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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模式分解6.1问题的提出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一、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二、关系模式的简化表示关系模式R简化为一个三元组：R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)的一个关系三、数据依赖数据依赖数据依赖是一
2、个关系内部属性与属性之间的一种约束关系。这种约束关系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；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。两种重要的数据依赖类型函数依赖(FunctionalDependency，简记FD)多值依赖(MultivaluedDependency，简记MVD)四、数据依赖对关系模式的影响例：描述学校的数据库：学生的学号(Sno)、所在系(Sdept)、系主任姓名(Mname)、课程名(Cname)、成绩(Grade)若只考虑函数依赖得到的描述学生的关系模式：StudentU＝｛Sno,Sdept,Mname,Cnam
3、e,Grade｝学校数据库的语义：一个系有若干学生，一个学生只属于一个系；一个系只有一名主任；一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修；每个学生所学的每门课程都有一个成绩。由此得到属性组U上的一组函数依赖F：F＝｛Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cname)→Grade｝SnoCnameSdeptMnameGrade1.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2.更新异常数据冗余，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关系模式Student中存在的问题：3.插入异常该插的数据插不
4、进去例，如果一个系刚成立，尚无学生，无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。4.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了。Student关系模式不是一个好的模式。“好”的模式：不会发生插入异常、删除异常、更新异常，数据冗余应尽可能少。原因：由存在于模式中的某些数据依赖引起的解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖。结论：6.2规范化规范化理论致力于解决关系模式中不合适的数据依赖问题。函数依赖和多值依赖是最重要的数据依赖。用规范化理论来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异
5、常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。6.2.1函数依赖函数依赖平凡函数依赖与非平凡函数依赖完全函数依赖与部分函数依赖传递函数依赖一、函数依赖定义6.1设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。X称为这个函数依赖的决定属性集。对于函数依赖，需要说明以下几点：1.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。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。例
6、如“姓名→年龄”这个函数依赖只有在不允许有同名人的条件下成立3.数据库设计者可以对现实世界作强制的规定。例如规定不允许同名人出现，函数依赖“姓名→年龄”成立。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。4、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XY。例:Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)假设不允许重名，则有:Sno→Ssex，Sno→Sage,Sno→Sdept，Sno←→Sname,Sname→Ssex，Sname→Sage，Sname→Sdept但SsexSage二、平凡函数依赖与非平凡函数依
7、赖在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y，如果X→Y，但Y⊈X，则称X→Y是非平凡的函数依赖若X→Y，但YX,则称X→Y是平凡的函数依赖例：在关系SC(Sno,Cno,Grade)中，非平凡函数依赖：(Sno,Cno)→Grade平凡函数依赖：(Sno,Cno)→Sno(Sno,Cno)→Cno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，总是讨论非平凡函数
