软考关系数据库 设计 理论.ppt

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1、第10章关系数据库设计理论学习目的和要求关系模式中可能存在的问题为何存在这些问题函数依赖关系模式的规范形式关系模式的规范化7/21/20211DesignedbyTaoHongcai10.1关系模式中可能存在的问题该关系模式中包含的数据语义：①系与学生之间是1∶n的联系；Students(Sid,SName,DName,DDirector,Cid,CName,CScore)1.存在问题的关系模式示例②系与系主任之间是1∶1的联系；③学生与课程之间是m∶n的联系。假定：系及系主任信息再无单独的关系模式分别存放。(1)示例模式1该关系模式中包含的数据语义：①

2、课程与教师之间为1∶n的联系；STC(Sid,Tid,Cid)②学生与课程之间为m∶n的联系。候选键为：(Sid,Cid)和(Sid,Tid)。(2)示例模式27/21/20212DesignedbyTaoHongcai该关系模式中包含的数据语义：①课程与教师之间为m∶n的联系；Teach(CName,TName,RBook)②课程与参考书之间为1∶n的联系。候选键为：(CName,TName,RBook)和(TName,RBook)。(3)示例模式3该关系模式中包含的数据语义：①某供应商供应某零件给某部门，为m:n:l联系。SPD(Sid,Pid,Di

3、d)(4)示例模式4其中：Sid为供应商号，Pid为零件号，Did为部门号。其中：CName为课程名，TName为教师名，RBook为参考书名。7/21/20213DesignedbyTaoHongcai表现：①元组插不进去；2.存在的问题②插入一个元组却要求插入多个元组。(1)插入异常(InsertAnomaly)表现：①某种信息在关系中存储多次；(3)冗余(Redundancy)表现：①删除时删掉了其他信息；②删除一个元组却删除了多个元组。(2)删除异常(DeleteAnomaly)表现：(4)更新异常(UpdateAnomaly)①更新一个元组却要

4、求更新多个元组。7/21/20214DesignedbyTaoHongcai10.2为何存在这些问题数据的语义不但在完整性方面有体现，在关系模式的设计方面也有体现。异常现象产生的根源：关系模式中属性间存在的这些依赖关系。具体表现：在关系模式中的属性间存在一定的依赖关系，此即数据依赖。数据依赖决定因素：由现实系统中属性间相互联系的语义决定。根源的体现及解决：关系的结构。一般，一个关系至少有一/多个候选键，其中之一为主键。主键值唯一决定其他属性值，候选键的值不能重复。如果将各种数据集中于一个模式中，一般都会违背以上限制，从而造成异常。解决异常的方法，是利用规

5、范化理论，对关系模式进行相应的分解，以消除这些异常。数据依赖（DataDependency）：指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。数据依赖分类：函数依赖(FunctionalDependency,FD)、多值依赖(MultivaluedDependency，MVD)和连接依赖(JoinDependency，JD)。7/21/20215DesignedbyTaoHongcai10.3函数依赖约定：设R是一关系模式，U是R的属性集合，X、YU，r是R的一个关系实例，元组tR。则用t[X]表示元组t在属性集合X上的值。同时，将关系

6、模式和关系实例统称为关系，XY表示X和Y的并集。函数依赖定义：设R是一个关系模式，U是R的属性集合，X和Y是U的子集。对于R的任意实例r，r中任意两个元组t1和t2，如果t1[X]=t2[X]则t1[Y]=t2[Y]，那么称X函数地确定Y，或Y函数地依赖于X，记作：X→Y，X称为决定子(Determinant)。函数依赖关心的问题：是一个或一组属性的值决定其他属性的值。1.函数依赖定义7/21/20216DesignedbyTaoHongcai②非平凡函数依赖(NontrivialFD)①平凡函数依赖(TrivialFD)③完全函数依赖(FullFD)函

7、数依赖类型：④部分函数依赖(PartialFD)⑤传递地函数依赖(TransitiveFD)2.函数依赖分类及其定义非平凡函数依赖：如果X→Y，且Y不是X的子集，则称X→Y是非平凡函数依赖。如不特别声明，一般总是讨论非平凡函数依赖。平凡函数依赖：如果YX，则X→Y称为平凡函数依赖。平凡函数依赖不反映新的语义。决定属性集：如果X→Y，则称X为该函数依赖的决定属性集。XY等价：如X→Y，且Y→X，则X与Y一一对应，记作XY。7/21/20217DesignedbyTaoHongcai完全函数依赖：设R是一个具有属性集合U的关系模式，如果X→Y，并且对于X

8、的任何一个真子集Z，Z→Y都不成立，则称Y完全函数依赖于X，记作：XY。部分函数