第4章关系数据库理论(免费阅读).pptVIP

北京林业大学 软件教研室 第4章 关系数据库理论 4.1 规范化问题的提出 4.2 函数依赖 4.3 关系模式的分解*（不讲） 4.4 关系模式的范式 4.5 关系模式的规范化 4.1 规范化问题的提出 4.1.1 规范化理论的主要内容 关系数据库的规范化理论 函数依赖 范式（Normal Form） 模式设计 4.1.2 不合理的关系模式存在的存储异常问题 教学管理数据库（SCD） SCD(SNo，SN，Age，Dept，MN，CNo，Score) 4.1.2 不合理的关系模式存在的存储异常问题 属性组U上的一组函数依赖F： F ＝｛ SNo → Dept, Dept → MN, (SNo, CNo) → Score ｝ 4.1.2 不合理的关系模式存在的存储异常问题 ⒈ 数据冗余太大 浪费大量的存储空间 例：每一个系主任的姓名重复出现 ⒉ 更新异常（Update Anomalies） 数据冗余 ，更新数据时，维护数据完整性代价大。 例：某系更换系主任后，系统必须修改与 该系学生有关的每一个元组 4.1.2 不合理的关系模式存在的存储异常问题 ⒊ 插入异常（Insertion Anomalies） 该插的数据插不进去 例，如果一个系刚成立，尚无学生，我们就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。 ⒋ 删除异常（Deletion Anomalies） 不该删除的数据不得不删 例，如果某个系的学生全部毕业了， 我们在删除该系学生信息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉了。 一个好的关系模式应该具备以下四个条件： （1）尽可能少的数据冗余； （2）没有插入异常； （3）没有删除异常； （4）没有更新异常。 结论： SCD关系模式不是一个好的模式。 “好”的模式： 不会发生插入异常、删除异常、更新异常， 数据冗余应尽可能少。 原因：由存在于模式中的某些数据依赖引起的。 解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖。 4.2 函数依赖 函数依赖 平凡函数依赖与非平凡函数依赖 完全函数依赖与部分函数依赖 传递函数依赖 4.2 函数依赖 4.2.1 函数依赖的定义 定义4.1 SNo函数决定（SN，Age，Dept） （SN，Age，Dept）函数依赖于SNo 说明： 1.函数依赖不是指关系模式R的某个或某些关系实例 满足的约束条件，而是指R的所有关系实例均要满足的约束条件。 2.函数依赖是语义范畴的概念。只能根据数据的语义来确定函数依赖。 例如“姓名→年龄”这个函数依赖只有在不允许有同名人的条件下成立 3.数据库设计者可以对现实世界作强制的规定。例如规定不允许同名人出现，函数依赖“姓名→年龄”成立。所插入的元组必须满足规定的函数依赖，若发现有同名人存在， 则拒绝装入该元组。 4.2.1 函数依赖的定义 例: Student(Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept) 假设不允许重名，则有: Sno → Ssex， Sno → Sage , Sno → Sdept， Sno ←→ Sname, Sname → Ssex，Sname → Sage， Sname → Sdept 但Ssex →Sage 若X→Y，并且Y→X, 则记为X←→Y。 若Y不函数依赖于X, 则记为X─→Y。 平凡函数依赖与非平凡函数依赖 在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y， 如果X→Y，但Y ? X，则称X→Y是平凡的函数依赖 若X→Y，但Y ? X, 则称X→Y是非平凡的函数依赖 例：在关系SC(Sno, Cno, Grade)中， 非平凡函数依赖： (Sno, Cno) → Grade 平凡函数依赖： (Sno, Cno) → Sno (Sno, Cno) → Cno 4.2.4 完全函数依赖与部分函数依赖 设有关系模式R(U)，U是属性全集，X和Y是U的子集： 如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X′，都有X′ Y，则称Y对X完全函数依赖，记作X → Y。 如果X→Y，并且对于X的某个真子集X′ ，有X’→Y，则称Y对X部分函数依赖，记作X → Y。 在关系模式SCD中，因为SNo Score，且CNo Score，所以有：(SNo，CNo) →Score。而SNo→Ag