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实验项目 数据库的规范化练习 一、实验原理 第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能同时有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。 第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。 在对关系数据库执行插入、删除、修改操作时必须遵循三类完整性规则。 实体完整性约束：关系的主键中属性值不能为空值 因为主键是唯一决定元组的，如为空值则其唯一性就成为不可能的了。 参照完整性约束：关系之间相互关联的基本约束，不允许关系引用不存在的元组，即在关系中的外键要么是所关联关系中实际存在的元组，要么为空值。 用户定义的完整性约束：反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。例如某个属性的取值范围在0—100之间等。 二、实验内容或步骤 任务1：下表给出一数据集，请判断它是否可直接作为关系数据库中的关系，若不行，则改造成为尽可能好的并能作为关数据库中关系的形式，同时说明进行这种改造的理由。 任务2：如下给出的关系R为第几范式?是否存在操作异常?若存在，是什么异常写清楚，并将其分解为高一级范式。分解完成的高级范式中是否可以避免分解前关系中存在的操作异常? 工程号 材料号 数量 开工日期 完工日期 价格 P1 I1 4 2000.5 2001.5 250 P1 I2 6 2000.5 2001.5 300 P1 I3 15 2000.5 2001.5 180 P2 I1 6 2000.11 2001.12 250 P2 I4 18 2000.11 2001.12 350 任务3：设有如下所示的关系R。 (1)它为第几范式？为什么？ (2)是否存在删除操作异常？若存在，则说明是在什么情况下发生？ (3)将它分解为高一级范式，分解后的关系如何解决分解前可能存在的删除操作的异常问题。 三、处理结果（结论） 任务1： 不能直接作为关系数据库中的关系，不满足第一范式（1NF），同一列中不能同时有多个值，教师名列有多个值，它还可进行分割。 教师名 课程名 系名 李军 DB 计算机系 刘强 DB 计算机系 金山 CAD 机械系 宋海 CAD 机械系 王华 CAM 造船系 张红 CTY 自控系 曾键 CTY 自控系 满足第一范式，但不满足第二范式（2NF）,实体的属性没有主关键字，没有唯一标识，为满足第二范式给实体加上唯一标识，以存储各个实例的唯一标识，也为了避免冗余等操作异常将关系数据分为3个表。 教师编号 教师名 课程名 系名 2013010101 李军 0101 00001 2013010102 刘强 0101 00001 2013010201 金山 0102 00002 2013010202 宋海 0102 00002 2013010301 王华 0103 00003 2013010401 张红 0104 00004 2013010402 曾键 0104 00004 系别编号 系名 00001 计算机系 00002 机械系 00003 造船系 00004 自控系 课程编号 课程名 0101 DB 0102 CAD 0103 CAM 0104 CTY 任务2： 关系R为第一范式，可能会出现冗余、重复等操作异常，将其分解为高一级范式，满足第二范式，给实体加上唯一标识。 将工程号和材料号作为唯一标识： 工程号 材料号 数量 价格 P1 I1 4 250 P1 I2 6 300 P1 I3 15 180 P2 I1 6 250 P2 I4 18 350 工程号 开工日期 完工日期 P1 2000.5 2001.5 P2 2000.11 2001.12 任务3： (1)它为第几范式？为什么？ 属于第一范式，表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中没有多个值或者重复的属性。 (2)是否存在删除操作异常？若存在，则说明是在什么情况下发生？ 存有删除操作异常，没有主关键字，没有唯一决定元组，添加或删除数据时会出现冗余或者重复操作。 (3)将它分解为高一级范式，分解后的关系如何解决分解前可能存在的删除操作的异常问题。 将表进行分割，满足第二范式，为每个表添加唯一标识，减少冗余、重复的操作。 教师编号 教师名 教师地址 2013011 马千里 D1 2013012 于得水 D1 2013013 余快 D2 课程编号 教师编号 课程名 0101