Слайд 2
Пример плохого отношения
Фирма-товар
Слайд 3
Недостатки
Избыточность
Аномалии изменения
Аномалии удаления
Аномалии добавления
Слайд 4
Решение - декомпозиция
Фирма
Товар
Слайд 5
Декомпозиция
R {A1, A2, … An}
S {B1, B2, …
Bm} T {C1, C2, … Ck}
1) {A1, A2, … An}=
{B1, B2, … Bm} {C1, C2, … Ck}
2) S= B1, B2, … Bm (R)
3) T= C1, C2, … Ck (R)
Слайд 6
Ограничения на значения:
семантические, т.е. корректность отдельных значений (год
рождения больше нуля);
ограничения на значения, которые зависят только от
равенства или неравенства значений (совпадают ли компоненты двух кортежей); наиболее важные ограничения называются функциональной зависимостью.
Слайд 7
Функциональные зависимости
R {A1, A2, … An}
X, Y
{A1, A2, … An}
X Y если любому значению
X соответствует в точности одно значение Y
X Y |Y(X=x(R))|1
Название фирмы Адрес, телефон.
Название фирмы, товар Цена
Слайд 8
A1, A2, … An B1, B2, …
Bm
ФЗ бывают:
Тривиальные
{B1, B2, … Bm }
{A1, A2, … An }
Нетривиальные
{B1, B2, … Bm } {A1, A2, … An }
{A1, A2, … An } {B1, B2, … Bm }
Полностью нетривиальные
{A1, A2, … An } {B1, B2, … Bm } =
Слайд 9
Ключ
Ключ – набор атрибутов, который функционально определяет все
остальные
F – множество функциональных зависимостей, заданных на отношении R
AC
называется транзитивной, если существует такой атрибут B, что имеются функциональные зависимости AB и BC и отсутствует функциональная зависимость CA
Слайд 10
Замыкание множества атрибутов
R {A1, A2, … An}
{B1, B2,
… Bm } {A1, A2, … An }
F
– мн-во ФЗ
Z={B1, B2, … Bm }+
Z0 := {B1, B2, … Bm }
BiBj C
Z1:=Z0C
{B1, B2, … Bm } += {A1, A2, … An }
{B1, B2, … Bm } - ключ
Слайд 11
Пример
R {A, B, C, D, E, F}
S
= {AD, ABE, BFE, CDF, EC}
{AE}+ ?
Слайд 12
Пример
R {A, B, C, D, E, F}
S
= {AD, ABE, BFE, CDF, EC}
{AE}+ = ACDEF
Слайд 13
Аксиомы Армстронга
если BA, то AB
рефлексивность;
если AB, то
ACBC
пополнение;
если AB и BC, то AC
транзитивность.
Слайд 14
Правила вывода
(из аксиом Армстронга)
1. Объединение
Если XY и XZ,
то XYZ.
XY + А2 = XXY, XZ + A2
= YXYZ + A3 = XYZ
2. Псевдотранзитивность
XY и WYZ, то WXZ.
XY +A2 = WXWY. WYZ + A3 = WXZ.
3. Декомпозиция
Если XY и ZY, то XZ.
А1 + А3.
Слайд 15
Замыкание множества
функциональных зависимостей
F+ - множество всех зависимостей,
которые можно вывести из F, называют замыканием множества ФЗ
F
Любое множество функциональных зависимостей, из которого можно вывести все остальные ФЗ, называется базисом
Если ни одно из подмножеств базиса базисом не является, то такой базис минимален
Слайд 16
Замыкание множества
функциональных зависимостей
R {A1, A2, … An}
F
– мн-во ФЗ
B1, B2, … Bm C
(B1,
B2, … Bm C) F+ , if
C{B1, B2, … Bm }+
Слайд 17
Пример:
R (A, B, C, D)
AB C, C D,
DA
Найти все нетривиальные ФЗ, которые следуют из заданных
Возможные ключи
Слайд 18
Покрытие множества функциональных зависимостей
Множество ФЗ F2 называется покрытием
множества ФЗ F1, если любая ФЗ, выводимая из F1,
выводится также из F2.
F1+F2+
F1 и F2 называются эквивалентными, если F1+ = F2+.
Слайд 19
Минимальное покрытие множества функциональных зависимостей
правая часть любой ФЗ
из F является множеством из одного атрибута (простым атрибутом);
удаление
любого атрибута из левой части любой ФЗ приводит к изменению замыкания F+;
удаление любой ФЗ из F приводит к изменению F+.
Слайд 20
Декомпозиция
Декомпозиция – это разбиение на множества, может быть
пересекающиеся, такие, что их объединение – это исходное отношение.
Восстановить
исходное отношение можно только естественным соединением.
Говорят, что декомпозиция обладает свойством соединения без потерь, если для любого отношения
r = R1(r) R2(r) ... Rn(r).
Слайд 21
А что происходит с зависимостями при декомпозиции?
Можно определить
Z(F): XY XYZ
Декомпозиция сохраняет множество зависимостей, если из объединения
всех проекций зависимостей логически следует F.
Слайд 22
Проектирование
реляционных отношений
1 нормальная форма (НФ)– значения не
являются множествами и кортежами.
Атрибут называется первичным, если входит в
состав любого возможного ключа.
2 нормальная форма – 1 НФ + любой атрибут, не являющийся первичным, полностью зависит от любого его ключа, но не от подмножества ключа.
Фирма, Адрес, Телефон, Товар, Цена
Слайд 23
3 НФ
Транзитивная зависимость: пусть A, B, C –
атрибуты, AB, BC, A не зависит от B и
B не зависит от C. Тогда говорят, что C транзитивно зависит от A.
3 нормальная форма – если отношение находится во 2 нормальной форме и любой атрибут, не являющийся первичным, нетранзитивно зависит от любого возможного ключа.
Слайд 24
Примеры:
Универмаг, Товар, Номер отдела, Заведующий
Город, Индекс, Адрес
Слайд 25
Примеры:
3 нормальная форма – (Город, Индекс, Адрес)
2
нормальная форма, но не 3 нормальная форма – (Универмаг,
Товар, Номер отдела, Заведующий)
УТН, УНЗ, ключ – УТ.
Слайд 26
НФ Бойса-Кодда
Нормальная форма Бойса–Кодда – если XA, AX,
то Xключ R.
(Город, Индекс, Адрес) – 3 нормальная форма,
но не форма Бойса–Кодда.
Если разобьем на две (Город, Индекс), (Индекс, Адрес), пропадает зависимость Город, АдресИндекс.
Слайд 27
НФ Бойса-Кодда
(Город, Индекс, Адрес) – 3 нормальная форма,
но не форма Бойса–Кодда.
Если разобьем на две (Город,
Индекс), (Индекс, Адрес), пропадает зависимость Город, АдресИндекс.
Слайд 28
Вывод:
Каждая схема отношений может быть приведена к форме
Бойса–Кодда, так что декомпозиция обладает свойством соединения без потерь.
Любая
схема может быть приведена к 3 нормальной форме с соединением без потерь и с сохранением функциональной зависимости.
Но не всегда можно привести к форме Бойса–Кодда с сохранением функциональных зависимостей.
Слайд 29
Шаги при декомпозиции
Находим минимальное покрытие множества функциональных зависимостей
Выделяем
зависимость, нарушающую НФ
X Y (и нет атрибутов, зависящих
от Y).
Находим зависимости с такой же левой частью.
X W, X Z
Выделяем в отдельное отношение XYWZ
Из исходного отношения удаляем YWZ