《规范化理论》PPT课件

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1、数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystems第六章关系数据理论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6.5小结教学基本要求：了解并掌握关系的规范化原理与过程重点：函数依赖1NF2NF3NFBCNF难点：规范过程6.1问题的提出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(1)元组的每个分量必须是不可分的数据项。(2)数据库中的数据冗余应尽量的少,数据库中不必要的重复存储就是数据冗余（要尽量避免）。(3)关系数据库不能因为

2、数据更新操作而引起数据不一致,由于数据的重复存储，会给更新带来很多麻烦。可能会导致数据不一致，这将直接影响系统的质量。关系模式基本要求(4)插入数据时，不能出现插入异常。(5)插入元组时出现不能插入的一些不合理现象（语义问题、逻辑错误）。(6)删除数据时,不能出现删除异常。(7)数据库设计应考虑查询的要求，数据组织要合理。例现在需要建立一个学校的教学管理数据库，涉及的内容包括：学生学号（SNO），学生姓名（SNAME），所在系名（SDEPT），系主任名（MNAME），所选修课名（CNAME）及成绩（GRADE）。假设该数据库由一个单一关系模式St

3、udent构成，则该关系模式的属性集合为：S(SNO,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE)上述关系模式虽然可以存储学生、学生所在的系、系主任以及学生的选课和成绩等情况，但其存在四个主要的问题：（1）数据冗余度大：就是相同数据在数据库中多次重复存放的现象。数据冗余不仅会浪费存储空间，而且可能造成数据的不一致性。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。（2）插入异常：当在不规范的数据表中插入数据时，由于实体完整性约束要求主键不能为空的限制，而使有用数据无法插

4、入的情况。若新系没有招生，系名，系主任名就没法进表。关系模式的冗余和异常问题关系模式的冗余和异常问题（3）删除异常：当在不规范的数据表中删除数据时，会出现删除了不该删除的数据。比如：假设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。（4）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所以说Student关系模式不是一个好模式。一个好的模式应当不会出现数据冗余、插入异常、删除异常和潜在的不一致性问题。在该模式中就可能出现上述提到的一些异常，上述现象的产生,是由于关系模式不合理。如果一个

5、关系中,存储了两个或两个以上实体的数据,一般应将它分解为多个关系,使每个关系只有一个实体。解决的办法是：模式分解。为解决这些异常，现将该模式分解如下：解决方法：将模式分解将上面的关系分解为：S(SNO,SNAME,SDEPT）DEPT(SDEPT,MNAME)COURSE(SNO,CNAME,GRADE)这个新的关系模型包括三个关系模式：学生S、系DEPT、课程COURSE。各个关系不是孤立的，它们相互间存在关联，因此构成了整个系统的模型。改进后的关系模式存在另外一个问题,当查询某个学生某门课的成绩时,需要将三个关系连接后进行查询,而关系的连接代

6、价是很大的。那么,什么样的关系模式需要分解？分解关系模式的理论依据又是什么？分解后能完全消除上述三种问题吗？回答这些问题需要理论的指导。下面将加以讨论。前面章节讲到客观世界的事务间有着错综复杂的联系。实体间的联系：实体与实体之间的联系；实体内部各属性间的联系。在数据库建模（E-R）中主要讨论了前一类联系,现在讨论第二类联系。一、概念回顾关系：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

7、数据库的模式：定义这组关系的关系模式的全体。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三、什么是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什么是数据依赖（续）数据依赖的类型函数依赖（FunctionalDependency,简称FD）多值依赖（MultivaluedDependency,简称MVD）连

8、接依赖（JoinDependency,简称JD）。其中最重要的是函数依赖和多值依赖。四、关系模式的简化表示关系模式R（U,D,DOM,F