1. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論

1.1 函數(shù)依賴

記 A->B 表示 A 函數(shù)決定 B，也可以說(shuō) B 函數(shù)依賴于 A。

如果 {A1，A2，... ，An} 是關(guān)系的一個(gè)或多個(gè)屬性的集合，該集合函數(shù)決定了關(guān)系的其它所有屬性并且是最小的，那么該集合就稱為鍵碼。

對(duì)于 A->B，如果能找到 A 的真子集 A'，使得 A'-> B，那么 A->B 就是部分函數(shù)依賴，否則就是完全函數(shù)依賴。

對(duì)于 A->B，B->C，則 A->C 是一個(gè)傳遞函數(shù)依賴。

1.2 異常

以下的學(xué)生課程關(guān)系的函數(shù)依賴為 Sno, Cname -> Sname, Sdept, Mname,Grade，鍵碼為 {Sno, Cname}。也就是說(shuō)，確定學(xué)生和課程之后，就能確定其它信息。

SnoSnameSdeptMnameCnameGrade1223

學(xué)生-1	學(xué)院-1	院長(zhǎng)-1	課程-1	90
學(xué)生-2	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2	課程-2	80
學(xué)生-2	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2	課程-1	100
學(xué)生-3	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2	課程-2	95

不符合范式的關(guān)系，會(huì)產(chǎn)生很多異常，主要有以下四種異常：

• 冗余數(shù)據(jù)：例如 學(xué)生-2 出現(xiàn)了兩次。
• 修改異常：修改了一個(gè)記錄中的信息，但是另一個(gè)記錄中相同的信息卻沒(méi)有被修改。
• 刪除異常：刪除一個(gè)信息，那么也會(huì)丟失其它信息。例如刪除了 課程-1 需要?jiǎng)h除第一行和第三行，那么 學(xué)生-1 的信息就會(huì)丟失。
• 插入異常：例如想要插入一個(gè)學(xué)生的信息，如果這個(gè)學(xué)生還沒(méi)選課，那么就無(wú)法插入。

1.3 范式

范式理論是為了解決以上提到四種異常。

高級(jí)別范式的依賴于低級(jí)別的范式，1NF 是最低級(jí)別的范式。

1.3.1 第一范式 (1NF)

屬性不可分

1.3.2 第二范式 (2NF)

每個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于鍵碼。可以通過(guò)分解來(lái)滿足。

分解前：

SnoSnameSdeptMnameCnameGrade1223

學(xué)生-1	學(xué)院-1	院長(zhǎng)-1	課程-1	90
學(xué)生-2	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2	課程-2	80
學(xué)生-2	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2	課程-1	100
學(xué)生-3	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2	課程-2	95

以上學(xué)生課程關(guān)系中，{Sno, Cname} 為鍵碼，有如下函數(shù)依賴：

• Sno -> Sname, Sdept
• Sdept -> Mname
• Sno, Cname-> Grade

Grade 完全函數(shù)依賴于鍵碼，它沒(méi)有任何冗余數(shù)據(jù)，每個(gè)學(xué)生的每門課都有特定的成績(jī)。

Sname, Sdept 和 Mname 都部分依賴于鍵碼，當(dāng)一個(gè)學(xué)生選修了多門課時(shí)，這些數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)多次，造成大量冗余數(shù)據(jù)。

分解后：

關(guān)系-1

SnoSnameSdeptMname123

學(xué)生-1	學(xué)院-1	院長(zhǎng)-1
學(xué)生-2	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2
學(xué)生-3	學(xué)院-2	院長(zhǎng)-2

有以下函數(shù)依賴：

• Sno -> Sname, Sdept
• Sdept -> Mname

關(guān)系-2

SnoCnameGrade1223

課程-1	90
課程-2	80
課程-1	100
課程-2	95

有以下函數(shù)依賴：

• Sno, Cname -> Grade

1.3.3 第三范式 (3NF)

非主屬性不傳遞函數(shù)依賴于鍵碼。

上面的 關(guān)系-1 中存在以下傳遞函數(shù)依賴：

• Sno -> Sdept -> Mname

可以進(jìn)行以下分解：

關(guān)系-11

SnoSnameSdept123

學(xué)生-1	學(xué)院-1
學(xué)生-2	學(xué)院-2
學(xué)生-3	學(xué)院-2

關(guān)系-12

SdeptMname學(xué)院-1學(xué)院-2

院長(zhǎng)-1

院長(zhǎng)-2

2. ER 圖 Entity-Relationship

有三個(gè)組成部分：實(shí)體、屬性、聯(lián)系。

用來(lái)進(jìn)行關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)。

2.1 實(shí)體的三種聯(lián)系

包含一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)多三種。

• 如果 A 到 B 是一對(duì)多關(guān)系，那么畫個(gè)帶箭頭的線段指向 B；
• 如果是一對(duì)一，畫兩個(gè)帶箭頭的線段；
• 如果是多對(duì)多，畫兩個(gè)不帶箭頭的線段。

下圖的 Course 和 Student 是一對(duì)多的關(guān)系：

2.2?表示出現(xiàn)多次的關(guān)系

一個(gè)實(shí)體在聯(lián)系出現(xiàn)幾次，就要用幾條線連接。

下圖表示一個(gè)課程的先修關(guān)系，先修關(guān)系出現(xiàn)兩個(gè) Course 實(shí)體，第一個(gè)是先修課程，后一個(gè)是后修課程，因此需要用兩條線來(lái)表示這種關(guān)系。

2.3 聯(lián)系的多向性

雖然老師可以開(kāi)設(shè)多門課，并且可以教授多名學(xué)生，但是對(duì)于特定的學(xué)生和課程，只有一個(gè)老師教授，這就構(gòu)成了一個(gè)三元聯(lián)系。

一般只使用二元聯(lián)系，可以把多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為二元聯(lián)系。

2.4?表示子類

用一個(gè)三角形和兩條線來(lái)連接類和子類，與子類有關(guān)的屬性和聯(lián)系都連到子類上，而與父類和子類都有關(guān)的連到父類上。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关系数据库设计理论（函数依赖、异常、范式）、ER图的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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