关系数据库设计中的两种算法详解

在关系数据库设计中，存在多种模式分解方案。每种方案都有其独特的优势和适用场景。例如，一个常见的例子是关系模式S(Sno, sdept, dean)，通过函数依赖来保持数据的完整性和一致性。不同的分解策略可以影响数据库的性能和数据操作效率。

本书是关于关系数据库理论中五种范式的简洁指南。

关系模式的定义由五部分组成，它是一个五元组：关系名R，属性名集合U，属性所来自的域DOM，属性向域的映象集合，以及属性间的数据依赖关系集合F。

订购关系模式优化 初始模式： 订购（客户名，住址，联系电话，书号，书名，作者，出版社，社址） 函数依赖集： F={客户名→住址，客户名→联系电话，书号→书名，书号→作者，书号→出版社，出版社→社址} 候选码： (客户名，书号) 分析： 该模式属于第一范式（1NF），满足每个分量都是不可分的数据项的条件。然而，存在部分函数依赖和传递函数依赖，导致数据冗余和更新异常。 优化后的模式： 为了消除冗余和异常，可以将原始模式分解为以下两个关系模式： 客户(客户名, 住址, 联系电话) 书籍(书号, 书名, 作者, 出版社, 社址) 优化后的函数依赖集： 客户: {客户名→住址，客户名→联系电话}

关系数据库使用表状结构存储数据，以行和列形式组织数据。非关系数据库采用更灵活的数据模型，如文档、键值对或图形，以适应非结构化或半结构化数据。

范式等级： 1NF ⊆ 2NF ⊆ 3NF ⊆ BCNF ⊆ 4NF ⊆ 5NF 1971-1972 年，科德提出了 1NF、2NF、3NF 概念，讨论规范化问题；1974 年，科德和博伊斯提出 BCNF；1976 年，法金提出 4NF，后来有人提出 5NF。规范化条件按上述顺序逐级增强。 范式概念可理解为符合特定等级的关系模式集合，可表示为 R ∈ xNF。关系模式规范化设计过程是将低级范式关系模式分解为符合高一级范式的关系模式集合。

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根据依赖关系 F={{Sno,Cno}→Grade，Cno→Teacher，Teacher→Dept}，可以绘制如下函数依赖图：技术进步的引领下，这些关系模式中存在部分函数依赖和传递函数依赖。为了消除这些缺陷，我们需要优化这些关系模式，以获得更有效的数据库设计方案。

基本关系的特性包括：①每一列都是同质的；②不同的列可以出自同一个域，每一列称为一个属性，不同的属性必须有不同的属性名；③列的顺序不影响关系，可以任意交换；④任意两个元组的候选码不能相同；⑤行的顺序不影响关系，可以任意交换；⑥分量必须是原子值。