最小函数依赖
3NF既具有无损连接性又保持函数依赖的分解算法
求最小函数依赖集分三步:1.将F中的所有依赖右边化为单一元素此题fd={abd->e,ab->g,b->f,c->j,cj->i,g->h};已经满足2.去掉F中的所有依赖左边的冗余属性.作法是属性中去掉其中的一个,看看是否依然可以推导此题:abd->e,去掉a,则(bd)+不含e,故不能去掉,同理b,d都不是冗余属性ab->g,也没有cj->i,因为c+={c,j,i}其中包含i所以j是冗余的.cj->i将成为c->iF={abd->e,ab->g,b->f,c->j,c->i,g->h};3.去掉F中所有冗余依赖关系.做法为从F中去掉某关系,如去掉(X->Y),然后在F中求X+,如果Y在X+中,则表明x->是多余的.需要去掉.此题如果F去掉abd->e,F将等于{ab->g,b->f,c->j,c->i,g->h},而(abd)+={a,d,b,f,g,h},其中不包含e.所有不是多余的.同理(ab)+={a,b,f}也不包含g,故不是多余的.b+={b}不多余,c+={c,i}不多余c->i,g->h多不能去掉.所以所求最小函数依赖集为F={abd->e,ab->g,b->f,c->j,c->i,g->h};转换为3NF既具有无损连接性又保持函数依赖的分解算法：第一步：首先用算法1求出R的保持函数依赖的3NF分解，设为q={R1,R2,…,Rk}（这步完成后分解已经是保持函数依赖，但不一定具有保持无损连接）第二步：设X是R的码，求出p=q {R(X)}第三步：若X是q中某个Ri的子集，则在p中去掉R(X)第四步：得到的p就是最终结果例题：R(S#,SN,P,C,S,Z)F={S#→SN,S#→P,S#→C,S#→S,S#→Z,{P,C,S}→Z,Z→P,Z→C}•第一步:求出最小FD集：F={S# →SN, S# →P,S# →C, S#→S, {P,C,S→Z, Z →P,Z →C} // S# →Z冗余，FD：最小函数依赖按具有相同左部分组：q={R1(S#,SN,P,C,S), R2(P,C,S,Z), R3(Z,P,C)}R3是R2的子集，所以去掉R3q={R1(S#,SN,P,C,S), R2(P,C,S,Z)}•第二步:R的主码为S＃，于是p=q {R(X)}={R1(S#,SN,P,C,S), R2(P,C,S,Z), R(S#)}•第三步:因为{S＃}是R1的子集，所以从p中去掉R(S#)•第四步:p ={R1(S#,SN,P,C,S), R2(P,C,S,Z)}即最终结果判别一个分解的无损连接性举例2：已知R<U,F>，U={A,B,C,D,E}，F={A→C,B→C,C→D,DE→C,CE→A}，R的一个分解为R1(AD)，R2(AB)，R3(BE)，R4(CDE)，R5(AE)，判断这个分解是否具有无损连接性。
建立一个关于系,学生,班级,学会等诸信息
建立一个关于系,学生,班级,学会等诸信息(1)关系模式如下：学生：S(Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno)班级：C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear)系：D(Dept，Dno，Office，Dnum)学会：M(Mname，Myear，Maddr，Mnum)(2)每个关系模式的最小函数依赖集如下：A、学生S (Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 的最小函数依赖集如下:SnoàSname，SnoàSbirth，SnoàClass，ClassàDept，DEPTàRno传递依赖如下：由于SnoàDept，而DeptàSno ，DeptàRno（宿舍区）所以Sno与Rno之间存在着传递函数依赖。
由于ClassàDept，Dept à Class，DeptàRno所以Class与Rno之间存在着传递函数依赖。
由于SnoàClass，ClassàSno，ClassàDept所以Sno与Dept之间存在着传递函数依赖。
B、班级C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear)的最小函数依赖集如下:ClassàPname，ClassàCnum，ClassàCyear，PnameàDept.由于ClassàPname，PnameàClass，PnameàDept所以C1ass与Dept之间存在着传递函数依赖。
C、系D(Dept，Dno，Office，Dnum)的最小函数依赖集如下：DeptàDno，DnoàDept，DnoàOffice，DnoàDnum根据上述函数依赖可知，Dept与Office，Dept与Dnum之间不存在传递依赖。
函数依赖的公理系统资料
定义4.15 最小覆盖. 满足下列条件的函数依赖集F称为最小覆盖(最 小依赖集, 极小依赖集)，记作Fmin：
(1) 单属性：F中任一函数依赖 XA，A必是单属 性。 (2) 无冗余性：F中不存在这样的函数依赖X A， 使得 F与 F {X A}等价。 (3) 既约性：F中不存在这样的函数依赖 X A， X是多属性，在X中有真子集 Z，使得 F 与 F {X A} {Z A}等价。
2
函数依赖集的闭包F+
定义 4.12 在关系模式 R<U，F> 中，被 F 所 逻辑蕴涵的函数依赖的全体所构成的集合称 作F的闭包，记作 F+ = {XY | F├ XY} + 显然，F F 。 F+的计算很麻烦，F不大，其F+也可能很大。 例如： 设 R<U, F>, U={X, Y, Z}, F = {XY, YZ} F+ = { XX， XY，X Z, YY, YZ, Z Z, XYX，XYY，XYXY, XZ→X, ……}
函数依赖的公理系统
建立函数依赖推理系统的目的:
(1) 求关系模式的候选码 (2) 判断关系模式的范式级别 (3) 给定一组函数依赖，需要导出另外一些函数依赖， 或判断另外的函数依赖是否成立。例如： FD={A B，B C}，判断 A C是否成立？
本节内容:
1. 逻辑蕴涵； 2. Armstrong函数依赖公理系统； 3. 函数依赖集的闭包； 4. 属性集闭包； 5. 函数依赖集的等价和覆盖； 6. 最小函数依赖集。
XY
t[XZ] = s[XZ]
t[Y] = s[Y] t[Z] = s[Z]
t[YZ] = s[YZ]
函数依赖及范式
函数依赖及范式函数依赖基本概念：•函数依赖：FD(function dependency)，设有关系模式R(U)，X，Y是U的子集，r 是R的任一具体关系，如果对r的任意两个元组t1,t2,由t1[X]=t2[X]导致t1[Y]=t2[Y], 则称X 函数决定Y,或Y函数依赖于X，记为X→Y。
X→Y为模式R的一个函数依赖。
•部分函数依赖：即局部依赖，对于一个函数依赖W→A，如果存在X W(X包含于W)有X→A成立，那么称W→A是局部依赖，否则称W→A为完全函数依赖。
•传递依赖：在关系模式中，如果Y→X，X→A，且X Y（X不决定Y），A X（A不属于X）,那么称Y→A是传递依赖。
•函数依赖集F的闭包F+: 被逻辑蕴涵的函数依赖的全体构成的集合，称为F的闭包(clo sure),记为F+。
•最小依赖集：如果函数集合F满足以下三个条件(1)F中每个函数依赖的右部都是单属性；(2) F中的任一函数依赖X→A，其F-{X→A}与F是不等价的；(3)F中的任一函数依赖X→A，Z为X的子集，（F-{X→A}）∪{Z→A}与F不等价。
则称F为最小函数依赖集合，记为Fmin。
函数依赖的公理系统：设有关系模式R(U)，X，Y，Z，W均是U的子集，F是R上只涉及到U中属性的函数依赖集，推理规则如下：•自反律：如果Y X U,则X→Y在R上成立。
•增广律：如果X→Y为F所蕴涵，Z U，则XZ→YZ在R上成立。
(XZ表示X∪Z，下同) •传递律：如果X→Y和Y→Z在R上成立，则X→Z在R上成立。
以上三条为Armstrong公理系统•合并律：如果X→Y和X→Z成立，那么X→YZ成立。
•伪传递律：如果X→Y和WY→Z成立，那么WX→Z成立。
•分解律：如果X→Y和Z Y成立，那么X→Z成立。
这三条为引理注意：•函数依赖推理规则系统(自反律、增广律和传递律)是完备的。
•由自反律所得到的函数依赖均是平凡的函数依赖。
四种范式的含义：•如果某个数据库模式都是第一范式的，则称该数据库模式是属于第一范式的数据库模式。
最小函数依赖集F‘的最优算法
作者： 徐爱芸
作者机构： 江汉大学数学与计算机科学学院,湖北武汉430056
出版物刊名： 江汉大学学报：社会科学版
页码： 20-22页
主题词： 最优算法;属性集;函数依赖集闭包;属性集闭包;逻辑蕴含;最小函数依赖集;数据库原理
摘要：在数据库设计中，依据函数依赖集的定义及Armstrong公理，求出的是一个可能存在冗余的函数依赖集。
为了判断一个函数依赖是否为某一函数依赖集逻辑蕴含，只要用求属性闭包的方法求出函数依赖中决定子的属性闭包，判断依赖子是否包含在属性闭包中即可。
本文从求属性闭包的角度出发，给出一个求最小函数依赖集的算法。
最小函数依赖集F‘的最优算法
２ 属性闭包 ． ２
设有 关 系模式Ｒ ｕ （ ，Ｆ） Ａ Ｕ， ，ｒ ＿ Ｃ
一 能 由 Ｆ根 据 Ａ ｍｓ ｏ ｇ 理 导 出 ｝ ｒ ｔｎ 公 ｒ
＝ Ｉ 似
则 函数 依 赖 Ｗ － ＷＹ是冗 余 的 ．在 关 系 数 Ｘ－ ￣
据 库 的设 计 中 ， 多 设 计 算 法 都 是基 于一 个 无 冗 许 余 的 函数 依 赖 集 ，尤 其 是 关 系设 计 的属 性综 合 法 ， 基 本 思 想 是将 具 有 相 同决 定 子 的所 有 函数 其 依 赖 中 的属 性 构 成 一个 关 系模 式 ， 就要 求 给 出 这
由 函数 依 赖 的定 义 及 函数 依 赖 的 公 理 系统 （ ｒ ｔｎ Ａ ｍｓｏ ｇ公 理 ） ｒ ，我 们 能 由已 知 的 函数 依 赖 推 导 出新 的 函数 依 赖 ，则 在一 个 函数 依 赖集 Ｆ 中 ， 可 能 会 有 冗 余 的 函数 依 赖 ．例 如 ：给定 关 系 模 式 Ｒ ｕ， （ 及 函数 依 赖集 Ｆ＝ ｛ 一ｙ ， ｚ ， ， ｗＹ｝ 由 —ｙ及 ｕ中 ， 推 出函数 依 赖 ， 可
依 赖 是 现 实 世 界 属性 间相 互 联 系 的抽 象 ， 数 据 是 的 内在 性 质 ， 是语 义 的 体 现 ， 数依 赖 的确 定 决 函 定 于 设 计 者 对 相 关语 义 的理 解 ．
２１ 函数依赖集的闭包 ．
设 有 函数依 赖集 Ｆ，它 的闭 包 就 是 能够 和用 Ｊ 推 导规 则 由 Ｆ推 导 出来 的所 有 函数 依 赖 的集 合 ．
收 稿 日期 ： ２ ０ ０ ０ ２— ３—２ ５
称 为属 性 关 于 函数 依 赖集 Ｆ的 闭 包 ．
由属 性 闭包 的定 义 可 以证 明 判 断 ｙ 是用 Ａ ｍ— ｒ
数据库函数依赖和范式总结
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。
函数依赖(理论及举例)
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。
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最小函数依赖
最小函数依赖（MinimumFunctionalDependencies，MFDs）是数据库理论中最重要的概念之一，它主要用于描述一个表里不同属性间的依赖关系。
换句话说，最小函数依赖能够描述一个表里的属性是如何联系起来的。
最小函数依赖的定义引入了一个表里的任何属性X，其他属性Y的值依赖于X的值，即X->Y。
而且这里的依赖是根据最小原则来定义的，即Y只能有一个属性X。
最小函数依赖的概念在关系数据库设计中起着非常重要的作用，它不仅能帮助我们正确地设计关系型数据库，还能帮助我们确定哪些属性是主键，也能帮助我们更好地理解属性之间的一对多
（one-to-many）和多对多（many-to-many）的关系。
首先，最小函数依赖能够帮助我们设计合理的关系型数据库。
通过描述属性之间的依赖关系，我们不但可以把握准确的数据结构，还可以避免出现重复数据，从而大大提高数据库的可维护性。
其次，最小函数依赖也能帮助我们确定主键。
通过MFD的定义，我们可以明确一个表中的属性X能唯一确定其他属性Y，这样X就能作为主键，而Y可以看作其联系属性。
最后，最小函数依赖也能够帮助我们更好地理解属性之间的一对多（one-to-many）和多对多（many-to-many）的关系。
通过MFD的定义，我们可以将复杂的关系简单化，有效地解决类似“一对多”和“多对一”等关系中属性之间的对应问题。
总之，最小函数依赖是数据库理论中最重要的概念之一，它在关系数据库设计中的作用十分重要，能够帮助我们正确地设计关系型数
据库，还可以帮助我们确定哪些属性是主键，更好地理解属性之间的一对多（one-to-many）和多对多（many-to-many）的关系。
最小函数依赖的概念和作用不仅仅是非常重要的，它也为数据库设计提供了理论基础，在实际应用中也非常有用。