数据库技术及应用课件第6章关系数据库理论学习课件.pptVIP

第6章 关系数据库理论 6.1 关系模式规范化的必要性 6.2 函数依赖及其关系的范式 6.3 多值依赖及关系的第四范式 6.4 关系规范化小结 习题6 6.1 关系模式规范化的必要性 6.1.1 关系模式应满足的基本要求 1. 元组的每个分量必须是不可分的数据项 关系数据库特别强调，关系中的属性不能是组合属性，必须是基本项，并把这一要求规定为鉴别表格是否为“关系”的标准。 2 . 数据库中的数据冗余应尽可能少 数据冗余大是指数据库中重复的数据过多。 3. 关系数据库不能因为数据更新操作而引起数据不一致的问题 4. 当执行数据插入操作时，数据库中的数据不能产生插入异常现象 5. 数据库中的数据不能在执行删除操作时产生删除异常问题 6. 数据库设计应考虑查询要求，数据组织应合理 6.1.2 关系规范化可能出现的问题 例如，要求设计一个教学管理数据库，希望从该数据库中得到学生学号、学生姓名、年龄、性别、系别、系主任姓名、学生学习的课程和该课程的成绩信息。若将此信息要求设计为一个关系，则关系模式为教学(学号，姓名，年龄，性别，系名，系主任，课程名，成绩)可以推出此关系模式的码为(学号，课程)。仅从关系模式上看，该关系已经包括了需要的信息，如果按此关系模式建立关系，并对它进行深入分析，就会发现其中的问题所在。不规范关系的实例——教学关系如表6-1所示。 表6-1 不规范关系的实例——教学关系 1. 数据冗余大 每一个系名和系主任的名字存储的次数等于该系的学生人数乘以每个学生选修的课程门数，系名和系主任数据重复量太大。 2. 插入异常 一个新系没有招生时，系名和系主任名无法插入到数据库中，因为在这个关系模式中，主码是(学号，课程)，而这时因没有学生而使得学号无值，所以没有主属性值，关系数据库无法操作，因此引起插入异常。 3. 删除异常 当一个系的学生都毕业了而又没招新生时，删除了全部学生记录，随之也删除了系名和系主任名。 4. 更新异常 若某系换系主任，数据库中该系的学生记录应全部修改。 6.1.3 模式分解是关系规范化的主要方法 对于有问题的关系模式，可以通过模式分解的方法使之规范化。 例如上述的关系模式“教学”，可以按“一事一地”的原则分解成“学生”、“教学系”和“选课”三个关系，其关系模式为 学生(学号，姓名，年龄，性别，系名称) 教学系(系名，系主任) 选课(学号，课程名，成绩) 表6-2 教学关系分解后形成的三个关系 6.2 函数依赖及其关系的范式 1. 关系模式的简化表示法 关系模式的完整表示是一个五元组： R〈U，D，Dom，F〉 其中： R——关系名。 U——关系的属性集合。 D——属性集U中属性的数据域。 Dom——属性到域的映射。 F——属性集U的数据依赖集。 2. 函数依赖的概念 定义6-1：设R〈U〉是属性集U上的关系模式，X、Y是U的子集。若对于R〈U〉的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而Y上的属性值不等，则称X函数确定Y函数，或Y函数依赖于X函数，记作X→Y。 3. 1NF的定义 关系的第一范式是关系要遵循的最基本的范式。 定义6-4：如果关系模式R，其所有的属性均为简单属性，即每个属性都是不可再分的，则称R属于第一范式(First Normal Form，简称1NF)，记作R 1NF。 表6-3 非第一范式 表6-4 第一范式 4. 2NF的定义 定义6-5：若R(1NF，且每一个非主属性完全依赖于码，则R 2NF。 5. 3NF的定义 定义6-6：关系模式R〈U，F〉中若不存在这样的码X、属性组Y及非主属性Z(Z(Y)使得X→Y、Y→X、Y→Z成立，则称R〈U，F〉 3NF。 6. BCNF的定义