DBMS 中的非平凡函数依赖

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非平凡函数依赖指存在这样的属性组合,这些属性组合不是超码但是依然能确定其他属性,即一个属性的值可以唯一地确定另一个属性的值,且该依赖关系不能被更小的依赖关系所代替。这种依赖关系常常出现在设计数据库中,特别是在规范化过程中。

1. 理解函数依赖和非平凡函数依赖

对于一个关系数据库,一个属性或属性组合能否唯一确定另一个属性或属性组合,这种关系称为函数依赖。例如,学生姓名和学号可以唯一确定一条学生记录,因此学号->姓名是一个函数依赖。当属性或属性组合能够唯一确定另一个属性或属性组合,但又不满足超码的条件,就构成了非平凡函数依赖。例如,学号->班级,虽然学号不是超码,但它唯一确定了班级,所以学号->班级是一个非平凡函数依赖。

2. 确定非平凡函数依赖

确定非平凡函数依赖需要使用一些技术,常见的技术包括:

  • 观察数据模式和数据值:检查数据模式中的属性和值是否可以唯一确定其他属性和值。通过对数据模式和值进行观察,可以发现一些潜在的非平凡函数依赖。
  • 使用函数依赖算法:函数依赖算法可以计算出每一个函数依赖和超码,进而确定非平凡函数依赖。常用的函数依赖算法包括 Armstrong法则和图算法等。

例如,对于一个学生装备信息表,包含学生姓名、学号、性别、班级、住址等属性。可以观察到学号 -> 班级 的非平凡函数依赖,因为一个学号对应唯一一个班级。

3. 如何处理非平凡函数依赖

非平凡函数依赖可以破坏规范化的第二范式,因此需要进一步处理。处理非平凡函数依赖的方法包括拆分关系、合并属性等。

  • 拆分关系:将非平凡函数依赖的属性拆分到另外一个关系中,保留一个外键到被依赖的关系上。例如,学号、班级可以拆分到另外一个班级信息表中,学生信息表中只保留学号和班级信息的外键。
  • 合并属性:将非平凡函数依赖的属性合并到一个属性中,这个属性可以是一个表达式或计算出来的结果。例如,将学号和班级合并到一个属性中,如学生编号=学号+班级,这样就避免了非平凡函数依赖。

综上所述,非平凡函数依赖是设计数据库时需要特别关注的问题之一,只有理解它的特性和处理方法,才能创造出高效可靠的数据库。