第讲 数据库设计基础关系的完整性和规范化.pptVIP

第4章 数据库设计基础——关系的完整性和关系的规范化 主讲人：汪剑 复习 什么是关键字/码/键？ 什么是主关键字/主码/主键？ ER图转化为关系模式的原则是什么？ 复习 关系应具备什么性质？ 第4章 数据库设计基础 ——关系的完整性规则、规范化教学内容 关系的完整性规则 实体完整性、参照完整性、域完整性 函数依赖 完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖 关系的规范化 第一范式、第二范式、第三范式 第4章 数据库设计基础 ——关系的完整性规则、规范化学习目标 认知目标： 理解关系的完整性规则 了解函数依赖、关系规范化的含义 理解三种范式的定义 能力目标: 能判别关系的范式类别 (重点、难点) 能进行范式的分解（重点、难点） 一、关系的完整性规则 定义 是对关系的某种约束条件。 目的 用于保证关系数据库中数据的正确性和可靠性。 类型 实体完整性规则 参照完整性规则（引用完整性规则 ） 域完整性规则（用户自定义完整性规则） 一、关系的完整性规则 1.实体完整性规则 规则要求： 在任何关系的任何一个元组中，主键的值不能为空值、也不能取重复的值。 目的：用于保证数据库表中的每一个元组都是惟一的。 请思考：下面的关系是否违反实体完整性规则？ 一、关系的完整性规则 2.域完整性规则(用户定义完整性规则) 规则要求 由用户根据实际情况，定义表中属性的取值范围 例如：性别只能是男和女、年龄不能为负值、成绩在0—100之间等。 目的 用于保证给定字段中数据的有效性,即保证数据的取值在有效的范围内。 一、关系的完整性规则 3.参照完整性规则（引用完整性规则） 规则要求： “不引用不存在的实体”。即：不允许在一个关系中引用另一个关系中不存在的元组。 目的 用于确保相关联的表间的数据保持一致。 一、关系的完整性规则 3.参照完整性规则（引用完整性规则） 请思考：下面两个关系是否违反参照完整性规则？ 系表（主表） 学生表（从表） 说明 从表的“系编号（外键）”的取值只能为两种情况： 若取非空值，则它必须是主表中存在的值。 取空值(null)。表明尚未给学生分配专业。Null不等于0或空字符串。 二、函数依赖 1.概念、类型 函数依赖 是指关系中各属性或属性组之间的相互依赖关系。它是关系规范化的理论基础。 函数依赖的定义 给定一个关系模式R，X和Y都是R的属性或属性组，对于X的每个确定值在任何时刻Y只有一个确定的值与之对应，则称“X函数决定Y”，或称为“Y函数依赖于X”，X称为决定因素，记为：X→Y。 函数依赖的类型 完全函数依赖 部分函数依赖 传递函数依赖 二、函数依赖 2.完全函数依赖 定义 如果属性Y函数依赖于复合属性X，且不与X的任何子集函数相依赖，则称“Y完全函数依赖于X”。 示例 有如下的关系模式: 生产(工厂编号,产品编号,计划数量) “工厂编号+产品编号” →“计划数量”，是完全函数依赖。 二、函数依赖 3.部分函数依赖（局部依赖） 定义 对于一个函数依赖：X→Y，如果存在Z∈X（Z属于X），且有Z→Y成立，则称“Y部分函数依赖于X”。 示例 有如下的关系模式 SCD(学号，姓名，课程号，成绩，系名，系主任) 主码为复合码：学号+课程号 “姓名、系名、系主任”与主码是部分函数依赖 二、函数依赖 4.传递函数依赖 定义 在关系模式中，如果X→Y(不能Y→X)，Y→Z，若存在X→Z ，则称“Z传递依赖于X”。 示例 有如下的关系模式 SD（学号，姓名，系名，系主任） “学号→系名，系名→系主任”，则系主任传递依赖于学号。 三、关系的规范化 引 在关系数据库的设计过程中，对于同一个问题，选用不同的关系模式，其性能的优劣是大不相同的，为了区分关系模式的优劣，人们常常把关系模式分为各种不同等级的范式。 三、关系的规范化 1. 概念和范式的类型 类型 第一范式(1NF) 第二范式(2NF) 第三范式(3NF)…… 关系规范化的概念 将低级范式转换为若干个高级范式过程。 三、关系的规范化 2.第一范式(1NF) 定义 如果关系模式R的所有属性的值域中第一个值都是不可再分解值，则称R是属于1NF模式。 第一范式是对关系的最低要求。 示例:判断哪一张表是1NF？ 三、关系的规范化 2.第一范式(1NF) 三、关系的规范化 3.第二范式(2NF) 定义 如果关系模式R为第一范式，且R中每个非主属性完全函数依赖于R的主码(复合码)，则称R为2NF模式。 示例 下列关系模式是1NF，是否是2NF？为什么？ SCD（学号，姓名，课程号，成绩，系名，系主任） 主码为复合码：学号+课程号 解决方法：消除部分函数依赖。 三、关系的