:把学生选课关系模式SSC分解成学生关系模式S、课程关系模式C和选课关系模式SC后,再对上表所示的SSC关系实例按分解模式进行关系投影将得到的关系实例分别如下表2、表3和表4所示。

表2 学生关系

学生号姓名性别
0101001王明
0102005刘芹
0202003张鲁
0303001赵红
0304006刘川

表3 课程关系

课程号课程名课程学分
C001C++语言4
C004操作系统3
E002电子技术5
X003信号原理4

表4 选课关系

学生号课程号成绩
0101001C00178
0101001C00462
0102005E00273
0202003C00194
0202003X00380
0202003C00465
0303001C00176
0304006E00272

取消部分依赖后的好处:减少了数据冗余,消除了操作异常,使得每个学生的信息、每门课程的信息只在相应的关系中保存一个版本,每个学生、每门课程、每次选课的有关信息都能够分别独立地被插入、删除或修改,当查询需要时,也很方便进行相关连接。


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