Thiết kế Cơ sở dữ liệu

Tài liệu tham khảo chuyên ngành tin học Thiết kế Cơ sở dữ liệu

Lời nói đầu

Ngày nay, hơn lúc nào hết sự thành công của một cơ quan phụ thuộc vào khả năngthu thập kịp thời, đầy đủ và chính xác những dữ liệu cần thiết, xử lí, quản lí va sửdụng chúng một cách có hiệu quả để phân tích tình hình và đề ra những phươnghướng hành động cho tương lai Mà khi lượng thông tin ngày càng gia tăng nênkhối lượng thu thập được cần được lưu trữ, nhưng do không gian lưu trữ có hạn.Nghịch lí này đã làm nảy sinh ra nhu cầu phải xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) phùhợp Để có thể quản lí tối ưu kho dữ liệu thì những người sử dụng phải có các côngcụ làm đơn giản hoá nhiệm vụ quản lí dữ liệu(DL) Yêu cầu đặt ra cho những ngườithiết kế là nghiên cứu những tính chất cơ bản để xây dựng cấu trúc CSDL tối ưunhất Mà vấn đề phụ thuộc hàm, phụ thuộc đa trị là nguyên nhân cho các vấn đề nảysinh không đáng có trong thiết kế CSDL nên nghiên cứu về phụ thuộc hàm và phụthuộc đa trị trong xây dựng CSDL để xây dựng tập các sơ đồ quan hệ cho phépngười dùng lưu trữ các thông tin một cách không dư thừa đồng thời cho phép tìmkiếm thông tin một cách dễ dàng.

Mục đích nghiên cứu của đề tài trước hết trang bị thêm kiến thức phục vụ chothiết kế CSDL đồng thời kiến thức học hỏi được sẽ trở thành một công cụ để sinhviên và những lập trình viên sử dụng cho công việc thiết kế của mình có cái nhìnđúng đắn và mang lại hiệu quả tốt nhất trong xây dựng CSDL Đối tượng nghiêncứu trong đề tài của em là phụ thuộc hàm, phụ thuộc đa trị và ứng dụng trong xâydựng CSDL Và khi thiết kế một CSDL quan hệ phải nghiên cứu các tính chất cơbản cũng như các thuật toán để có thể nhận được những tập sơ đồ phù hợp, tốt nhấtcho công việc.

Đề tài được chia làm ba phần lớn:

Phần thứ nhất là cái nhìn tổng quan về CSDL quan hệ là phạm vi nghiên cứucủa đề tài.

Phần thứ hai: trình bày nội dung chính của đề tài , trong phần này giúp chongười sử dụng hiểu rõ mục đích và tầm quan trọng của việc thiết kế CSDL và ứngdụng trong thực tế.

Phần cuối cùng là kết luận, qua đề tài để làm tối ưu quá trình xây dựngCSDL và trang bị cho người sử dụng thêm kiến thức cần thiết phục vụ cho ứng

dụng ,và tìm hiểu để có những lựa chọn phù hợp nhất cho công việc của mình vớimô hình quan hệ nào là tốt nhất.

Qua đề tài nghiên cứu mong rằng sẽ trang bị cho người đọc những kiến thức bổích giúp ích cho những ai muốn tìm hiểu về phụ thuộc hàm,phụ thuộc đa trị có thêmnhững kiến thức mới bổ sung cho quá trình tìm hiểu của mình.

Trong số 3 mô hình ba cách tiếp cận cho việc tổ chức và khai thác cácCSDL là mô hình phân cấp , mô hình mạng và mô hình quan hệ thì mô hình quanhệ được quan tâm hơn cả vào khoảng vài chục năm trở lại đây Các hệ quản trịCSDL quan hệ được thiết kế và cài đặt trên tất cả các máy : hệ micro, hệ mini, hệmainframe và các hệ siêu máy tính Trong các chương trình xây dựng máy tính thếhệ mới , mô hình quan hệ được quan tâm đáng kể.

Sở dĩ mô hình quan hệ được phát triển rộng rãi như vậy là vì nó được xây dựngtrên một cơ sở toán học chặt chẽ _lí thuyết về các quan hệ và có hình ảnh trực quangần với quan niệm thông thường của người dùng cuối Các ngôn ngữ thao tác trêncác CSDL quan hệ khá dễ học và có hiệu suất phục vụ cao.Trong mô hình quan hệthì giá trị đưa vào mỗi cột phải là đơn nhất, các giá trị đưa vào một cột phải cùngmột miền dữ liệu và mỗi dòng trong bảng phải là duy nhất nên việc quản lí dễ dànghơn.

Vậy CSDL là một tập các DL về các đối tượng cần quản lí, được lưu trữ đồngthời trên các vật mang tin của máy tính điện tử và được quản lí theo một cơ chếthống nhất gọi là hệ quản lí CSDL nhằm thực hiện ba chức năng sau đây một cáchtối ưu: mo tả DL, cập nhật DL, tìm kiếm DL.

CSDL là một bộ phận không thể thiếu được trong các hệ lưu trữ và tìm kiếmthông tin, các hệ thống quản lí kinh tế các ngành các cấp, các hệ thống quản lí khohàng, tư liệu, các hệ thống phục vụ công cộng như ngân hàng, bán vé máy bay vàcác phương tiện giao thông , các hệ thống thiết kế tự động ………

2 Hệ quản trị CSDL:

Đó là hệ thống phần mềm giúp cho người sử dụng khai thác các CSDL theo bachức năng nói trên Còn các CSDL là đối tượng quản lí của các HCSDL Chúngđược tạo lập và lưu trữ trên các vật mang tin ngoài Hệ QTCSDL có nhiệm vụ rấtquan trọng, như một bộ miễn dịch với ngôn ngữ bậc cao nhằm giúp người sử dụngcó thể dùng được hệ thống mà ít nhiều không cần quan tâm đến thuật toán chi tiếthoặc biểu diễn DL trong máy.

CSDL có người quản trị CSDL Người quản trị CSDL có nhiệm vụ quản lí vàtheo dõi toàn bộ các thủ tục sau đây :

_Nạp DL vào CSDL _Xoá DL ra khỏi CSDL _Sửa DL trong CSDL _Tạo lập CSDL

có thể là thông tin về các quầy khác, tổng thu chi của cửa hàng, danh sách và thôngtin chi tiết về các nhân viên …

Tóm lại, mặc dù DL được lưu trữ chung trong một CSDL nhưng mỗi người sửdụng chỉ được nhìn vào CSDL qua một cái chung và họ cảm thấy CSDL chỉ vào cáikhung đó thôi, như là dành riêng cho họ vậy.

Hệ QTCSDL là những chương trình máy tính giúp cho ta thực hiện các thao táctrên Vậy là các phần mềm như DBASE, FOXBASE, SYSTEM-R, IMS là nhữngHCSDL Các đối tượng do hệ thống trên tạo lập là các CSDL

Khung nhìn 1

Khung nhìn 2

Khung nhìn n

CSDL mức vật lí

CSDL mức khaí

niệm(logic)

Thể hiện

Một khi CSDL đã được thiết kế , thường người ta quan tâm tới “bộ khung” hay

còn gọi là “mẫu” của CSDL DL hiện có trong CSDL gọi là thể hiện CSDL, mặc dù

khi DL thay đổi thao một chu kì thời gian nào đó thì “bộ khung” của CSDL vẫnkhông thay đổi

Lược đồ

Thường “bộ khung” nêu trên bao gồm một số danh mục , hoặc chỉ tiêu hoặc một

số kiểu của các thực thể trong CSDL Giữa các thực thể có thể có một mối quan hệnào đó với nhau Ở đây sử dụng thuật ngữ “lược đồ” để thay cho khái niệm “ bộkhung”.

Lược đồ khái niệm là bộ khung của CSDL khái niệm ,còn lược đồ vật lí dùng cho

bộ khung của CSDL mức vật lí, khung nhìn được gọi là Lựơc đồ con

Tính độc lập DL

Theo hình trên từ khung nhìn tới CSDL khái niệm và CSDL vật lí cho thấy cóhai mức “ độc lập DL” Thứ nhất : Lược đồ vlí có thể thay đổi do người quản trịCSDL mà không cần thay đổi lược đồ khái niệm hoặc các lược đồ con việc tổ chứclại CSDL vật lí có thể làm thay đổi hiệu quả tính toán của các chương trình ứngdụng nhưng không đòi hỏi phải viết lại các chương trình đó tính độc lập này gọi là

độc lập DL mức vật lí

Mối quan hệ giữa các khung nhìn và lược đồ khái niệm cho thêm một loại độc

lập nữa, gọi là độc lập DL logic.khi sử dụng một CSDL , có thể cần thiết phải thay

đổi lược đồ khái niệm như thêm thông tin về các loại khác nhau của các thực thểhoặc bớt , xóa các thông tin về các thực thể đang tồn tại trong CSDL việc thay đổilược đồ khái niệm không làm ảnh hưởng tới các lược đồ con đang tồn tại , do đókhông cần thiết phải thay đổi các chương trình ứng dụng

Vì thế, tính độc lập DL là mục tiêu chủ yếu của các hệ CSDL Có thể định nghĩatính độc lập CSDL là “ tính bất biến của các hệ ứng dụng đối với các thay đổi trongcấu trúc lưu trữ và chiến lược truy nhập”

Có ba loại mô hình CSDL cơ bản là mô hình lưới , mô hình phân cấp, mô hìnhquan hệ Trong ba loại mô hình này thì mô hình quan hệ có nhiều ưu điểm và đượcnhiều người quan tâm nhất, bởi lẽ mô hình quan hệ có tính độc lập DL cao,lại dễ

dàng sử dụng Điều quan trọng hơn cả, mô hình quan hệ được hình thức hoá toánhọc tốt , do đó được nghiên cứu, phát triển và cho được nhiều kết quả lí thuyết cũngnhư ứng dụng trong thực tiễn

Trên cơ sở mô hình DL quan hệ , đến nay đã phát triển thêm một số loại mô hìnhkhác nhằm mô tả và thể hiện thế giới thực một cách chính xác và phù hợp hơn nhưmô hình quan hệ thực thể , mô hình DL hướng đối tượng.

II.Một số vấn đề khi thiết kế CSDL:

Phụ thuộc dữ liệu là các mối ràng buộc có thể có giữa các giá trị hiện hữu củacác lược đồ, chẳng hạn thuộc tính này xác định duy nhất thuộc tính kia Chúng taxét lược đồ quan hệ sau và xem xét các vấn đề nảy sinh để qua đó có thể thiết kếmột CSDL thế nào là tối ưu nhất Ví dụ về việc phân công lái máy bay:

phanCong (PHICONG, MAYBAY, NGAYKH, GIOKH)

Với các thuộc tính : tên phi công(PHICONG), số máy bay(MAYBAY), ngày khởihành(NGAYKH), giờ khởi hành(GIOKH).

1 Dư thừa dữ liệu:

Dễ dàng thấy một phi công sẽ lái nhiều máy bay nên tên của phi công sẽ lặplại trong nhiều bộ quan hệ trên lược đồ này Cụ thể là tên của người này sẽ lặp lạitrong quan hệ.

2 Không nhất quán:

Là hệ quả của việc dư thừa DL, vì khi tên của phi công lặp lại trong nhiềubộ ,khi sửa thì chỉ có thể sửa ở một bộ nào đó còn các bộ khác vẫn giữ nguyên Khi đó xảy ra hiện tượng một phi công có nhiều tên.

3 Bất thường khi thêm bộ:

Nếu một phi công mới tuyển chưa lái một máy bay nào cả, khi thêm mộtbộ giá trị về phi công này để theo dõi thì nhà quản lí không biết phải đưa giá trị gìvào thuộc tính máy bay và ngày, giờ khởi hành.

4 Bất thường khi xoá bộ :

Nếu một phi công vì một lí do nào đó mà chỉ lái một máy bay nhất địnhthì khi đó trong quan hệ chỉ có một bộ lưu trữ DL về phi công này Khi muốn xoáDL về chuyến bay này thì sẽ làm mất thông tin về phi công này.

Qua các vấn đề nảy sinh khi thiết kế CSDL cần tìm ra một sự thay thế tốtmà nội dung nghiên cứu đề tài sẽ cho phép giải đáp cho những vấn đề trên.

2.Phép tách các lược đồ quan hệ:

Phép tách một lược đồ quan hệ R={A1,A2,… ,An} là việc thay thế lượcđồ quan hệ R bằng các lược đồ{ R1, R2,…,Rn}, trong đó Ri R, i=1,… ,k vàR=R1 U R2 U… U Rk Ở đây không đòi hói các lược đồ Ri phải là phân biệt Mụctiêu của phéo tách chủ yếu là loại bỏ các bất thường DL gây ra như đã nêu ở trên.

3.Chuẩn hoá lược đồ quan hệ:

Do việc cập nhập DL gây nên những bất thường cho nên các quan hệ cầnthiết phải được biến đổi thành các dạng phù hợp Quá trình đó được gọi là quátrình chuẩn hoá, quan hệ được chuẩn hoá thì mỗi miền của thuộc tính chỉ chứanhững giá trị nguyên tố tức là không thể phân nhỏ được nữa Quan hệ có chứa cácmiền giá trị là không nguyên tố gọi là quan hệ không chuẩn hoá Một quan hệđược chuẩn hoá có thể thành một hoặc nhiều quan hệ chuẩn hóa khác và khônglàm mất thông tin.

II.Phụ thuộc hàm.

1.Khái niệm và vai trò của phụ thuộc hàm trong xây dựng CSDL:

1.1 Khái niệm phụ thuộc hàm:

Phụ thuộc hàm (functional dependency) là một công cụ dùng để biểudiễn một cách hình thức các ràng buộc toàn vẹn (vắn tắt: ràng buộc) Phương phápbiểu diễn này có rất nhiều ưu điểm, và đây là một công cụ cực kỳ quan trọng, gắnchặt với lý thuyết thiết kế cơ sở dữ liệu

Phụ thuộc hàm được ứng dụng trong việc giải quyết các bài toán tìmkhóa, tìm phủ tối thiểu và chuẩn hóa cơ sở dữ liệu

Ở đây sẽ trình bày khái niệm một cách hình thức : a Định nghĩa phụ thuộc hàm:

Q(A1,A2, ,An) là lược đồ quan hệ X, Y là hai tập con của Q+={A1,A2, ,An} r là quan hệ trên Q

t1,t2 là hai bộ bất kỳ của r.

X Y (t1.X = t2.X thì t1.Y = t2.Y)

(Ta nói X xác định Y hay Y phụ thuộc hàm vào X (X functional determines Y,Yfunctional dependent on X )

Xét ví dụ phanCong trên ta thấy:

Quan hệ phanCong diễn tả phi công nào lái máy bay nào và máy bay khởi hành vàothời gian nào

Không phải sự phối hợp bất kỳ nào giữa phi công, máy bay và ngày giờ khởi hànhcũng đều được chấp nhận mà chúng có các điều kiện ràng buộc qui định sau:

+ Mỗi máy bay có một giờ khởi hành duy nhất

+ Nếu biết phi công, biết ngày giờ khởi hành thì biết được máy bay do phicông ấy lái

+ Nếu biết máy bay, biết ngày khởi hành thì biết phi công lái chuyến bay ấy Các ràng buộc này là các ví dụ về phụ thuộc hàm và được phát biểu lại như sau: + MAYBAY xác định GIOKH

+ {PHICONG,NGAYKH,GIOKH} xác định MABAY + {MAYBAY,NGAYKH} xác định PHICONG

hay

+ GIOKH phụ thuộc hàm vào MAYBAY

+ MABAY phụ thuộc hàm vào {PHICONG,NGAYKH,GIOKH} + PHICONG phụ thuộc hàm vào {MAYBAY,NGAYKH}

và được ký hiệu như sau:

+ {MAYBAY} GIOKH

+ {PHICONG,NGAYKH,GIOKH} MABAY

+ {MAYBAY,NGAYKH} PHICONG b.Một số tính chất của phụ thuộc hàm:

Định lí: phụ thuộc hàm trên tập thuộc tính thoả các tính chất sau đây: F1 Tính phản xạ : Nếu X, Y UvàY X thì X Y F2 Tính bắc cầu : Nếu X, Y, Z U,X Y và Y Z thì X Z.

F3 Tính mở rộng hai vế:Nếu X Y, X, Y U thì với mọi Z U ta có XZ YZ

F4 Tính tựa bắc cầu : Nếu X Y, YZ W; X, Y, Z,W U thì XZW

F5 Tính phản xạ chặt: Với mọi X U ta có X X.

F6 Mở rộng vế trái và thu hẹp vế phải : Nếu X Y; X,Y U thì với mọiZ u và W U ta có XZ Y/W.

F7.Cộng tính đầy đủ: Nếu X Y và Z W; X, Y, Z, W U thì XZ YW F8 Mở rộng vế trái : Nếu X Y thì với mọi Z U ta có XZ Y.

F9 Cộng tính ở vế phải: Nếu X Y và X Z; X, Y, Z U thì X YZ F10 Bộ phận ở vế phải: Nếu X YZ; X, Y, Z U thì X Y

F11 Tính tích luỹ: Nếu X YZ; Z AW; X, Y, Z,W U; A U thì X YZA.

Những tính chất trên đã được chứng minh và thừa nhận tính đúng đắn của nó nênở đây chỉ nêu ra các tính chất cho người sử dụng tìm hiểu.

c Thuật toán Satifies:

Cho quan hệ r và X, Y là hai tập con của Q+ Thuật toán SATIFIES sẽ trả về trịtrue nếu X Yngược lại là false

Vào: quan hệ r và hai tập con X,Y.Ra: true nếu X Y, ngược lại là falseSATIFIES(r,X,Y)

1 Sắp các bộ của quan hệ r theo X để các giá trị giống nhau trên X nhóm lại vớinhau

2 Nếu tập các bộ cùng giá trị trên X cho các giá trị trên Y giống nhau thì trả vềtrue ngược lại là False

Ví dụ 1: SATIFIES(phanCong,MAYBAY,GIOKH)

phanCong (PHICONG, MAYBAY, NGAYKH, GIOKH)

Dương 83 9/8 10:15a Hà 83 11/8 10:15a Tuấn Anh 83 13/8 10:15a Dương 116 10/8 1:25p Tuấn Anh 116 12/8 1:25p Hà 281 8/8 5:50a Thành 281 9/8 5:50a Thành 281 13/8 5:50a Tuấn Anh 301 12/8 6:35p

cho kết quả là true nghĩa là {MAYBAY} GIOKH Ví dụ 2: SATIFIES(phanCong,GIOKH,MAYBAY)

phanCong (PHICONG, MAYBAY, NGAYKH, GIOKH)

Phi Công Máy Bay Ngày KH Giờ KH Tuấn Anh 281 8/8 5:50a Dương 281 9/8 5:50a Thành 281 13/8 5:50a Hà 83 9/8 10:15a Tuấn Anh 83 11/8 10:15a Quang 83 13/8 10:15a Dương 116 10/8 1:25pcho kết quả là false nghĩa là không có phụ thuộc hàm {GIOKH} MAYBAY.1.2 Vai trò của phụ thuộc hàm trong xây dựng CSDL:

Khi thiết kế một CSDL thường đòi hỏi phải chọn các lược đồ quan hệ Việcchọn tập các lược đồ quan hệ có thể tốt hoặc xấu hơn dựa trên một số tiêu chuẩnnào đó Do vậy cần thiết phải nghiên cứu các tính chất cơ bản cũng như những thuậttoán để có thể nhận được những tập lược đồ phù hợp Mà trọng tâm của thiết kế cáclược đồ là sự phụ thuộc DL là sự ràng buộc có thể có giữa các giá trị hiện hữu của

các lược đồ Nên phụ thuộc hàm có tầm quan trọng rất lớn đối với việc thiết kế môhình dữ liệu Phân tích các phụ thuộc hàm có thể có để tối ưu mô hình DL nó có ảnhhưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động của hệ thống Bên cạnh đó sử dụng các phụthuộc hàm người sử dụng có thể chuẩn hoá các lược đồ về dạng chuẩn ba hay dạngchuẩn Boye_Codd.

2 .Các vấn đề liên quan phụ thuộc hàm trong xây dựng CSDL.

2.1 Hệ tiên đề Armstrong.

Gọi F là tập các phụ thuộc hàm trên sơ đồ quan hệ R(U) và X Y là một phụthuộc hàm, X,Y U, khi đó X Y được suy diễn logic từ F nếu với mọi quanhệ r xác định trên R(U) thoả các phụ thuộc hàm trong U thì cũng thoả các X Y Gọi F+ là bao đóng của F, tức là tập tất cả các phụ thuộc hàm được suy diễnlogic từ F Nếu F=F+ thi F là họ đầy đủ của các phụ thuộc hàm Để có thể xác địnhkhoá của một lược đồ quan hệ và các suy diễn logic giữa các phụ thuộc hàm cầnthiết phải tính được F+ từ F Do đó đòi hỏi phải có các hệ tiên đề Nên ta có hệ tiênđề Armstrong đối với các phụ thuộc hàm như sau:

Gọi R(U) là lược đồ quan hệ với U={A1,A2,….,An} là tập các thuộc tính và X, Y, Z, W U được kí hiệu XY= X U Y.

Bước1: F0 = F

Bươc 2:Chọn một số phụ thuộc hàm trong Fi áp dụng hệ tiên đề Armstrong đểthu được một số phụ thuộc hàm mới Đặt Fi+1= Fi {các phụ thuộc hàm mới} Hệ quả : Hệ luật dẫn Armstrong là đúng nghĩa là nếu F là tập các phụ thuộc hàmđúng trên quan hệ r và X Y là một phụ thuộc hàm được suy diễn từ F nhờ hệ luật

dẫn Armstrong thì X Y đúng trên quan hệ r Vậy X Y là phụ thuộc hàm đượcsuy diễn logic từ F

Hệ tiên đề Armstrong là đầy đủ:

Hệ luật dẫn Armstrong là đầy đủ nghĩa là mọi phụ thuộc hàm X Y được suy diễnlogic từ F sẽ được suy diễn từ F nhờ hệ tiên đề Armstrong

2.3 Phép tách bảo toàn tập phụ thuộc hàm.

Thông thường, chúng ta mong muốn một phép tách phải có tính chất không mấtmát thông tin bởi vì nó đảm bảo rằng một quan hệ nào đó có thể được phục hồitừ các quan hệ chiếu của nó Một tính chất quan trọng nào khác của phép tách sơđồ quan hệ R thành ρ = (R1, R2,……., Rk) là tập các phụ thuộc hàm F trên Rphải được suy diễn ra bởi tập các phụ thuộc hàm chiếu cuả F trên Ri với i= 1, 2,… , k.

Giả sử R là một lược đồ quan hệ với tập phụ thuộc hàm F, ρ = ( R1, R2,…, Rk) là một phép tách của R trên F Chúng ta nói Fi là hình chiếu của F trênRi, và kí hiệu là П Ri (F), là tập tất cả các phụ thuộc hàm X Yє F+ sao choXY Ri chú ý rằng X Y không cần thiết thuộc F mà chỉ cần thuộc F+ Chú ý rằng phép tách ρ bảo toàn tập phụ thuộc hàm F nếu hợp của tất cả các

phụ thuộc hàm trong П Ri (F) với i = 1, 2,….,k suy diễn logic ra tất cả các phụthuộc hàm trong F Lí do chúng ta muốn một phép tách ρ bảo toàn tập phụ thuộchàm F là các phụ thuộc hàm trong F có thể được quan sát như các ràng buộctoàn vẹn đối với sơ đồ quan hệ R Nếu các hình chiếu của tập phụ thuộc hàm F

không suy diễn được F thì khi chúng ta thay thế R bởi ρ =(R1, .,Rk), chúng tacó thể thấy rằng giá trị hiện thời của các quan hệ Ri biểu diễn quan hệ R sẽkhông thoả mãn F thậm chí nếu ρ có tính chất không mất mát thông tin đối vớiF Một cách lựa chọn để khắc phục có thể là mỗi cập nhật đối với một trong cácquan hệ R sẽ đòi hỏi một phép kết nối để kiểm tra các ràng buộc này có vi phạmkhông.

3 Các dạng chuẩn và mục đích của nó trong lược đồ quan hệ.

Trước khi đưa ra các dàng chuẩn có một số định nghĩa liên quan:

Định nghĩa 1: Cho R(U) là lược đồ quan hệ với U={A1, A2, …., An} là tậpcác thuộc tính , F là tập các phụ thuộc hàm trên R và A thuộc U Chúng ta nóirằng A là thuộc tính khoá nếu A thuộc một khoá tối thiểu nào đó của R, ngượclại A được gọi là thuộc tính không khoá

Định nghĩa 2: Cho R(U) là lược đồ quan hệ với U={A1, A2,… ,Ak} là tậpcác thuộc tính, F là tập các phụ thuộc hàm trên R và X, Y U chúng ta nóirằng Y phụ thuộc hàm đầy đủ vào X nếu Y là phụ thuộc hàm vào X nhưngkhông phụ thuộc hàm vào bất kì một tập con thực sự nào của X.

Lược đồ quan hệ được xây dựng ở thời điểm ban đầu thường chứa nhiềunhược điểm như dư thừa dữ liệu, dễ gây ra thiếu nhất quán khi bổ sung, sửachữa hoặc loại bỏ các dòng trong quan hệ Chất lượng của các lược đồ quan hệđược cải thiện trên cơ sở biến đổi chuẩn Ta có các dạng chuẩn sau:

Dạng chuẩn 1: Một quan hệ R là dạng chuẩn 1(1NF) nếu các thuộc tính củanó đều đơn trị Nói cách khác, quan hệ R đạt chuẩn 1 nếu nó không chứa cácthuộc tính lặp Giá trị tại mỗi ô của bảng (giao của cột và dòng) phải là đơn trị Dạng chuẩn2: Một quan hệ R là dạng chuẩn 2(2NF) nếu nó là 1NF và cácphụ thuộc hàm giữa các thuộc tính ngoài khóa và khóa đều là các phụ thuộc hàmsơ đẳng, nói cách khác, mọi thuộc tính ngoài khóa đều không có phụ thuộc hàmvào bộ phận của khóa.

Dạng chuẩn 3: Một quan hệ R là dạng chuẩn 3 (3NF) nếu nó là 2NF và các phụthuộc hàm giữa các thuộc tính khóa ngoài và khóa đều là các phụ thuộc hàm trựctiếp-nghĩa là không tồn tại những phụ thuộc hàm ngoài khóa.