第十一讲关系数库规范化理论.pptVIP

第十一讲 关系数据库规范化理论 教学内容 如何使用关系模型设计关系数据库，针对一个现实问题，如何选择一个比较好的关系模式的集合，每个关系又应该由哪些属性组成。这属于数据库逻辑设计的问题。 本讲讲述关系数据库规范化理论，这是数据库逻辑设计的理论依据。 要求了解规范化理论的研究动机及其在数据库设计中的作用 掌握函数依赖的有关概念 第一范式、第二范式、第三范式的定义 重点掌握并能够灵活运用关系模式规范化的方法和关系模式分解的方法 教学重点及目标 教学重点 函数依赖的理解 第一范式、第二范式、第三范式的应用 关系模式分解方法 教学目标 掌握函数依赖的概念及应用 掌握第一范式、第二范式、第三范式的概念及应用 了解BCNF范式 能灵活应用范式理论进行关系模式的分解 11.1 规范化问题的提出 关系数据库的规范化理论最早是由关系数据库的创始人E.F.Codd提出，后经许多专家学者深入的研究和发展，形成了一整套有关关系数据库设计的理论 系统运行效率、成败的决定因素 如何设计一个适合的关系数据库系统，关键是关系数据库模式的设计 一个好的关系数据库模式应该包括多少关系模式 每一个关系模式又应该包括哪些属性 如何将这些相互关联的关系模式组建一个适合关系模型 必须在关系数据库的规范化理论的指导下逐步完成。 11.1.1 关系数据库规范化理论的内容 主要包括三个方面 函数依赖 范式（Normal Form） 模式设计 函数依赖起着核心的作用，是模式分解和模式设计的基础，范式是模式分解的标准。 关系模式的存储异常问题 数据库的逻辑设计为什么要遵循一定的规范化理论？ 什么是好的关系模式？ 某些不好的关系模式可能导致哪些问题？ 11.1.2 存储异常示例 教学管理数据库，关系模式SCD SCD(StudNo,StudName,StudSex,Deptment,DMasterNM,CourseID,StudScore) 其中，StudNo表示学生学号，StudName表示学生姓名，StudSex表示学生性别，Deptment表示学生所在的系别，DMasterNM表示系主任姓名，CourseID表示课程号，StudScore表示成绩。 根据实际情况，这些数据有如下语义规定： 1. 一个系有若干个学生，但一个学生只属于一个系； 2. 一个系只有一名系主任，但一个系主任可以同时兼几个系的系主任； 3. 一个学生可以选修多门功课，每门课程可有若干学生选修； 4. 每个学生学习课程有一个成绩。 关系SCD示例数据 11.1.3 异常问题 (StudNo,CourseID)属性的组合能唯一标识一个元组，为主关系键 在进行数据库的操作时，会出现以下几方面的问题 1. 数据冗余 系名、系主任姓名、学生姓名、性别重复，数据的冗余度很大，浪费了存储空间。 2. 插入异常 新系没有招生，则系名和系主任的信息无法插入到数据库 在这个关系模式中(StudNo,CourseID)是主关系键，根据关系的实体完整性约束，主关系键的值不能为空，因没有学生，StudNo和CourseID均无值，不能进行插入操作。 当某个学生尚未选课，即CourseID未知，实体完整性约束主关系键的值不能部分为空，不能进行插入操作。 异常问题 3. 删除异常 某系学生全部毕业而没有招生时，删除全部学生的记录则系名、系主任也随之删除，而这个系依然存在，在数据库中却无法找到该系的信息。 如果某个学生不再选修SJKJC01课程，本应该只删去SJKJC01，但SJKJC01是主关系键的一部分，为保证实体完整性，必须将整个元组一起删掉，这样，有关该学生的其它信息也随之丢失。 4. 更新异常 学生改名，则该学生的所有记录都要逐一修改StudName 某系更换系主任，则属于该系的学生记录都要修改DMasterNM的内容，稍有不慎，就有可能漏改某些记录，这就会造成数据的不一致性，破坏了数据的完整性。 11.1.4 关系模式SCD分解 由于存在以上问题，SCD是一个不好的关系模式。 产生上述问题的原因，直观地说，是因为关系中“包罗万象”，内容太杂了。 把关系模式SCD分解为下面三个结构简单的关系模式 学生关系StudInfo(StudNo,StudName,StudSex,Deptment) 选课关系StudScoreInfo(StudNo,CourseID,StudScore) 系关系Deptmentinfo(Deptment,DMasterNM) 分解后的关系模式 分解后的关系模式分析 在以上三个关系模式中，实现了信息的某种程度的分离 StudInfo中存储学生基本信息，与所选课程及系主任无关； DeptmentInfo中存储系的有关信息，与学生无关； StudScoreInfo中存储学生选课的信息，而与所学生及系的有