关系数据库的设计理论课件.ppt

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1、第6章关系数据库的设计理论6.1问题提出6.2函数依赖6.3关系模式的规范化本章内容1.理解函数依赖的内涵3.掌握关系模式规范化的方法学习要求2.理解各种范式的内涵6.1问题提出前面已经讲了关于数据库设计的一般概念，那么针对一个具体问题，如何构造一个适合于它的数据库模式（关系模式的集合），即某一个具体问题，应该构造几个关系模式，每个关系模式都有哪些属性构成？这是数据库设计的问题。在讨论如何构建好的数据库模式之前，先看看不好的数据库模式可能带来的问题。6.1问题提出例：建立一个描述学校教务的数据库。属性包括：学生的学号（Sno）、所在系（Sde

2、pt）、系主任姓名（Mname）、课程号（Cno）、成绩（Grade）。用一个单一的关系模式表示：StudentU＝｛Sno,Sdept,Mname,Cno,Grade｝属性组中，码是（Sno,Cno）。各个属性间存在函数依赖关系，记作FF＝｛Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cno)→Grade，Sno→Mname，(Sno,Cno)→Sdept,(Sno,Cno)→Mname｝6.1问题提出关系模式Student中存在的问题：6.1问题提出6.1问题提出6.1问题提出6.1问题提出结论Student

3、关系模式不是一个好的模式。“好”的模式：不会发生插入异常、删除异常、更新异常，数据冗余应尽可能少。原因是：存在于模式中的某些属性间有数据依赖关系。解决方法：将关系模式的规范化。即通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖。6.2函数依赖数据依赖：是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系。例：在student表中，sno确定了，则sdept就确定。有两种最重要的数据依赖：函数依赖和多值依赖。函数依赖：属性间这种依赖关系类似于数学函数中的y=f(x)，自变量x确定之后，相应的函数值y也就确定；例：sdept=f(sno)，即sno->sdept

4、;sname＝f(sno),即sno->sname；函数依赖的数学定义：设R(U)是一个属性集U上关系模式，X和Y是U子集；若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。6.2函数依赖函数依赖的一般定义说明：1.函数依赖和其他数据依赖一样，是一个语义范畴的概念；只能根据语义来确定一个函数依赖；如：2.函数依赖是指关系模式R(U)的所有关系都要满足的约束的条件；所有关系实例均要满足，并不是R的某些关系实例满足的约束条件；（如：CS系学生

5、，IS系学生）6.2函数依赖函数依赖相关类型：完全函数依赖与部分函数依赖定义：在R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X’，都有X’Y,则称Y对X完全函数依赖(Fully)。记作：若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依赖(Partially)。记作:6.2函数依赖例：在上例中，(Sno,Cno)→Grade是完全函数依赖；(Sno,Cno)→Sdept是部分函数依赖；因为Sno→Sdept成立，且Sno是（Sno，Cno）的真子集；2.传递函数依赖定义：在R(U)中，如果X→Y，(YX),Y→X，Y→Z，则称Z对

6、X传递函数依赖。记为：X→Z注:如果Y→X，即X←→Y，则Z直接函数依赖于X。例:在上例中，有：Sno→Sdept，Sdept→Mname，Sdept→SnoMname传递函数依赖于Sno6.2函数依赖利用函数依赖来定义码：设K为R中的属性或属性组合。若，则K称为R的侯选码（CandidateKey）。若候选码多于一个，则选定其中的一个做为主码。包含在任何一个候选码中的属性，称为主属性（Primeattribute）；不包含在任何候选码中的属性称为非主属性（Nonprimeattribute）或非码属性(Non-keyattribu

7、te)。例：关系模式S(Sno,Sdept,Sage)中,Sno－>(Sno,Sdept,Sage)，则属性Sno是码；SC（Sno，Cno，Grade）中，(Sno，Cno)－>(Sno，Cno，Grade),则（Sno，Cno）是码。FF6.3关系模式的规范化设计关系模式时，应满足的基本要求：（1）元组的每个分量必须是不可再分的数据项。（2）数据库中的数据冗余应尽可能少。（3）关系数据库不能因为数据更新操作而引起数据的不一致问题。（4）当执行数据插入操作时，数据库中的数据不能产生插入异常现象。（5）数据库中数据不能产生删除操作异常问题。（

8、6）数据库设计应考察查询要求，数据组织应合理。6.3关系模式的规范化为了使数据库设计的方法走向完备，人们研究了规范化理论，对关系模式进行规范化。满足不同规范化程度要