第5章 关系数据理论

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1、1、掌握为什么不合适的关系模式会带来插入异常、删除异常、数据冗余、修改困难等严重问题2、深刻理解函数依赖等相关概念3、掌握关系的1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF的概念和特征4、掌握函数依赖的Armstrong公理系统、求属性集的闭包算法以及求极小函数依赖集的方法等5、掌握模式分解的无损连接性和保持函数依赖性以及分解算法§1为什么需要对关系模式规范化？§2数据依赖§3关系的范式§4函数依赖的Armstrong公理系统§5关系模式的分解本章要求：本章内容：请选择内容返回8/10/20211数据库系统网状、层次模型的数据库设计，主要凭设计者的经验直观地选择和确定实体集、属性

2、以及实体间的联系。哪些实体应该合并或分解以及如何合并和分解、每个实体中应该包括哪些属性为宜、属性间的联系如何确定和处理等一系列问题的解决是没有什么固定规则和理论可循的。一个基本的问题：给出一组数据，如何构造一个合适的数据模式？例如：对关系模型，给了一组数据，应该构造几个关系？每个关系由哪些属性组成？……这就是数据库逻辑设计问题§1问题的提出8/10/20212数据库系统关系数据库的规范化理论——数据库逻辑设计的有力工具要考虑的几个问题：为什么要规范化？怎样规范化？规范化到什么程度后最合适？这就是本章的主题本节首先用一个例子来说明对关系模式为什么要规范化，不经过规范化会产

3、生什么样的结果。关系数据库的设计是借助近代数学工具而提出来的，形成了一整套定义、公理、定理及各种实用算法，产生了确定、评价关系数据库模式的好方法。8/10/20213数据库系统例：假设车间考核职工完成生产定额的关系模式如下：W（工号，日期，姓名，工种，定额，超额，车间，车间主任）比如设某工号某年月超额完成定额的20%，其记录的内容为：（1001，05年11月，张三，车工，180，20%，金工车间，李四）该关系的主键为？工号日期该关系模式存在以下四个严重问题：对同一个人来说，其姓名、工种、车间、车间主任等多次重复…………1001，05年08月，张三，车工，180，20%，金工

4、车间，李四1001，05年09月，张三，车工，180，15%，金工车间，李四1001，05年10月，张三，车工，180，18%，金工车间，李四1001，05年11月，张三，车工，180，20%，金工车间，李四…………（1）数据冗余大8/10/20214数据库系统（2）插入异常若新调来一个职工并将他分配到某个车间，根据上述关系模式，在对该职工统计工作之前，他的信息是装不进数据库中的。因为他的日期值是空值，而日期是主键的属性之一，不允许为空。（1005，NULL，天然，车工，NULL，NULL，金工车间，李四）应该存储的信息无法存储（3）删除异常不该删除的信息被删除若想删除某人的

5、所有定额完成情况，则该职工的其他信息也都被删除。比如在05年初要删除04年以前的所有定额完成信息，则05年由于种种原因未参加现实工作的职工的所有信息全部被删除。8/10/20215数据库系统（4）修改困难，容易造成数据的不一致性若某车间换了主任，则该车间所有职工的上述记录都要修改；又如某人换了车间，则其工种、车间、车间主任等信息都要修改。一方面，修改工作量大；另一方面，可能漏改或该错，会造成数据的不一致性；（也称更新异常）上例充分说明对关系模式若随意设计，其后果是严重的。本章将要讨论产生上述问题的原因以及解决办法，即如何改造一个不好的关系模式。这就是规范化理论要解决的主要问题

6、。8/10/20216数据库系统比如，对于上述关系模式，若分解成下面三个关系，则前面提到的几个问题将全部或部分地得到解决：职工关系（工号，姓名，工种，车间号）车间关系（车间号，车间名，车间主任）定额关系（工号，日期，定额，超额，车间号）原因何在？规律何在？本节开头下一节本章开头8/10/20217数据库系统数据模型中我们讨论了实体间的联系，同时提到实体内部属性间也有联系。事实上上一节中的问题都是由于属性间的联系引起的。一、数据依赖1、属性间的联系：也是1:1，1:n，m:n三种1:1联系：设A、B为某实体集中的两个属性的值集，如果对于A中的任一值，B中至多有一个值与之对应，

7、且反之亦然。1:n联系：设A、B为某实体集中的两个属性的值集，如果对于A中的任一值，B中有多个值（包括0个）与之对应；而对于B中的任一值，A中至多有一个值与之对应。§2数据依赖如：车间--主任如：班级--学号8/10/20218数据库系统m:n联系：设A、B为某实体集中的两个属性的值集，如果对于A中的任一值，B中有多个值（包括0个）与之对应，且反之亦然。如：学号--课程号实体间的联系表示实体之间相互依赖又相互制约的关系；属性间的联系表示属性之间相互依赖又相互制约的关系。2、数据依赖通过一个关系中属性