数据库最小函数依赖集

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一、等价与覆盖

定义:关系模式R〈U,F〉上得两个依赖集F与G,如果F+=G+,则称F与G就是等价得,记做

F≡G。若F≡G,则称G就是F得一个覆盖,反之亦然。两个等价得

函数依赖集在表达能力上就是完全相同得。ﻭ

二、最小函数依赖集

定义:如果函数依赖集F满足下列条件,则称F为最小函数依赖集

或最小覆盖。

①F中得任何一个函数依赖得右部仅含有一个属性;

② F中不存在这样一个函数依赖X→A,使得F与F—{X→A}等价;

③F中不存在这样一个函数依赖X→A,X有真子集Z使得F—{X→A}∪{Z→A}与F等价.

算法:计算最小函数依赖集。输入一个函数依赖集输出 F

得一个等价得最小函数依赖集G ﻭ

步骤:

①用分解得法则,使F中得任何一个函数依赖得右部仅含有一个属性;

②去掉多余得函数依赖:从第一个函数依赖X→Y开始将其从F中去掉,然后在剩下得函数依赖中求X得闭包X+,瞧X+就是否包含Y,

若就是,则去掉X→Y;否则不能去掉,依次做下去。直到找不到冗余

得函数依赖;

③去掉各依赖左部多余得属性。一个一个地检查函数依赖左部非单个属性得依赖。例如XY→A,若要判Y为多余得,则以X→A代替XY→A就是否等价?若A(X)+,则Y就是多余属性,可以去掉。

举例:

已知关系模式R<U,F〉,U={A,B,C,D,E,G},

F={AB→C,D→EG,C→A,BE→C,BC→D,CG→BD,ACD→B,C E→AG},

求F得最小函数依赖集.

解1:利用算法求解,使得其满足三个条件

①利用分解规则,将所有得函数依赖变成右边都就是单个属性得函数依赖,得F为: F={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG →B,CG→D,ACD→B,CE→A,CE→G}

②去掉F中多余得函数依赖

A.设AB→C为冗余得函数依赖,则去掉AB→C,得: F1={D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→B,CG→D,ACD→B,CE→A,CE →G}

计算(AB)F1+:设X(0)=AB 计算X(1):扫描F1中各个函数依赖,找到左部为AB或AB子集得函数依赖,因为找不到这样得函数依赖。故有X(1)=X(0)=AB,算法终止。

(AB)F1+= AB不包含C,故AB→C不就是冗余得函数依赖,不能从F1中去掉、

B。设CG→B为冗余得函数依赖,则去掉CG→B,得:F2={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,ACD→B,CE→A,CE→G} 计算(CG) F2+:设X(0)=CG 计算X(1):扫描F2中得各个函数依赖,找到左部为CG或CG子集得函数依赖,得到一个C→A函数依赖。故有X(1)=X(0)∪A=CGA=ACG. 计算X(2):扫描F2中得各个函数依赖,找到左部为ACG或ACG子集得函数依赖,得到一个CG→D函数依赖。故有X(2)=X(1)∪D=ACDG。计算X(3):扫描F2中得各个函数依赖,找到左部为ACDG或ACDG子集得函数依赖,得到两个ACD→B与D→E函数依赖.故有X(3)=X(2)∪BE=ABCDEG,因为X(3)=U,算法终止。(CG)F2+=ABCDEG 包含B,故CG→B就是冗余得函数依赖,从F2中去掉.

C.设CG→D为冗余得函数依赖,则去掉CG→D,得: F3={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,ACD→B,CE→A,CE→G} 计算(CG)F3+:设X(0)=CG 计算X(1):扫描F3中得各个函数依赖,找到左部为CG或CG子集得函数依赖,得到一个C→A函数依赖.故有X(1)=X(0)∪A=CGA=ACG. 计算X(2):扫描F3中得各个函数依赖,找到左部为ACG或ACG子集得函数依赖,因为找不到这样得函数依赖。故有X(2)=X(1),算法终止。(CG)F3+=ACG。(CG)F3+=ACG不包含D,故CG→D不就是冗余得函数依赖,不能从F3中去掉。

D.设CE→A为冗余得函数依赖,则去掉CE→A,得:F4={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,ACD→B,CE→G} 计

算(CG)F4+:设X(0)=CE计算X(1):扫描F4中得各个函数依赖,找到左部为CE或CE子集得函数依赖,得到一个C→A函数依赖。故有X(1)=X(0)∪A=CEA=ACE。计算X(2):扫描F4中得各个函数依赖,找到左部为ACE或ACE子集得函数依赖,得到一个CE→G函数依赖。故有X(2)=X(1)∪G=ACEG。计算X(3):扫描F4中得各个函数依赖,找到左部为ACEG或ACEG子集得函数依赖,得到一个CG→D函数依赖。故有X(3)=X(2)∪D=ACDEG。计算X(4):扫描F4中得各个函数依赖,找到左部为ACDEG或ACDEG 子集得函数依赖,得到一个ACD→B函数依赖。故有X(4)=X(3)∪B=ABCDEG。因为X(4)=U,算法终止。 (CE)F4+=AB CDEG包含A,故CE→A就是冗余得函数依赖,从F4中去掉。

③去掉F4中各函数依赖左边多余得属性(只检查左部不就是单个属性得函数依赖)

由于C→A,函数依赖ACD→B中得属性A就是多余得,去掉A得CD →B。故最小函数依赖集为:

F={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,CD→B,CE →G}

解2:利用Armstrong公理系统得推理规则求解

①假设CG→B为冗余得函数依赖,那么,从F中去掉它后能根据Armstrong公理系统得推理规则导出。

因为CG→D (已知)

所以CGA→AD,CGA→ACD (增广律)

因为ACD→B (已知)

所以CGA→B (传递律)

因为C→A (已知)

所以CG→B (伪传递律)

故CG→B就是冗余得。

②同理可证:CE→A就是多余得。

③又因C→A,可知函数依赖ACD→B中得属性A就是多余得,去掉A得CD→B。

故最小函数依赖集为:

F={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,CD→B,CE→G}