数据库系统第十一章.ppt

第十一章 关系数据库设计理论 数据依赖对关系模式的影响 数据依赖 一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系 数据依赖的类型 函数依赖（Functional Dependency，简记为FD） 多值依赖（Multivalued Dependency，简记为MVD） 例：描述学校的数据库： 学生的学号（Sno）、所在系（Sdept） 系主任姓名（Mname）、课程名（Cname） 成绩（Grade） 关系模式 ： Student U,F U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝ 学校数据库的语义： 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。 属性组U上的一组函数依赖F： F ＝｛ Sno → Sdept, Sdept → Mname, (Sno, Cname) → Grade ｝ 关系模式StudentU, F中存在的问题 ⒈ 数据冗余太大 例：每一个系主任的姓名重复出现 ⒉ 更新异常（Update Anomalies） 例：某系更换系主任后，系统必须修改与该系学生有关的每一个元组 ⒊ 插入异常（Insertion Anomalies） 例，如果一个系刚成立，尚无学生，我们就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。 ⒋ 删除异常（Deletion Anomalies） 例，如果某个系的学生全部毕业了， 我们在删除该系学生信息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉了。 例：职工工资表 数据冗余度大 2. 插入与删除异常 11.2 函数依赖 定义11.1 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”，记作X→Y。 X称为这个函数依赖的决定属性集(Determinant)。 Y=f(x) 例： Student(Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept) Sno → Sdept 说明： 函数依赖不是指关系模式R的某个或某些关系实例满足的约束条件，而是指R的所有关系实例均要满足的约束条件。 函数依赖并不一定具有可逆性。 函数依赖中可以包含属性组。 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。 在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y 如果X→Y，但Y X，则称X→Y是非平凡的函数依赖; 若X→Y，但Y X, 则称X→Y是平凡的函数依赖； 若X→Y，并且Y→X, 则记为X←→Y; 若Y不函数依赖于X，则记作X→Y。 定义11.2 在关系模式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完全函数依赖于X，记作X ｆ Y。 若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依赖于X，记作X P Y。 例: 在关系SC(Sno, Cno, Grade)中， 由于： (Sno, Cno) → Grade Sno →Grade，Cno → Grade， 因此：(Sno, Cno) ｆ Grade 定义11.3 在关系模式R(U)中，如果X→Y，Y→Z，且Y ?X，Y→X，则称Z传递函数依赖于X。 注: 如果Y→X， 即X←→Y，则Z直接依赖于X。 例: 在关系Std(Sno, Sdept, Mname)中，有： Sno → Sdept，Sdept → Mname Mname传递函数依赖于Sno 定义11.4 设K为关系模式RU,F中的属性或属性组合。若K ｆ U，则K称为R的一个侯选码（Candidate Key）。若关系模式R有多个候选码，则选定其中的一个做为主码（Primary key）。 主属性与非主属性 ALL KEY 定义11.5 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 主码又和外部码一起提供了表示关系间联系的手段。 例： 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 专业（专业号，专业名） 11.3 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必须满足一定的要求。满足不同程度要求的为不同范式。