[计算机]关系数据库设计理论

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1、关系数据库原理与应用第4章关系数据库设计理论AnIntroductiontoDatabaseSystem第4章关系数据库设计理论4.1为何要引入规范化设计理论4.2函数依赖有关概念4.3范式4.4关系模式的规范化4.5典型例题及分析AnIntroductiontoDatabaseSystem4.1为何要引入规范化设计理论问题的提出关系数据库的基本概念关系模型关系数据库的标准语言关系数据库逻辑设计针对一个具体问题，应如何构造一个适合于它的数据模式，即应该构造几个关系，每个关系由哪些属性组成等。数据库逻辑设计的工具──关系数据库的规范化理论AnIntrodu

2、ctiontoDatabaseSystem数据库理论与设计中有一个重要的问题，就是在一个数据库中如何构造合适的关系模式，它涉及一系列的理论与技术，从而形成了关系数据库设计理论。由于合适的关系模式要符合一定的规范化要求，所以又可称为关系数据库的规范化理论。关系数据库是根据关系模式设计的。如果关系模式设计不合理，会导致插入异常、数据冗余、删除异常、更新异常等很多问题。好的关系模式除了能满足用户对信息存储和查询的基本要求外，还应当使它的数据库满足如下要求:引言AnIntroductiontoDatabaseSystem元组的每个分量必须是不可分的数据项数据库中

3、的数据冗余应尽可能少关系数据库不能因为数据更新操作而引起数据不一致问题当执行数据插入操作时，数据库中的数据不能产生插入异常现象数据库中的数据不能在执行删除操作时产生删除异常问题数据库设计应考虑查询要求，数据组织应合理关系模式基本要求AnIntroductiontoDatabaseSystem4.2函数依赖的有关概念概念回顾关系：描述实体及其属性、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。关系数据库的模式：定义这

4、组关系的关系模式的全体。AnIntroductiontoDatabaseSystem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。即限定了组成关系的各个元组必须满足的完整性约束条件。影响数据库模式设计的主要是U和F，D和DOM对其影响不大，为了方便讨论，我们将关系模式简化为一个三元组：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。AnIntroductionto

5、DatabaseSystem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，它是数据库模式设计的关键。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AnIntroductiontoDatabaseSystem什么是数据依赖（续）数据依赖的主要类型函数依赖（FunctionalDependency，简记为FD）多值依赖（MultivaluedDependency，简记为MVD）连接依赖AnIntroductiontoDatabaseSystem数据依赖对关系模式的影响例：建立一个描述学校的数据库。涉及的对象包括：学生

6、的学号（Sno）所在系（Sdept）系主任姓名（Mname）课程名（Cname）成绩（Grade）AnIntroductiontoDatabaseSystem数据依赖对关系模式的影响（续）假设学校的数据库模式由一个单一的关系模式Student构成，则该关系模式的属性集合为：U＝｛Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade｝AnIntroductiontoDatabaseSystem数据依赖对关系模式的影响（续）现实世界的已知事实告诉我们：⒈一个系有若干学生，但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

7、干学生选修；⒋每个学生所学的每门课程都有一个成绩。AnIntroductiontoDatabaseSystem数据依赖对关系模式的影响（续）由此可得到属性组U上的一组函数依赖F：F＝｛Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cname)→Grade｝SnoCnameSdeptMnameGradeAnIntroductiontoDatabaseSystem数据依赖对关系模式的影响（续）关系模式Student中存在的问题：⒈数据冗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，重复次数与该系所有学生的所有课程成绩出现次数相同。

8、AnIntroductiontoDatabaseSystem数据依赖对关系模式的