第六章关系数据库理论.ppt

第一页，共二十四页，2022年，8月28日 6.1 问题的提出 例如：Student(Sno，Sdept，Mname，Cname，Grade) F={Sno?Sdept，Sdept ? Mname，(Sno,Cname) ? Grade} 存在问题： ⑴数据冗余太大 ⑵插入异常 ⑶删除异常 ⑷更新异常 分解成三个关系模式： S(Sno，Sdept， Sno?Sdept)； SG(Sno，Cname，Grade，(Sno,Cname) ? Grade)； D(Sdept，Mname，Sdept ? Mname)； 第二页，共二十四页，2022年，8月28日 6.2 规范化 数据依赖：关系中属性值之间的这种相互依赖又相互制约的联 系，称为数据依赖。包括：函数依赖、多值依赖。 一、函数依赖 定义1：设R(U)是属性集U上的关系模式。X，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函数决定Y或Y函数依赖于X，记作X→Y。 说明：1、函数依赖是语义范畴的概念 2、函数依赖关系是反映属性之间的一般规律 根据函数依赖的定义，可找出下面规律： 1、在一个关系模式中，如属性X，Y有1：1联系，则存在函数依赖X→Y、 Y→X，可记作X?Y 2、X、Y是1：m联系，则存在Y→X，但X\→Y 3、X、Y是n:m联系，则X、Y之间不存在任何函数依赖 第三页，共二十四页，2022年，8月28日 X→Y，但Y?X则称X→Y是平凡的函数依赖。否则，称非平凡的函数依赖。 定义2：在R（U）中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X′，都有 X′→Y，则称Y对X部分函数依赖，记作X→pY，否则，称Y完全函数依赖于 X，记作X→fY。 定义3：在R（U）中，如果X→Y，（Y?X），Y \→X，Y→Z，则称Z对X传递 函数依赖。 定义4：设K为RU，F中的属性或属性组合，若K f→U则K为R的候选码。 若候选码多于一个，则选定其中的一个为主码（Primary Key）。 包含在任何一个候选码中的属性，叫做主属性。不包含在任何码中的属性称 为非主属性或非码属性。整个属性组是码，称为全码。 定义5：关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X是另一个关系模式的 码，则称X是R的外部码（Foreign Key），也称外码。 二、码 第四页，共二十四页，2022年，8月28日 三、范式 范式：是符合某一种级别的关系模式的集合。 关系数据库中的关系是要满足一定要求的，满足不同程度要求的为不同 范式。1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF，5NF 定义：关系模式 R（U）中所有属性都不可再分的，则称R是第一范式，记作 R?1NF。 例如：SLC（SNO，SDEPT，SLOC，CNO，GRADE） 四、2NF 定义6：若R?1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R?2NF。 SNO CNO G SDEPT SLOC 第五页，共二十四页，2022年，8月28日 五、3NF 定义7：若R?2NF，且R中任一非主属性都不传递函数依赖于码，则R?3NF。 SNO CNO G SDEPT SLOC SNO SL SC 上例 SL分解为： SD（SNO，SDEPT） DL（SDEPT，SLOC） 由于第三范式有效地消除了非主属性对码的部分和传递依赖，因而 消除了一大类操作异常问题。因此，3NF在数据库设计中得到了广泛 应用。 第六页，共二十四页，2022年，8月28日 六、BCNF 例：关系模式STJ（S，T，J）中，S表示学生，T表示教师，J表示教师，J表 示课程。每一教师只教一门课。每门课有若干教师，某一学生选定某门课， 就对应一个固定的教师。 由语义可得到如下的函数依赖： （S，J）→T； （S，T）→J； T →J 关系有两个候选键，是（S，J）和（S，T） S、T、J都是主属性，不存在非主属性，更不会有非主属性对键的传递依赖、 部分依赖了，因此，STJ关系满足第三范式。 但仍然存在问题： 定义8：R ? BCNF，当且仅当每个决定因素都是码（候选键）。 上例分解为：ST（S，T）、TJ（T，J） 第七页，共二十四页，2022年，8月28日 七、多值依赖 例：学校中某一门课程由多个教员讲授，他们使用相同的一套参考书。每个教 员可以讲授多门课