第六章关系数据理论 ppt课件.ppt

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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数据依赖的公理系统§*6.4模式的分解§6.1问题的提出数据库的（逻辑）设计问题:给出一组数据，如何构造一个适合于它的数据模式?应该构造几个关系模式每个关系模式的属性组成如何等采用关系数据库的规范化理论作为数据库逻辑设计工具的原因：关系模型具有严格的理论基础可以向其它数据模型转换关系数据库设计理论主要包括三个方面：数据依赖范式模式设计方法其中数据依赖是核心关系模型概念回顾一个关系即可以用来描述一个实体及其属性，也可以用来描述实体间的联系。一个关系数据库包含一组关系，定义这些关系的关系模式的全体就构成了该数

2、据库的模式一个关系模型包括外延和内涵两个方面的内容：外延：就是通常所说的关系或实例或当前值。它是关系模型动态特性的描述，是与时间有关的，随着时间的推移在不断变化。主要是由于元组的插入，删除和修改引起的。内涵：是指关系的型，是与时间独立的。它是关系模型静态特性的描述，它包括关系，属性及域的一些定义和说明，还有各种数据的完整性约束数据完整性约束分为静态约束和动态约束两类：静态约束:包括各种数据之间的联系（数据依赖）,主码的设计和关系值间的各种限制等等－－是如何定义关系的有效数据问题动态约束:指数据库从一种状态变为另一种状态时新旧值之间满足的约束条件。一个关系模式应该

3、描述动态和静态的完整性约束条件对于一个现实问题的关系模式可以表示成：R(U，D，DOM，F)其中：R：关系名U：是属性的集合{A1,A2,…An}D：属性组U中属性所来自的域DOM：属性到域的映射DOMF：是属性集U上的数据依赖的集合。是模式设计的关键。是现实世界中事物的性质相互之间联系的表示如：SnoSName,(Sno,Cno)Grade数据依赖：是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系。它是通过一个关系中数据间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系。它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。数据依赖分类：函数依赖（FD）多值依

4、赖(MVD)连接依赖例如：要建立学生的关系模式:属性组U={Sno、Sdept、Mname、Cno、Grade}学生数据库的语义：⒈一个系有若干学生，一个学生只属于一个系；⒉一个系只有一名主任；⒊一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修；⒋每个学生所学的每门课程都有一个成绩从语义上看，属性间有这样的依赖关系：F={SnoSdept,SdeptMname,(Sno,Cno)Grade}于是就得到了这样一个关系模式：SLC（U，F）关系的码：（Sno,Cno）SnoCnoGradeSdeptMname一个关系模式的例子上述关系模式带来的问题问题⒈数据冗

5、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问题2.修改异常: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SnoSdeptMnameCnoGradeS1CS张明C197S2CS张明C178S3CS张明C190S4CS张明C189S5CS张明C179……………问题⒊插入异常:该插的数据插不进去例，如果一个系刚成立，尚无学生，就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。问题⒋删除异常:不该删除的数据不得不删例，如果某个系的学生全部毕业了，在删除该系学生信息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉Sno

6、SdeptMnameCnoGradeS1CS张明C197S2CS张明C178S3CS张明C190S4CS张明C189S5CS张明C179……………上述关系模式带来的问题问题的根源及解决方法问题根源：一个关系内，同时存在有多个实体的信息学生信息：Sno选课信息：Cno,Grade系信息：Sdept,Mname解决办法：把三类信息分开—分解一个表中只有一个实体的信息（语义单一化）符合“一事一地”的原则S(Sno,Sdept,SnoSdept)SC(Sno,Cno,Grade,(Sno,Cno)Grade)DEPT(Sdept,Mname,SdeptMnam

7、e)§6.2规范化关系数据库要求关系必须是规范化的并非所有的规范化的关系都能很好地描述现实世界，必须作进一步的分析解决设计一个好的关系模式的问题按属性间依赖情况区分关系规范化的程度：1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF和5NF然后直观描述，如何将具有不合适的关系转换为更合适的形式。利用函数依赖、多值依赖定义各种范式(优劣程度）其中，优劣程度是指一个关系中属性之间的复杂程度§6.2.1函数依赖(FunctionalDependency)定义6.1：设R(U)是属性集U上的关系模式，X，Y是U的子集，r是R(U)上的任意一个关系。任给两个元组t1,t2∈r，若t

8、1[X]=t2[X]，则