关系数据库规范化理论.ppt

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1、2021/7/291第四章　关系数据库规范化理论2021/7/292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2021/7/293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：关系名和其属性集合的组合。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。2021/7/294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

2、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2021/7/2954.1数据依赖1、完整性约束的表现形式限定属性取值范围学生成绩必须在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。2021/7/2962、数据依赖数据依赖：属性值之间的关系。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2021/7/2973、数据依赖的类型函数

3、依赖（FunctionalDependency，简记为FD）多值依赖（MultivaluedDependency，简记为MVD）2021/7/298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。2021/7/2994.1.1　函数依赖1、函数依赖一个关系模式中一个属性集与另一个属性集之间的对应关系。定义4.1设R(U)是一个属性集U上的关系模式，其中U={A1,A2,…,An}，X和Y是U的子集。如果对于R(U)的任意一个可能的关系r，设u、v是r中的任意两个元组

4、，如果u[X]=v[X]，则u[Y]=v[Y]，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。记作：X→YX称为这个函数依赖的决定属性集（Determinant)。2021/7/29101）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。入学成绩→姓名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。“姓名→入学成绩”这个函数依赖只有在不允许有同名人的条件下成立2021/7/29113）数据库设计者可对现实世界作强制的规定。规定不允许同名人出现，函数依赖“姓名→入学成绩”成立

5、。所插入的元组必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。2021/7/29124）若X→Y，并且Y→X,则记为X←→Y。5）若Y不函数依赖于X,则记为X→Y。2021/7/2913例：对于关系学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系），存在如下的函数依赖：F={学号→姓名，学号→性别，学号→年龄，学号→所在系}假设不允许有重名，则有F={学号→性别，学号→年龄，学号→所在系，学号←→姓名，姓名→性别，姓名→年龄，姓名→所在系}2021/7/29142、平凡函数依赖与非平凡函数依赖定义4.2设R(U)是一个属性集U上的关系模式，其中U=

6、{A1,A2,…,An}，X和Y是U的子集。如果X→Y，但YX，则称X→Y是非平凡的函数依赖。如果X→Y，但YX，则称X→Y是平凡的函数依赖。2021/7/2915例：选课（学号，课程号，成绩）非平凡函数依赖（学号，课程号）→成绩平凡函数依赖（学号，课程号）→学号（学号，课程号）→课程号2021/7/2916对于任一关系模式，平凡函数依赖都是必然成立的，它不反映新的语义，因此若不特别声明，我们总是讨论非平凡函数依赖。2021/7/29173、完全函数依赖与部分函数依赖定义4.3设R(U)是一个属性集U上的关系模式，其中U={A1,A2,…,An}

7、，X和Y是U的不同子集。如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X’，都有X’→Y，则称X→Y是一个完全函数依赖，即Y完全函数依赖于X。记作：X→Y如果X→Y，但Y不完全函数依赖于X，即至少存在一个X的真子集X’，使得X’→Y成立，则称X→Y是一个部分函数依赖，即Y部分函数依赖于X。记作：X→Yfp2021/7/2918例：选课（学号，课程号，成绩，教师编号）学号→成绩课程号→成绩课程号→教师编号(学号，课程号)→成绩(学号，课程号)→教师编号Pf2021/7/29194、传递函数依赖定义4.4在关系模式R(U)中，设X、Y、Z是U的不同子集，如果存在

8、非平凡函数依赖X→Y，Y→Z，而Y→X，则称Z对X传递函数依赖。记作：X→Z注：如果Y→X，即X←→Y，则Z