关系数据库的设计理论

《关系数据库的设计理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数据库原理及应用第5章关系数据库的设计理论第5章关系数据库的设计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第5章关系数据库的设计理论5.1关系模式的设计问题5.2数据的函数依赖5.3关系数据库模式的规范化理论5.4关系模式分解算法5.1关系模式的设计问题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什么是数据依赖1

2、.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什么是数据依赖（续）2.数据依赖一个关系内部属性与属性之间的约束关系现实世界属性间相互联系的抽象数据内在的性质语义的体现什么是数据依赖（续）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5.1.1数据依赖关系模式R（U,D,DOM,F）简化为一个三元组

3、：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5.1.2数据依赖对关系模式的影响[例]建立一个描述学生信息的数据库，该数据库涉及的对象包括学生的学号(Sno)、所在系(Sdept)、系主任姓名(Mname)、课程名(Cname)和成绩(Grade)。单一的关系模式：StudentU＝｛Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade｝数据依赖对关系模式的影响（续）属性组U上的一组函数依赖F：F＝｛Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cname)→

4、Grade｝SnoCnameSdeptMnameGrade关系模式Student中存在的问题1.数据冗余太大2.更新异常（UpdateAnomalies）3.插入异常（InsertionAnomalies）4.删除异常（DeletionAnomalies）数据依赖对关系模式的影响（续）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5.2数据的函数依

5、赖函数依赖平凡函数依赖与非平凡函数依赖完全函数依赖与部分函数依赖传递函数依赖5.2.1函数依赖1.定义设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中任意两个元组s和t，当s[X]=t[X]时，就有s[Y]=t[Y]，则称属性子集X函数决定属性子集Y或者称Y函数依赖于X，记为X→Y。否则就称X不函数决定Y或者称Y不函数依赖于X，记为X↛Y。如果X→Y，且Y→X，则记为X←→Y。如果X→Y，则称X为决定因素(determinant)。说明所有关系实例均要满足语义范畴的概念数据库设计者可以对现实世界作强

6、制的规定5.2.1函数依赖【例5-1】图书管理系统中的图书借阅关系模式为R（读者编号，姓名，图书编号，书名，借书日期），由现实世界的语义可知，读者编号唯一，图书编号唯一，姓名和书名可以重复出现。求其函数依赖。函数依赖：读者编号→姓名，图书编号→书名，（读者编号，图书编号）→借书日期5.2.1函数依赖【例5-2】指出学生关系S(学号，姓名，图书证号，系别，系主任)中存在的函数依赖关系。关系S中存在下列函数依赖：学号→姓名(每个学号只能有一个学生姓名)学号→系别(每个学号只能在一个系)学号→图书证号(每个学号只能有一个图

7、书证号)系别→系主任(每个系只能由一名系主任)2．函数依赖的3种基本情形(1)平凡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，但YX,则称X→Y是平凡的函数依赖【例5-3】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(2)部分与完全函数依赖定义在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

8、赖，记作XFY。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，记作XPY。(2)部分与完全函数依赖（续）【例5-4】关系SC(Sno，Cno，Sname,Grade)中(Sno,Cno)→Grade是完全函数依赖，(Sno,Cno)→Sname是部分函数依赖因为Sno→Sname成立，且Sno是（Sno，Cno）的真子集(3)传递与