第4章关系数据理论[上海电力学院].pptVIP

第四章 关系数据理论 (之一);推荐参考书: 数据库系统概论 (美) Abraham Silberschatz Henry F.Korth S.Sudarshan 著 杨冬青 唐世渭等译 机械工业出版社 ;※学习要点: （1）了解数据库逻辑设计中关系模式的异常问题。 （2）掌握规范化理论，各种范式及规范化过程。 （3）掌握函数依赖和多值依赖的相关理论及推理规则。 （4）掌握闭包及计算算法。 （5）掌握最小函数依赖集计算算法。 （6）掌握候选码求解算法。 （7）掌握关系模式分解算法。 ;内容提要： 4.1基本知识点 4.2规范化 4.3数据依赖公理系统 4.4模式分解 4.5总结 ;4.1基本知识点 4.1.1概念回顾 关系：描述实体、属性、实体间的联系。 从形式上看，它是一张二维表，是所涉及属性的笛卡尔积的一个子集。 关系模式：关系名（属性1，属性2，…，属性n）。 例如：学生（学号，姓名，性别，出身年月，系） 关系数据库：基于关系模型的数据库，利用关系来描述现实世界。 从形式上看，它由一组关系组成。 关系数据库的模式：定义这组关系的关系模式的全体。;关系的基本性质（二维表是关系的约束条件）： （1）表中的每一个分量须是不可分的数据项。 例如 （2）表中的每一列须出自同一个域。 （3）行、列无序，但每行须唯一。 （4）关系中的任意两个元组不能相同。;4.1.2问题的提出 一、关系数据库逻辑设计 （1）目的：针对实际问题，构造出合适的数据模式。 （2）数据库逻辑设计的工具──关系数据库的规范化理论;sno;关系模式如下： st(sno,sname,sdept,dname,cname,grade) Sno:学号 sname:学生姓名 sdept:所在系 dname:系主任名 Cname:课程名(不重名) grade：成绩 主码为：(sno,cname) 由现实世界的已知事实得知： （1）一个系有若干学生，但一个学生只属于一个系； （2）一个系只有一位系主任。;（3）一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修。 （4）每个学生学习每一门课程获得一个成绩。 三、这个关系模式存在的问题如下： ◆数据冗余：由于一个学生，可以选修多门课程，导致sname学生姓名,sdept系名、dname系主任名也需重复多次存储。 ◆插入异常（ Insertion Anomalies ）：若一学生，一门课程都未选，该学生的信息将无法插入（因为主码不能为空或部分为空）。 （该插入的数据插入不进去）;◆删除异常（ Deletion Anomalies ）：当某系的学生全毕业时，系及系主任的信息也一并将删除，无法得到保存。（不该删除的数据不得不删除） ◆更新异常（ Update Anomalies ）（数据不一致性）：由于数据冗余过多，如对一选了多门课程的一学生的姓名做修改，可能仅修改部分相关的记录，造成了数据不正确，存储的数据不一致。 ;四、结论： （1）st关系模式不是一个好的模式。 （2）“好”的模式：体现客观世界的信息，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。 （3）模式“不好”的原因：由于模式中存在某些数据依赖引起的。 （4）解决方法：通过分解关系模式来消除关系模式中不合适的数据依赖。 如将st分解为学生信息： 学生(sno,sname,sdept) 系信息：sd(sdept，dname) 学生选课信息：sc(sno,cname,grade) ;◇是通过一个关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系； ◇是现实世界属性间相互联系的抽象； ◇是数据内在的性质； ◇是语义的体现。;二、 数据依赖的分类 （1）函数依赖（Functional Dependency，简记为FD） （2）多值依赖（Multivalued Dependency，简记为MVD） （3）其他数据依赖（略）;4.1.4关系模式的形式化定义 定义：关系模式由五部分组成，即它是一个五元组： R(U, D, DOM, F) 说明： R：关系名； U：组成该关系的属性名集合； D：属性组U中属性所来自的域； DOM：属性到域的映象集合； F：属性间数据的依赖关系集合。 ;关系模式R（U, D, DOM, F）简化为一个三元组： RU,F 当且仅当U上的一个关系r满足F时，r称为关系模式RU,F的一个关系。 ;4.1.5函数依赖 一、函数依赖定义及相关术语 定义1：设有关系模式R(A1,A2,…,An)或简记R(U)，X，Y是U的子集，r是R的任一可能关系。如果对于r的任意两个元组t1、t2,由t1[