函数依赖理论第一讲
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函数依赖和多值依赖一、函数依赖函数依赖是关系数据库中最基本的依赖关系之一,它描述了一个属性集合中某些属性对其他属性的决定作用。
在一个关系模式R中,如果对于R的任意一组元组t1和t2,若t1和t2在属性集合X上取值相同,则它们在属性集合Y上取值也相同,那么我们称Y对X有函数依赖。
可以用X→Y来表示。
二、多值依赖多值依赖是指在一个关系模式R中,存在这样两个属性集合X和Y (其中X和Y不为空),满足对于R的任意一组元组t1和t2,如果它们在X上取值相同,则它们在除去X后剩余的属性集合Z上必须取相同的所有可能值。
可以用X→→Z来表示。
三、函数依赖与多值依赖的区别函数依赖描述了一个属性对其他属性的决定作用,而多值依赖描述了两个或更多个非主属性之间的关系。
四、实现函数依赖与多值依赖实现函数依赖和多值依赖需要进行以下步骤:1.确定实体及其属性。
2.识别实体间联系及其类型。
3.设计ER图并转换为关系模式。
4.检查关系模式的范式,消除不符合范式的关系模式。
5.对于存在函数依赖和多值依赖的关系模式,进行分解。
五、分解函数依赖分解函数依赖需要进行以下步骤:1.将原始关系模式拆分成两个或多个新的关系模式,每个新的关系模式都包含原始属性集合中的一部分属性。
2.为新的关系模式定义主键和外键,以确保它们之间有正确的联系。
3.使用连接操作来重新组合这些新的关系模式。
六、分解多值依赖分解多值依赖需要进行以下步骤:1.将原始关系模式拆分成两个或多个新的关系模式,每个新的关系模式都包含原始属性集合中的一部分属性。
2.为新的关系模式定义主键和外键,以确保它们之间有正确的联系。
3.在第二个新建立一个独立表格,并把非主属性从第一个表格中转移到第二个表格中。
4.使用连接操作来重新组合这些新建立表格。
七、总结在设计数据库时,应该注意到函数依赖和多值依赖。
如果发现存在函数依赖或多值依赖,则应该采取相应的措施来分解它们,以确保数据库的正常运行。
函数依赖(理论及举例)教你如何理解函数依赖一、函数依赖的概念函数依赖:函数依赖就是讨论一个数据表(关系)中属性值之间所存在的函数关系。
函数是一种数学中的概念,被引入到数据库中对数据的联系进行分析。
在一个关系中,属性相当于数学上的变量,属性的域相当于变量的取值范围,属性在一个元组上的取值相当于属性变量的当前值。
例如:在下面的这个职工关系中,职工号、姓名、性别、年龄、职务等属性都相当于变量;职工号属性的域,即四位十进制数字,就是取值范围,性别属性的域:{男、女},就是性别属性的取值范围。
此关系中包含有6个元组,如第2个元组为{3051、刘平、男、48、副处},其中的每个属性值都是对应属性在该元组上的当前值。
单值函数和多值函数:元组中一个属性或一些属性值对另一个属性值的影响相当于自变量值对函数值的影响。
当给定一个自变量值能求出唯一的一个函数值时,称此为单值函数或单映射函数,否则为多值函数。
在单值函数中由自变量的一个值确定函数的一个值,但不同的自变量值允许具有相同的函数值。
如f(x)=2x, f(n)=(-1)^n, f(x)=x^3+1等都是单值函数,由自变量x或n的值能够唯一确定f(x)或f(n)的值。
属性的单值函数决定(依赖):在一个关系中,若一个或一组属性的值对另一个或一组属性值起到决定性的作用,则称为单值函数决定(依赖)。
如上表中职工号的值就能够函数决定其余每个属性的值,也就是说,当职工号给定后,其他每个属性的值就跟着唯一地确定了。
如假定职工号为3074,则他的姓名必定是王海,性别必定为男,年龄必定为32岁,职务必定为正科。
这就叫做职工号能够分别单值函数决定姓名、性别和年龄属性,反过来,可以说姓名、性别和年龄等属性单值函数依赖于职工号属性。
二、函数依赖的定义定义:设一个关系为R(U),X和Y为属性集U上的子集,若对于X上的每个值都有Y上的一个唯一值与之对应,则称X和Y具有函数依赖关系,并称X 函数决定Y,或称Y函数依赖于X,记作X→Y,称X为决定因素。
函数依赖2.1、属性间的联系实体间的联系有两类:一类是实体与实体之间的联系;另一类是实体内部各属性间的联系。
属性间的联系可分为以下三类:(1)一对一联系(1∶1)以职工模式为例:职工(职工号,姓名,职称,部门)。
如果该企业(或单位)中职工无重名,则属性职工号与姓名之间是1∶1联系。
一个职工号唯一地决定一个姓名,一个姓名也可决定唯一的职工号。
设X、Y是关系R的两个属性(集)。
如果对于X中的任一具体值,Y中至多有一个值与之对应,且反之亦然,则称X、Y两属性间是一对一联系。
(2)一对多联系(1∶ m)在职工模式中,职工号和职称间是一对多联系。
一个职工号只对应一种职称(如胡一民只能对应工程师),但一种职称却可对应多个职工号(如工程师可对应多名职工)。
设X、Y是关系R的两个属性(集)。
如果对于X中的任一具体值,Y中至多有一个值与之对应,而Y中的一个值却可以和X中的n个值相对应,则称Y对X是一对多联系。
(3)多对多联系(m∶ m)在职工模式中,职称和部门之间是多对多联系。
一种职称可分布在多个部门中(如每一个部门中均可有工程师),而一个部门中也可有多个职称。
设X、Y是关系R的两个属性(集)。
如果对于X中的任一具体值,Y中有m个值与之对应,而Y中的一个值也可以和X中的n个值相对应,则称Y对X是多对多联系。
上述属性间的三种联系实际上是属性值之间相互依赖又相互制约的反映,称为属性间的数据依赖。
数据依赖共有三种:函数依赖(FunctionalDependency,简称FD)、多值依赖(Multiva-luedDependency,简称MVD)和连接依赖(JoinDependency,简称JD),其中最重要的是函数依赖和多值依赖。
2.2、函数依赖函数依赖是属性之间的一种联系。
假设给定一个属性的值,就可以唯一确定(查到)另一个属性的值。
定义:所谓函数依赖是指在关系R中,X、Y为R的两个属性或属性组,如果对于R的任一关系r都存在:对于X的每一个具体值,Y 都只有一个具体值与之对应,则称属性Y函数依赖于属性X。
数据库函数依赖和范式总结1 函数依赖1.1 定义:一个集合R(U,F),U为属性全集,F为函数依赖集合。
F中存在着{Xi->Yi...};对于每个X都存在着一个Y与之唯一对应。
意思就是相当于X为主键,Y由主键决定。
比如一个学生他的学号相当于X,而他的姓名与年龄这些其他信息相当于Y。
但是X有时候并不是一个值,比如一个学生他的成绩需要有两个属性才能知道他的成绩,学号+课程号->成绩1.2 平凡函数依赖与非平凡函数依赖平时我们主要讨论的是非平凡函数依赖。
平凡函数依赖概念:Y集合属性属于X集合属性的子集非平凡函数则相反1.3 逻辑蕴涵(为后面求闭包做好基础)X,Y为属性集合U的子集,且X->Y不存在于F中。
即我们需要通过F中的函数依赖推出X->Y称为函数依赖。
而所有函数依赖的集合则称为闭包1.4 函数依赖的推理规则(就是求函数依赖的逻辑蕴涵)1.4.1 几个公理1.4.1.1 公理一(自反律):Y属于X的子集,则X->Y 数学公式描述 Y?X?U1.4.1.2 公理二(增广律):X->Y成立,Z?U也成立,则 XZ?YZ1.4.1.3 公理三(传递律):X->Y成立,Y->Z成立,则 X->Z1.4.2 公理的推广1.4.2.1 推广一(合并律):X->Y,X->Z,则X->YZ1.4.2.2 推广二(伪传递律):X->Y,YW->Z,则XW->Z(证明只需要在XY两边*W)1.4.2.3 推广三(分解律):X->Y成立,Z?Y,则 X->Z1.4.2.4 推广四(复合律):X->Y,W->Z,则XW->YZ1.5 完全函数依赖与部分函数依赖(范式中基础知识)X->Y的集合中,若X的任一真子集x都能 x->Y则为部分函数依赖,若不能则的完全函数依赖,如果X没有真子集则也称为完全函数依赖。