安徽农业大学数据库原理课件 第二章 关系规范化8.pptVIP

第二章 关系规范化（关系数据库设计理论） 关系数据库设计理论是设计一个好 的数据库系统的指南，研究面对一个现 实问题如何选择比较好的关系模式集 合。 关系规范化基础是关系模式分解转 换的过程，其目的使关系模式更合理、 更规范。 第一节 规范化问题 一、讨论范围 1、 数据库逻辑设计要解决的问题 给出一组数据，如何构造一个适合的数 据模型，在关系数据库中应该组织成几个关 系模式，每个关系模式包括哪些属性。 2、在以关系模型为基础的数据库中，用关 系来描述现实世界。关系具有概念单一性特 点，一个关系既可以描述一个实体，也可以 描述实体间的联系。 一个关系模型包括一组关系模式，各个 关系不是完全孤立的。只有它们相互间存在 关联，才能构成一个模型。这些关系模式 的全体定义构成关系数据库模式。 3、关系数据库设计理论主要包括三方面 的内容: 数据依赖 (设计依据) 范式(Normal Form)（设计标准） 模式设计方法（方法） 数据依赖在此起着核心的作用。 二、存储异常问题 通过下例分析某些不恰当的关系模式可能 导致的问题。 例如：有教师任课关系模式TDC： TDC(T#,TNAME,TITLE，ADDR, D#,DNAME,LOC， C#，CNAME，LEVEL,CREDIT) 其中属性分别表示教师号、教师姓名、职 称、教师地址、系号、系名称、系地址、课程 号码、课程名、教学水平、学分。 在这个关系中，只有根据教师号和课程 号才能够确定哪位教师讲授哪门课程，因此 关系TDC的关键字是(T#，C#)，表示方式为 （ T#，C# ）。 该关系在使用过程中存在下面几个问 题: 1、数据冗余 每当教师开设一门课程时，该教师 的职称、地址等信息就重复存储一次。 一般每位教师都开设几门课，数据冗余 不可避免。一个系有很多教师，使关系 中的数据冗余度很大。 2、更新异常 由于数据的重复存储，会给更新带来 麻烦。如果一位任三门课的教师改变了 地址，三个元组的地址都要更新，一旦 一个元组的地址未修改就会导致数据不 一致。如果某个系改变办公地址，所要 修改的数据量会更大。 3、插入异常 如果学校新调入一个教师，暂时未主 讲任何课程。由于缺少关键字的一部分， 而关键字不允许出现空值，新教师就不能 插入到此关系中去。只有当他开设了课程 之后才能插入，这是不合理的。 4、删除异常 与插入异常相反，如果某些教师致力 于科研，不担任教学任务了，就要从当 前数据库中删除有关记录。那么关于这 些教师的其它信息将无法记载，这也是 极不合理的现象。 上述在插入、更新、删除或修改元组时 将产生的不希望发生的异常情况是由于关系 模式设计得不好所造成的。如果用下面四个 关系模式代替原来的一个关系模式，上述四 方面的问题就基本解决了。 T (T# , TNAME, TITLE, ADDR, D # ) D (D#，DNAME，LOC) C (C#, CNAME,CREDIT） TC(T#,C#，LEVEL) 新关系模型包括四个关系模式， 教师T和系D之间通过T中的外关键字 D#相联系，教师T与课程C之间多对 多的联系通过TC中的外关键字(T#， C#)相联系。 第二节 函数依赖 函数依赖反映了数据之间的内在 联系，是进行关系分解的指导和依据， 是本章讨论的中心问题。 现实世界中的事物是彼此联系，互相 制约的。这种联系分为二类： 一类是实体与实体之间的联系; 另一类是实体内部各属性之间的联系。 任何一种数据模型都不仅描述实体及 其属性，还要描述实体间的联系。下面 讨论属性之间的联系。 一、属性间的联系 1、 一对一联系（1：1） 借书证号和学号（读者关系）： 在读者关系中，借书证号是唯一的，学 号也是唯一的，借书证号与学号两个属性 之间是1：1联系。学号可以确定借书证 号，借书证号也可以确定学号。 2、一对多联系（1：m） 书名和总编号（图书关系）： 在图书关系中，一本书有若干副 本，它们有相同的书名、作者、分类号 等，但每本书有唯一的总编号。书名与 总编号之间是1:m，即同一个书名，有多 个总编号与之对应。 3、多对多联系(n:m) 借