260-第5章 关系数据库设计理论.pptVIP

本章主要讲解内容 关系数据理论是关系数据库的理论基础，也是设计关系数据库的指南。本章计论关系数据理论的基本概念、方法和题解。 如何设计数据库模式 1) 设计一个好的关系数据库模式（概念模式）——逻辑设计 2) 凭经验设计？ 3) 什么是好的关系数据库模式？ 4) 好的关系数据库模式应该包括多少关系模式？ 5) 每个关系模式应该包含哪些属性？ 6) 借助数学工具规定设计的理论和方法——规范化 5、1 数据存储异常 假设有如下关系STUDENT： STUDENT（SNO,SNAME,SEX,CNO,SCORE表示学号,姓名,性别,课程,成绩 其中SNO,CNO是主关键字 这个关系模式存在如下问题: 数据冗余 一个学生选修多门课程,导致SNAME和SEX多次重复存储. 不一致性 由于数据存储冗余,当更新某些数据项时,就有可能一部分修改了,而另一部分未修改,造成数据不一致性 插入异常 如果某个学生未选课,他的信息(SNO,SNAME,SEX)就无法插入 删除异常 当要删除所有学生成绩时,将所有(SNO,SNAME,SEX)也都删除了,这便是删除异常 为了克服上述这些异常,将STUDENT分解为如下两个关系 STUDENT(SNO,SNAME,SEX) SC(SNO,CNO,SCORE) 这是因为STUDENT关系中的某些属性间存在数据依赖,数据依赖是现实世界事物之间的相互关联性的一种表达,是属性固有语义的体现.人们只有对一个数据库所要表达的现实世界进行认真的调查与分析,才能归纳与客观事实相符合的数据依赖 5.2 函数依赖 5.2.1 函数依赖(FD)的定义 1) 函数依赖 定义1 设R(U)是一个关系模式,X,Y是R的两个属性集合,X,Y?R,R[X,Y]是关系R在属性X∪Y上的投影,当任何时刻R[X,Y]中的任意两个元组中的X属性值相同时,则它的Y属性值也相同,则称X函数决定Y,或称为Y函数依赖于X,记作X→Y 例子 (1) S(SNO,SN,AGE,SEX,DEPT) (2) SNO函数决定 (SN,AGE,SEX,DEPT) (3) (SN,AGE,SEX,DEPT)函数依赖于SNO (4)SNO→(SN,AGE,SEX,DEPT) 2) 平凡函数依赖与非平凡函数依赖定义2 在关系R(U)中,对于U的子集X和Y,如果X→Y ,但Y不是X的了集,则X→Y是非平凡函数依赖.若Y 是X的子集,则称X→Y为平凡函数依赖 3)完全函数依赖与部分函数依赖 设X→Y是一个FD,并且对于任何一个X’?X,X’ →Y不成立,则称X→Y是一个完全函数依赖,记作X Y 设X→Y是一个FD,并且存在一个X’?X,使X’ →Y成立,则称X→Y是一个部分函数依赖,记作X Y 示例 1) SC(SNO,CNO,G) (SNO,CNO) →G是完全函数依赖 (2)SC(SNO,CNO,SNAME,CNAME,G) SNO,CNO是主键 (SNO,CNO) →G SNO →SNAME CNO →CNAME 所以存在部分函数依赖 4)传递函数依赖 设 X,Y,Z是R互不相同的属性集合 X→Y，Y →X,且 Y→Z 则称属性集合Z传递(transfer)函数依赖于X ,记作 X → Z (1) UN(SNO,CN,G,DN,DM) (学号,课程名,成绩,系名,系主任) (2) SNO→DN (3) DN → SNO (4) DN→DM则DM传递函数依敕于SNO 5.2.2函数依赖公理 函数依赖的推导公理-Armstrong公理（阿姆斯特朗公理）设有关系模式 R（U），X，Y，Z，W?U，则： A1（自反性）：若Y?X，则X→Y A2（增广性）：若X→Y，则XZ →YZ A3（传递性）：若X→Y， Y→Z，则X→Z 由Armstrong公理可以得到以下推论 合成规则：若X→Y， X→Z，则X→YZ； 分解规则：若X→YZ，则X→Y， X→Z； 伪传递规则：若X→Y，YW →Z，则XW →Z 引理：X→A1 A2 …AN成立的充分必要条件是X →AI成立(I=1,2,3….N) 5、2、3函数依赖与属性关系 如果X和Y之间是‘1-1’关系，则存在X→Y， Y→X 如果X和Y之间是“多对1”关系，则存在X→Y 如果X和Y之间是“多对多”，则X和Y 不存在函数依赖 小结 1) 函数依赖是完整性约束的一种特殊形式 2) 函数依赖分为 (1) 完全函数依赖 (2) 部分函数依赖 (3) 传递函数依赖 3) 函数依赖是规范化理论的依据 4) 函数依赖是规范化程度的准则 设有如下关系R：请仅在R中已给出数据的范围内分析其函数依赖关系 5.3 函数依赖的闭包F+ 属性闭包