数据库系统原理教程4.ppt

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1、4.1问题的提出4.2规范化4.3关系模式的规范化第4章关系数据库设计理论14.1问题的提出关系数据库逻辑设计问题：针对一个具体问题，应该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，每个关系由哪些属性组成等。）关系数据库规范化理论：以关系模型为背景发展的数据库逻辑设计的有力工具。2关系模式:描述关系的五元组R(U，D，DOM，F)其中R为关系名,U为组成该关系的属性名集合，D为属性组U中属性所来自的域，DOM为属性向域的映象集合，F为属性间数据的依赖关系集合。关系模式中的数据依赖关系:通常是由赋予它的元组语义来确定的。元组语义实质上是一个

2、n目谓词(n是属性集中属性的个数)。凡使该n目谓词为真的笛卡尔积中的元素(或者说凡符合元组语义的那部分元素)的全体就构成了该关系模式的关系。3属性间数据的依赖关系集合F:描述关系的元组语义，限定组成关系的各个元组必须满足的完整性约束条件。对属性取值范围的限定；属性值间的相互关连（主要体现于值的相等与否）.称为数据依赖用三元组R(U,F)来表示关系模式当且仅当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。4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

3、体现。两种重要的数据依赖函数依赖（functionaldependency,FD)多值依赖(multivalueddependency,MVD)5例1：关系模式Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)中，Sno函数决定Sname和Sdept，或Sname和Sdept函数依赖于Sno,记为Sno->Sname,Sno->Sdept函数依赖6例2：一个学校数据库中的唯一关系模式Student(U,F),其中U={Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade}F={Sno->Sdept,Sdept->Mname,(Sn

4、o,Cname)->Grade}SnoCnameGradeSdeptMname插入异常不能插入一个没有学生的系删除异常删除某系的最后一个学生时（如毕业）会删除系的相关信息数据冗余太大系主任出现的次数和该系学生选课总数相同Why?某些数据依赖引起的！分解为三个关系模式Student(Sno,Sdept,Sno->Sdept);SC(Sno,Cname,Grade,(Sno,Cname)->G);Dept(Sdept,Mname,Sdept->Mname);7规范化理论1971E.F.Codd4.2规范化函数依赖：设R(U)是属性集U上的关系模式，X和Y

5、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。决定因素（determinant)语义范畴的概念若XY且YX，则记为XY。若Y不函数依赖于X，则记为XY。8非平凡函数依赖与平凡函数依赖：若XY，并且YX，称XY为非平凡函数依赖。若XY，并且YX，称XY为平凡函数依赖。完全函数依赖与部分函数依赖：关系模式R(U)中，若XY，并且对X的任何一个真子集X’，都有X’Y，则称Y完全函数依赖于X，记作XYfp若XY，但Y不完全

6、依赖于X，则称Y部分函数依赖于X,记作XY9传递函数依赖：关系模式R(U)中，若XY，YZ,并且YX，YX，则称Z传递函数依赖于X。例1关系Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)中，有SnoSsex,SnoSdept,SnoSname(无重名）SsexSage例2关系Std(Sno,Sdept,Mname)中，有SnoSdept,SdeptMname,SnoMname传递例3关系SC(Sno,Cno,Grade)中，有SnoGrade,CnoGrade,(Sno,Cno)Gradef举例：10码(k

7、ey)：设K为关系模式R(U，F)中的属性或属性组合。若KU,则称K为R的一个候选码(candidatekey)。f主属性(Primeattribute):包含在任何一个候选码中的属性全码(All-key)的一个例子:关系模式R(P,W,A)P:演奏者W:作品A:听众非主属性(Nonprimeattribute):不包含在任何码中的属性,也称非码属性(Non-keyattribute)11范式是符合某一种级别的关系模式的集合。1971-1972,E.F.Codd1NF,2NF,3NF1974,Codd和Boyce,BCNF1976,Fagin,4NF

8、5NF范式1NF2NF3NFBCNF4NF5NF1213第一范式(1NF)若关系模式R的所有属性都