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1、厦门大学计算机科学系2016版林子雨厦门大学计算机科学系E-mail:ziyulin@xmu.edu.cn主页：http://www.cs.xmu.edu.cn/linziyu第6章关系数据理论（2016版）厦门大学计算机科学系本科生课程《数据库系统原理》6.1问题的提出6.2规范化6.3数据依赖的公理系统6.4模式的分解第6章关系数据理论关系数据库逻辑设计针对具体问题，如何构造一个适合于它的数据模式数据库逻辑设计的工具──关系数据库的规范化理论6.1问题的提出一、概念回顾二、关系模式的形式化定义三、什么是数据依赖四、关系模式的简化定义五、数据依赖对关系模式影响6.1问题
2、的提出关系：描述实体、属性、实体间的联系。从形式上看，它是一张二维表，是所涉及属性的笛卡尔积的一个子集。关系模式：用来定义关系。关系数据库：基于关系模型的数据库，利用关系来描述现实世界。从形式上看，它由一组关系组成。关系数据库的模式：定义这组关系的关系模式的全体。6.1问题的提出概念回顾关系模式由五部分组成，即它是一个五元组：R(U,D,DOM,F)R：关系名U：组成该关系的属性名集合D：属性组U中属性所来自的域DOM：属性向域的映象集合F：属性间数据的依赖关系集合6.1问题的提出关系模式的形式化定义1.完整性约束的表现形式限定属性取值范围：例如学生成绩必须在0-100之
3、间定义属性值间的相互关连（主要体现于值的相等与否）这就是数据依赖，它是数据库模式设计的关键2.数据依赖是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3.数据依赖的类型函数依赖（FunctionalDependency，简记为FD）多值依赖（MultivaluedDependency，简记为MVD）其他6.1问题的提出什么是数据依赖关系模式R（U,D,DOM,F）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6.1问题的提出关系模式的简化表示例：描述
4、学校的数据库：学生的学号（Sno）、所在系（Sdept）系主任姓名（Mname）、课程名（Cname）成绩（Grade）6.1问题的提出数据依赖对关系模式的影响｛Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade｝单一的关系模式：StudentU＝学校数据库的语义：⒈一个系有若干学生，一个学生只属于一个系；⒉一个系只有一名主任；⒊一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修；⒋每个学生所学的每门课程都有一个成绩。6.1问题的提出数据依赖对关系模式的影响U＝｛Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade｝属性组U上的一组函数依赖F：F＝｛Sno→
5、Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cname)→Grade｝6.1问题的提出数据依赖对关系模式的影响SnoCnameSdeptMnameGrade6.1问题的提出关系模式Student中存在的问题学号Sno系主任Mname课程名Cname成绩Grade所在系Sdept95001李勇高数80IS95002李勇高数73IS95003王敏高数91MA95004李勇外语67IS6.1问题的提出关系模式Student中存在的问题⒈数据冗余太大浪费大量的存储空间例：每一个系主任的姓名重复出现⒉更新异常（UpdateAnomalies）数据冗余，更新数据
6、时，维护数据完整性代价大。例：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⒊插入异常（InsertionAnomalies）该插的数据插不进去例，如果一个系刚成立，尚无学生，我们就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。⒋删除异常（DeletionAnomalies）不该删除的数据不得不删例，如果某个系的学生全部毕业了，我们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。6.1问题的提出结论：Student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：由存在于模式中的某些数据依赖引起的解决方
7、法：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖。数据依赖对关系模式的影响6.1问题的提出6.2规范化6.3数据依赖的公理系统6.4模式的分解第6章关系数据理论6.2规范化规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。6.2.1函数依赖一、函数依赖二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖三、完全函数依赖与部分函数依赖四、传递函数依赖6.2.1函数依赖定义6.1设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不
