一、函数依赖(Functional Dependency)的概念
函数依赖是数据依赖的一种,它反映属性或属性组之间相依存,互相制约的关系,即反映现实世界的约束关系。
设R(U)是属性U上的一个关系模式,X和Y均为U={A1,A2,…,An}的子集,r为R的任一关系,如果对于r中的任意两个元组u,v,只要有u[X]=v[X],就有u[Y]=v[Y],则称X函数决定Y,或称Y函数依赖于X,记为X→Y。
简单的说就是在属性U上有两个子集属性X,Y,由X属性可以获得一个元组,而X属性对应的Y属性获得相同的元组
例:
函数依赖是语义范畴
属性间的联系决定函数依赖关系
完全函数依赖和部分函数依赖
1、函数依赖分为完全函数依赖和部分函数依赖
例:
学生ID,学生姓名,所修课程ID,课程名称,成绩
(学生ID,所修课程ID)→成绩
成绩既不能单独依赖于学生ID,也不能单独依赖于所修课程ID,因此成绩完全函数依赖于关键字。
(学生ID,所修课程ID)→学生姓名
学生ID→学生姓名
学生姓名可以依赖于关键字的一个主属性——学生ID,因此学生姓名部分函数依赖于(学生ID,所修课程ID)。
平凡函数依赖和非平凡函数依赖
则:X→Y为平凡函数依赖
X→W, W→Y为非平凡函数依赖
函数依赖的逻辑蕴涵
函数依赖的性质
函数依赖推理规则F1∽F7都是正确的。
多值依赖的定义:
设R(U)是一个属性集合U上的一个关系模式,X, Y, 和Z是U的子集,并且Z=U-X-Y,多值依赖X->->Y成立当且仅当对R的任一个关系r,r在(X,Z)上的每个值对应一组Y的值,这组值仅仅决定于X值而与Z值无关。
若X->->Y,而Z=空集,则称X->->Y为平凡的多值依赖。否则,称X->->Y为非平凡的多值依赖。
平凡多值依赖就是,属性集合中分为两个真子集,每一个X对应一组Y的取值
可以看出,如果把上面的一组改为一个,那么多值依赖就变成了函数依赖。当然一个值组成的组也是组,所以说,函数依赖是多值依赖的特殊情况。
如下表:
课程C 教师T 参考书B
数学 邓军 数学分析
数学 邓军 高等代数
数学 邓军 微分方程
表中,U = C+T+B,(C,T)确定一组B,但是这组B其实与T无关,仅由C确定,所以(C,T)->->B。又因为T不是空集,所以(C,T)->->B为非平凡多值依赖。
要想消除多只依赖,可以分解为:(C,T), (C,B)及
表1:
课程C 教师T
数学 邓军
表2:
课程C 参考书B
数学 数学分析
数学 高等代数
数学 微分方程
对于R中的每个非平凡多值依赖X->->Y(Y不属于X),X都含有候选码,则R属于4NF。
分析:对于每一个非平凡多值依赖X->->Y,X若含有候选码,也就是X->Y,所以4NF所允许的非平凡多值依赖是函数依赖。
多值依赖的性质:
若 X->->Y , 则 X->->Z 多值依赖对称性
若X->Y.则X->->Y 说明函数依赖是多值依赖的特殊情况,当X->Y的时候,对于每一个X都有一个Y与之对应,那么对于每一对X,Z都有一组Y与之对应
设属性值之间有包含关系 XY包含于W包含于U 那么如果R(U)上有X->->Y,那么在R(W)上一世成立的
若X->->Y 在R(U)上成立,且Y’ 包含于Y,不能断言 X->->Y’在R(U)上成立(注意和上一条性质不同) (因为多值依赖中的定义中涉及了U中除了X,Y之外的其余属性Z,因此换成Y’后就需要涉及Z’ = U-X-Y’ 比之前确定X->->Y的时候属性列多,就不一定了)
同时也引用在http://blog.csdn.net/smstong/article/details/
函数的概念和这个概念有相似的地方
学习函数的概念前,先引入的概念是映射,一对一映射的关系就被称为函数。简单的例子
f(x, y, z)= x2+4y+z
对于任何一确定的(x,y,z),都有一个确定的f(x,y,z)与之对应。这种概念很容易推广到关系数据库模式上,R(U),U={X,Y,Z, K},对于任何一个元组,只要(X,Y,Z)确定了,就能确定整个元组,也就是存在K = f(X,Y,Z)的关系,只不过这里的f不能用公式表达,而只能是语义上的含义。
再到后来,我们接触了类似y2=x的方程,也就是
f(x,y) = +-sqrt(x)
显然,此时对于一个确定的x值,f(x)可能有两个值与之对应,从严格的“函数”定义出发,这不能算是函数。但是为了统一概念,被称作“多值函数”。需要注意的是这里虽然x不能完全确定f(x,y)的值,但是能确定f(x,y)的取值范围(所有可能的值的组)。
关系模式中的多值依赖也从概念上与此非常类似,给定元组中的一些属性,可确定另外的属性可能的取值,也就是说,给定的属性值能确定几个元组,而不是唯一的元组。
还是上面的多值函数,可见f(x,y)的值仅与x有关 ,而与y无关。这在关系模式上就叫做平凡多值依赖。平凡多值依赖是4NF中可以存在的,而非平凡且非函数多值依赖不能在4NF中存在。
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