第5章关系数据库理论ppt课件.ppt

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1、数据库原理AnIntroductiontoDatabaseSystem第六章关系数据理论学习目标理解关系模式可能的四种异常。掌握函数依赖和多值依赖的基本概念。掌握1NF、2NF、3NF、BCNF和4NF的概念和特点。掌握规范化的基本步骤。5.1问题的提出一、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，即应该构造几个关系模式、每个关系模式由哪些属性组成等，这是数据库逻辑结构设计的问题。以关系模型为背景，形成了数据库逻辑设计的一个有力工具－关系数据库的规范化理论。二、概念回顾关系：描述实体、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

2、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，由一组关系组成，这组关系模式的全体就构成了该数据库的模式。三、关系模式的形式化定义：关系模式是一个五元组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由于D，DOM对模式设计关系不大，因此本章把关系模式简化为一个三元组：R（U,F）四、数据依赖：是通过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。最重要的数据依赖是函数依赖FD和多值依赖MD。比

3、如描述一个学生关系中的SNO，SNAME，SDEPT等属性，由于一个学号对应一个学生，一个学生只在一个系学习，因而SNO值确定了，SNAME和SDEPT也就唯一地确定了。类似于数学中的函数Y＝f（X），自变量X确定了，相应的函数值Y也就唯一地确定了。我们称SNO函数决定SNAME和SDEPT，记为：SNO→SNAME，SNO→SDEPT。例如：学校的数据库模式由单一的关系模式Student构成，该关系模式的属性集合为：U＝｛Sno,Sdept,Mname,Cno,Grade}。其中，学生学号（Sno）、所在系（Sdept）、系主任姓名（Mname）、课程号（Cno）、成绩（G

4、rade）。由现实世界的已知事实得知：⒈一个系有若干学生，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，每门课程有若干学生选修；⒋每个学生所学的每门课程都有一个成绩。F＝｛Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cno)→Grade｝函数依赖如图：SnoCnoSdeptMnameGrade3、关系模式Student中存在的问题:U＝｛Sno,Sdept,Mname,Cno,Grade}插入异常：该插的数据插不进去。例：如果一个系刚成立，尚无学生，或有学生但尚未选课，我们就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。删除异常：不该删除的数据被

5、删了。例：如果某个系的学生全部毕业了，在删除该系学生选课信息的同时，把这个系及其系主任的信息也删掉了。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与该系每个学生的每门课程的成绩出现的重复次数相同。更新异常：更新数据时维护数据完整性代价大。例：某系更换系主任后，必须修改与该系学生有关的每一个元组。4、结论：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。引起上述异常的原因是存在于模式中的某些不合适的数据依赖。解决方法是通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖。如把上述模式分成三个关系模式：S(Sno,S

6、dept,SnoSdept)SG(Sno,Cno,Grade,(Sno,Cno)Grade)DEPT(Sdept,Mname,SDEPTMname)这三个模式都不会发生插入异常、删除异常等，数据的冗余也得到了很好的控制。一、规范化理论：用来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。二、函数依赖1、函数依赖的定义：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

7、”，记作X→Y，若X→Y，并且Y→X,则记为X←→Y；若Y不函数依赖于X,则记为X→Y。5.2规范化说明1：函数依赖是指R的所有关系实例均要满足的约束条件。说明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: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Ssex→Sage2、平凡函数依赖与非平凡