[理学]第5章 关系数据库的规范化设计.pptVIP

第五章 关系数据库的规范化设计 研究目的： 针对一个具体问题，应该构造几个关系，每个关系由哪些属性组成等。 5．1 数据依赖 5．1．1关系模式中的数据依赖 关系模式 R(U，D，DOM，I，F) 其中：R是关系名， U是R的属性集合{A1, A1, … ,An}， D是U中属性域的集合{ D1, D1, … ,Dn }， DOM是U到D的映射， I是完整性约束集合， F是属性间的数据依赖关系集合。 影响数据库模式设计的主要是U和F，可将关系模式简化为一个三元组： R(U，F) 当且仅当U上的一个关系r满足F时，r称为关系模式R(U，F)的一个关系。 5．1．2 数据依赖对关系模式的影响 两种依赖： 函数依赖(functional dependency，简记为 FD) 多值依赖(multivalued dependency，简记为 MVD) 例：假设学校的数据库模式由一个单一的关系模式 Student构成，则该关系模式的属性集合为 U＝（ Sno，Sdept，Mname，Cname，Grade ） 其中，学生的学号(Sno)、所在系(Sdept)、系主任姓名(Mname)、课程名(Cname)和成绩(Grade)。 该关系模式存在多种不良的函数依赖，不是好的关系。 这个关系模式存在4个问题： ①数据冗余大：系主任名重复出现。 ②更新异常(更新代价大)：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。 ③插入异常：如果一个系刚成立，尚无学生，就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。 ④删除异常：如果某个系的学生全部毕业了，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。更新代价大 5．1．3 有关概念 1．函数依赖（超码） 定义5.1 2．平凡函数依赖与非平凡函数依赖 定义5．2 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是非平凡函数依赖。 若Y ? X，则称X?Y称为平凡函数依赖。 3．完全函数依赖与部分函数依赖 定义5．3 在关系模式 R(U)中，如果X?Y，并且对于X的任何一个真子集X’，都有 则称Y完全函数依赖于X（侯选码），记作 例： (Sno,Cname) ?Grade 若X?Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依赖于X，记作 例： （Sno，Sname） ? Sdept 4．传递函数依赖 定义5．4 在关系模式 R(U)中，如果X?Y，且Y? X（无此约束，则X? Z ），且 则称Z传递函数依赖于X。记作：X ? Z 5．候选码（键） 5．2 范 式 范式是符合某一种级别的关系模式的集合。关系数据库中的关系满足不同程度要求的为不同范式。主要有六种范式：第一范式、第二范式、第三范式、 BC范式、第四范式和第五范式。 满足最低要求的叫第一范式，简称为1NF。各种范式之间存在联系： 1NF?2NF?3NF?BCNF?4NF?5NF 通常把某一关系模式R为第n范式简记为R∈nNF。 5．2．1 第一范式(1NF) 定义5．6 如果一个关系模式 R的所有属性都是不可分的基本数据项，则R∈1NF。 第一范式的关系模式并不一定是好关系模式。 例如： SLC(Sno，Sdept，Sloc，Cno，Grade) 其中Sloc为学生住处，假设每个系的学生住在同一个地方。 SLC关系存在以下4个问题： ①插入异常：假若要插入一个Sno＝95102，Sdeptc＝IS，Sloc=N，但还未选课的学生，即这个学生无Cno，这样的元组不能插入SLC中。 ②删除异常：假定某个学生只选一门课，如95022只选3号课程修了一门课。现在连3号课程他也不选修了。那么3号课程这个数据项就要删除不应删除的信息。 ③数据冗余度大：如果一个学生选修了10门课程，那么他的Sdept和Sloc值就要重复存储10次。 ④修改复杂：某个学生从数学系(MA)转到信息系(IS)，这本来只需修改此学生元组中的