第4章关系数据库规范化理论研讨.ppt

Page 1 第4章关系数据库规范化理论?关系数据理论是关系数据库的理论基础,也是设计关系数据库的指南。本章计论关系数据理论的基本概念、方法和题解。?如何设计数据库模式? 1) 设计一个好的关系数据库模式(概念模式) ——逻辑设计? 2) 凭经验设计? ? 3) 什么是好的关系数据库模式? ? 4) 好的关系数据库模式应该包括多少关系模式? ? 5) 每个关系模式应该包含哪些属性? ? 6) 借助数学工具规定设计的理论和方法——规范化 Page 2 为什么要规范化?假设有如下关系 STUDENT : ? STUDENT ( NO,NAME,SEX,COUR,DEGE) 表示学号,姓名,性别,课程,成绩其中 NO,COUR 是主关键字?这个关系模式存在如下问题:?数据冗余一个学生选修多门课程,导致 NAME 和 SEX 多次重复存储.?不一致性由于数据存储冗余,当更新某些数据项时,就有可能一部分修改了,而另一部分未修改,造成数据不一致性?插入异常如果某个学生未选课,他的信息(NO,) 就无法插入?删除异常当要删除所有学生成绩时,将所有(NO,NAME,SEX) 也都删除了,这便是删除异常 Page 3 ?为了克服上述这些异常,将 STUDENT 分解为如下两个关系? STUDENT(NO,NAME,SEX) ? SC(NO,COUR,DEGR) ?这是因为 STUDENT 关系中的某些属性间存在数据依赖,数据依赖是现实世界事物之间的相互关联性的一种表达,,才能归纳与客观事实相符合的数据依赖 Page 4 函数依赖? 函数依赖(FD) 的定义?函数依赖?定义 4-1 设 R(U) 是一个关系模式,X,Y 是R的两个属性集合,X,Y ? R,R[X,Y] 是关系 R在属性 X∪Y上的投影,当任何时刻 R[X,Y] 中的任意两个元组中的 X属性值相同时,则它的 Y属性值也相同,则称 X函数决定 Y,或称为 Y函数依赖于 X,记作 X→Y ?例子?(1) S(SNO,SN,AGE,SEX,DEPT) ?(2) SNO 决定函数(SN,AGE,SEX,DEPT) ?(3) 函数(SN,AGE,SEX,DEPT) 依赖于 SNO ?(4)SNO →(SN,AGE,SEX,DEPT) Page 5 ? 函数依赖公理?函数依赖的推导公理-Armstrong 公理(阿姆斯特朗公理) 设有关系模式 R(U), X,Y,Z,W?U,则: ? A1 (自反性):若 Y?X,则 X→Y ? A2 (增广性):若 X→Y,则 XZ → YZ ? A3 (传递性):若 X→Y,Y→Z,则 X→Z ?由 Armstrong 公理可以得到以下推论?合成规则:若 X→Y,X→Z,则 X→ YZ ; ?分解规则:若 X→ YZ ,则 X→Y,X→Z; ?伪传递规则:若 X→Y, YW →Z,则 XW →Z Page 6 ? 函数依赖的分类? 1) 平凡函数依赖与非平凡函数依赖定义 2 在关系 R(U) 中,对于 U的子集 X和 Y,如果 X→ Y , 但Y不是 X的了集,则X→ Y 是X的子集,则称 X→Y为平凡函数依赖 Page 7 ?2)完全函数依赖与部分函数依赖?设X→Y是一个 FD, 并且对于任何一个 X’? X,X ’→Y不成立, 则称 X→Y是一个完全函数依赖,记作 X Y ?设X→Y是一个 FD, 并且存在一个 X’? X,使X’→Y成立,则称 X→Y是一个部分函数依赖,记作 X Y ?示例? 1) SC(O,G) (O) →G是完全函数依赖?(2)SC(O,AME,G) ? O 是主键(O) → G ? SNO → SNAME ? CNO → CNAME ?所以存在部分函数依赖 Page 8 ?3)传递函数依赖?设 X,Y,Z 是R互不相同的属性集合 X→Y, Y → X,且Y→ Z 则称属性集合 Z传递(transfer) 函数依赖于 X , 记作 X→Z ?(1) UN(,G,DN,DM) ( 学号,课程名,成绩,系名,系主任)?(2) SNO → DN ?(3) DN → SNO ?(4) DN → DM 则 DM 传递函数依敕于 SNO Page 9 ?引理: X→A 1 A 2…A N成立的充分必要条件是 X →A I成立(I=1,2,3 ….N) ? 函数依赖与属性关系?如果 X和Y之间是‘ 1-1 ’关系,则存在 X→Y,Y→X ?如果 X和Y之间是“多对 1”关系,