数据库关系数据理论

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1、第六章关系数据理论6.1问题的提出6.2规范化6.3范式6.4规范化小结6.1问题的提出一.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问题的提出二。关系模式的形式化定义：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问题的提出三。属性间数据的依赖关系数据依赖是一个关系内部属性和属性之间的一种约束关系.这种约束关系是属性值间的相互关连（

2、主要体现于值的相等与否)，它是数据库模式设计的关键。数据依赖的类型：函数依赖（FunctionalDependency，记为FD）多值依赖（MultivaluedDependency，记为MVD）其他6.1问题的提出四.关系模式R（U,D,DOM,F）的简化表示：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。五.数据依赖对关系模式的影响例：描述学校的数据库：学生的学号（Sno）、所在系（Sdept）、系主任姓名（Mname）、课程号（Cno）、成绩（Grade）6.1问题的提出假设是一个单一的关

3、系模式：StudentU＝｛Sno,Sdept,Mname,Cno,Grade｝属性组U上的一组函数依赖F：F＝｛Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cno)→Grade｝SnoCnoSdeptMnameGrade6.1问题的提出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）。因数据冗余，更新数据时，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⒋删

4、除异常（DeletionAnomalies）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法：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖。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。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、传递函数依赖函数依赖定义：设R(U)是一个属性集U上的

5、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。X称为这个函数依赖的决定属性集(Determinant)。Y=f(x)说明：1.函数依赖不是指关系模式R的某个或某些关系实例满足的约束条件，而是指R的所有关系实例均要满足的约束条件。2.函数依赖是语义范畴的概念。只能根据数据的语义来确定函数依赖。函数依赖3.数据库设计者可以对现实世界作强制的规定。例如规定不允许同名人出现，函数依赖“姓名→年龄”成立。所插入的元组必

6、须满足规定的函数依赖，若发现有同名人存在，则拒绝装入该元组。例:Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)假设不允许重名，则有:Sno→Ssex，Sno→Sage,Sno→Sdept，Sno←→Sname,Sname→Ssex，Sname→SageSname→Sdept，但Ssex→Sage若X→Y，并且Y→X,则记为X←→Y。若Y不函数依赖于X,则记为X→Y。二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y，如果X→Y，但YX，则称X→Y是非平凡的函数依赖若X→Y，YX,则称X→Y是平凡的

7、函数依赖例：在关系SC(Sno,Cno,Grade)中，非平凡函数依赖：(Sno,Cno)→Grade平凡函数依赖：(Sno,Cno)→Sno(Sno,Cno)→Cno对于任一关系模式，平凡函数依赖都是必然成立的。三、完全函数依赖与部分函数依赖定义：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X’Y,则称Y完全函数依赖于X，记作XｆY。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XPY。例:在关系SC(Sno,Cno,Grade)中，由于：Sno→Grade，Cno→Grade，因此：(Sno,Cno

8、)ｆGrade四、传递函数依赖定义5.3在关系模式R(U)中，如果X→Y，Y→Z，且YX，ZY,Y→X，则称Z传递函数依赖于X。注:如果Y→X，即