关系数据理论(5).ppt

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1、第五章关系数据理论5.1问题的提出问题：如何构造系统的数据库模式？关系数据库由几个关系组成？每个关系由几个属性（字段、目、度、栏）？关系定义：关系是五元组：R(U,D,dom,Σ)其中：R是关系模式的名称；U是组成关系模式的属性；D是属性U取值的域；dom是属性U到域D的映射；Σ是数据依赖关系。关系简记：R(U,Σ)数据依赖Σ主要有：函数依赖F（FunctionalDependency）多值依赖MVD（MultivaluedDependency）连接依赖JD（JoinDependency）分层依赖HD（Hierarchi

2、calDependency）相互依赖MD（MutualDependency）第五章关系数据理论10/4/202125.1问题的提出关系规范化的必要性若关系的每个属性都是原子属性，则称此关系是规范化的。根据数据依赖，可以把关系模式分为：第五章关系数据理论1NF2NF3NFBCNF4NF5NF关系的全体第五范式(5NF)；{JD}第一范式(1NF)；{FD}第二范式(2NF)；{FD}第三范式(3NF)；{FD}改进的第三范式(BCNF)；{FD}第四范式(4NF)；{MVD}10/4/202135.1问题的提出示例：学生选

3、课数据库的模式结构为：Student_Course(Sno,Sname,Cno,Ccredit,Grade)由现实系统的事实知道：第五章关系数据理论Sno(学号)Sname(姓名)Cno(课程号)Ccredit(学分)Grade(分数)10/4/202145.1问题的提出实例：Student_Course第五章关系数据理论SnoSnameCnoCcreditGrade001张明A1２78001张明A2482001张明A3368002李强A2492002李强A3367007邦德A9498分析事实知道：存在操作异常(Oper

4、atingAnomalcy)(1)数据冗余大；(2)插入异常；(3)删除异常；(4)修改异常；10/4/202155.2规范化理论关系规范化理论最早由E.F.Codd1971年提出。1.函数依赖（FunctionalDependency简记为FD）：定义1：设关系模式为R(U)，U是属性集，X,YU,若R(U)上任一关系值r，存在任意两个元组t1、t2，有t1[X]=t2[X]，则必有t1[Y]=t2[Y]，则称X函数确定Y，或Y函数依赖X，记为X→Y。其中：X称为决定因素，Y称为依赖因素。（R.X→R.Y）定义2：设

5、关系模式为R(U)，U是属性集，X,YU,如果对于R中X的每一个值都有Y的唯一值与之对应，则称X函数确定Y，或Y函数依赖X，记为X→Y。（R.X→R.Y）其他定义：(1)X→Y，若YX，则称X→Y是平凡函数依赖(TrivialFD)；否则称X→Y是非平凡函数依赖(NontrivialFD)。第五章关系数据理论10/4/202165.2规范化理论(2)X→Y，若对X’X，不存在函数依赖X’→Y，则称Y完全函数依赖(FullFD)于X，记为：第五章关系数据理论否则称Y部分函数依赖(PartlyFD)于X，记为：(3)若

6、X→Y(YX)，Y↛X，且Y→Z，X,Y,ZU，则称Z传递函数依赖(TransitiveFD)于X，记为：(4)码(Key)：设关系模式为R(U)，U是属性集，KU，若则称K是关系模式R的码（关键字）。否则称Z非传递函数依赖(NontransitiveFD)于X。通常，一个关系模式R的可以有多个码（关键字），统称这些码为关系模式的候选码(CandidateKey)，可以在候选码中指定一个作为关系模式的主码(PrimaryKey)。10/4/202175.3函数依赖的推理规则第五章关系数据理论1.函数依赖的逻辑蕴涵定

7、义：设关系模式为R(U,F)，U是属性集，F是R上的函数依赖集。对R的任一关系值r，r满足F，若r满足X→Y，则称F逻辑蕴涵X→Y；或称函数依赖X→Y可由F导出。F的闭包F+：所有被F逻辑蕴涵的函数依赖的集合称为F的闭　　　　　　包，记为F+。通常FF+，当F＝F+时，称F为函数依赖的满族(FullFamily)。如何由F导出函数依赖X→Y？1974年，W.W.Armstrong发表了题为《DependencyStructuresofDataBaseRelationships》的论文，提出了由F推导函数依赖X→Y的一组

8、规则，证明了规则的有效性和完备性。10/4/202185.3函数依赖的推理规则第五章关系数据理论2.Armstrong推导公理设关系模式为R(U,F)，U是属性集，X,Y,Z,WU,F是R上的函数依赖集。则有如下推理规则：基本的Armstrong公理：公理1：自反规则(ReflexivityRule)——自反律若Y