聊城大学计算机学院数据库原理课件第6章 关系数据理论.pptVIP

问题的提出 规范化理论（数据依赖） 数据依赖的公理系统 模式分解 问题的提出 关系数据库逻辑设计问题: 针对一个具体问题，应该如何构造一个适合于它的数据库模式，即应该构造几个关系模式，每个模式由哪些属性组成等。 举例. 教务管理系统 信息：学号，姓名，系名，系主任名，课名，成绩 SNO, SNAME, SDEPT, MN, CNAME, G 　设计一个关系模式： 　　　S (SNO, SNAME, SDEPT, MN, CNAME, G) 存在的问题 冗余度大：若有500名学生，学习8门课，则共有4000个元组，那么，系名，系主任名要出现4000次，其实出现一次就够了。 插入异常：若新系没有招生，系名，系主任名就没法进表，关键是SNO。 删除异常：一个系的学生毕业了，删除全部学生记录，则连系名和系主任名也一同删除了。 潜在的不一致性：系主任一换，4000个记录都要更新，漏掉一个没改，就会出现数据不一致性。 因此，有必要提出，数据库结构的设计问题。如，建几个表，每个表设计有哪些属性（字段）组成等。 问题的解决方案 模式分解：分解为三个模式。 要研究的问题 实体之间的联系，实体内部各属性之间的联系，这些内容包括： 数据的依赖关系（函数依赖，多值依赖，连接依赖，函数依赖公理） 关系模式的分解 关系模式的规范化 关系模式的形式化定义 一个关系模式可写成一个五元组 ： R（U, D, DOM, F） 其中 R:模式名, U: 属性组，D:属性域， DOM: 属性到域的映射。 F: 数据依赖集（属性间）。 为简化起见，把关系模式看作一个三元组： R U, F 仅当定义在U上的集合r满足F时，r才称为关系模式R的一个关系。 数据依赖 数据依赖：关系内部属性之间的约束关系。 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。它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。 两种重要的数据依赖： 函数依赖(Functional Dependency简记为FD) 多值依赖(Multivalued Dependency简记为MVD)。 规范化 规范化理论是根据属性间依赖情况来区分关系模式，它是数据库设计的依据。1971年由E.F.Codd提出，规范化理论的研究已经取得了多项成果。 一个关系模式的规范化程度又分为第一范式, 第二范式, 第三范式和第四范式等。 基本规范: 每个分量必须是不可分的数据项。 Δ规范化的关系模式叫范式(Normal Form) 。 Δ规范化的程度不同，产生不同的范式。 Δ低一级范式关系模式通过模式分解转换为若干高一级范式关系模式集合，叫规范化(Normalization)。 函数依赖 定义P172 设关系模式: R(A1,…,An)，X，Y为{ A1, … , An}的子集, 如果R的所有关系r 都存在着：X的每一个值，都有Y的唯一值与之相对应，则称X函数决定Y，或Y函数依赖X。记作X→Y。否则，记作X→Y称为X不能函数决定Y。 X? Y可理解为：X有一个值，则Y有唯一的值与之相对应；而Y的一个值是否与唯一的X值对应，不去管。 示例： 在关系模式 SU, F中 U={Sno, Sname, Sage, Sdept} F={Sno→Sname, Sno→Sage, Sno→Sdept}, 若学生无重名，则Sname→Sno. 在关系SCU, F中 U={ Sno, Cno, G} F={(Sno, Cno)→G } Sno →Cno, Sno→ G, Cno →Sno, Cno →G . 函数依赖在关系模式中的确定 关系模式R中的所有可能的关系r，都满足函数依赖，则R具备函数依赖关系。反之，?R中有一个r不满足函数依赖，则认为R不存在函数依赖。 命题. 已知关系模式R(A, B, C)和函数依赖：F={ A→B, B→C}，则推出A→C。 证明(反证法) ：给出两个元组u, v, 设其A部分相等，则有B部分相等（因为A→B），若C部分不等，则矛盾（因为B→C）。 函数依赖的逻辑蕴含 定义：设F是R的一个函数依赖集（多个函数的依赖定义），X, Y为R的属性子集，如果从F中能推出X→Y，则称F逻辑蕴含X→Y, 或称X→Y是F的逻辑蕴含。 例. 在R(A, B, C)中，若F={A→B, B→C}，则A→C是F的逻辑蕴含。 函数依赖集的闭包 定义：所有被F逻辑蕴含的函数依赖集