第四章_关系规范化.pptVIP

第4章 关系数据库的规范化设计 前面学习了关系模型的有关概念，这一章 将讨论如何评价一个关系模式的好坏，以及 当我们发现所设计的关系模式不好时，应如 何解决，进而给出关系模式的设计理论。 第4章 关系数据库的规范化设计 4.1 关系模式的设计问题 4.2 函数依赖 4.3 范式 4.4 反范化 4.1 关系模式的设计问题 在设计关系模式时，是否将一些属性放在一 起，便可以构成一个关系模式呢？这样做会 产生些什么问题呢？ 1、示例 有人建立了一个关系模式如下 R( TNAME , TADDRESS , C# , CNAME) 教师姓名，教师住址， 课号，课名） 他想用此关系完成以下工作： 1、记录学校所有教师信息。 2、记录学校所有课程信息。 3、记录教师的上课信息。 2、关系 3、此关系会产生的问题 ⑴ 数据冗余——教师住址出现重复。 ⑵ 修改异常——如果我们把T1教师上C1课记录中 的住址改了，那么就造成了数据不一致。 ⑶ 插入异常——如果一个教师没上课，那么他的住址就不能登记。 ⑷ 删除异常——如果把教师T3的课取消，那么他的住址也被取消了。 由此可见，随便地把一些属性放在一起构成关系是 不行的。 4.2 函数依赖 本节我们讨论，构成一个关系模式的属性之 间的相互关系。 4.2.1 相关概念 1、函数依赖 定义4.1：设有关系模式R(U)，X和Y是属性 集U的子集，r是R(U)的当前关系。若X和Y存 在如下关系：对于r中的任意两个元组 t 和 s ，都有：如果t[X]=s[X] 则必有t[Y]=s[Y]， 那么我们称属性Y函数依赖于属性X。记为： X →Y。我们又称X和Y之间存在函数依赖 （FD）关系。 函数依赖示例 关系模式： R（学号，课号，班号，姓名，课名，成绩） 中，存在以下函数以来关系： 学号 → 姓名 （学号，课号，班号）→ 成绩 课号→课名 4.2.1 相关概念 2、平凡函数依赖 定义4.2：对于关系模式R（U）上的一个FD： X→Y，如果Y X，那么称X→Y是一个“平凡的 FD”。 平凡函数依赖示例 R（学号，课号，班号，姓名，课名，成绩） 中，（学号，课号，班号）→ 学号 就是一个 平凡函数依赖。 4.2.1 相关概念 3、非平凡函数依赖 定义4.3：对于关系模式R（U）上的一个 FD：X→Y，如果Y中至少有一个属性不在X 中，那么称X→Y是一个“非平凡的FD”。 非平凡函数依赖示例 R（学号，课号，班号，姓名，课名，成绩） 中 （学号，课号，班号）→ （学号，成绩） 4.2.1 相关概念 4、部分依赖 定义4.4：对于FD：W→A，如果存在X W 有X→A成立，那么称W→A是局部依赖。 部分依赖示例 R（学号，课号，班号，姓名，课名，成绩） 中，（学号，课号，班号）→ 姓名 就是一个部分依赖。 4.2.1 相关概念 5、传递依赖 定义4.5：如果X→Y，Y→A，且Y不能决定X、 Y X和A Y，那么称X→A是传递依赖。 传递依赖示例 例如：关系模式：职工（职工号，姓名，工 资级别，工资） 职工号→工资级别 工资级别→工资 所以：职工号→工资就是传递依赖。 4.2.2 函数依赖推理规则 一个关系中属性之间的函数依赖关系是由客 观实际决定的，但是当我们知道了一些依赖 关系后，可以利用推理规则推出新的函数依 赖来。推理规则如下： 1、三个完备性推理规则 ⑴ A1(自反性) 若Y X U ，则X→Y在R上成立。 1、三个完备性推理规则 ⑵ A2(增广性) 若X→Y在R上成立，且Z U ，则 XZ→YZ在R上成立。 1、三个完备性推理规则 ⑶ A3(传递性) 若X →Y 和 Y→Z 在R上成立，则X→Z在R上 成立。 2、其它五个推理规则 A4(合并性)： {X→Y，X→Z} | = X→YZ A5(分解性)： {X→Y，Z Y} | = X→Z A6(伪传递性)：{X→Y，WY→Z} | = WX→Z A7(复合性)： {X→Y，W→Z} |= XW →YZ A8： {X→Y，W→Z} |=X∪(W－Y)→YZ 以上推理规则的证明省略。 4.2.3 函数依赖与键 定义4.6：关系模式R(U)，X U，若X→U则 称X为R(U)的超键，若且对X的任一真子集 X1 X，都有：X1→U不成立，那么称X是R的 一个侯选键。 例如： R（学号，课号，班号，姓名，课名，成绩）中（学号，课号，班号，姓名）是超键，而 （学号，课号，班号）是候选键。 4.2.4 函数依赖应用示例 例1：设关系模式R(ABCD)，F是R上的