数据库 第3章 关系数据库理论课件.ppt

关系数据理论重点:完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖的概念1NF、2NF、3NF、BCNF的定义属性集的闭包候选键求解判断范式最高等级难点:多值依赖、模式分解(简单了解)一、问题的提出1、关系数据库的设计主要关系模式的设计。3、不好的关系模式可能产生的问题St(Sno,Sname,Sdept,ame,Cpno,Grade,Deputy)对于此关系模式的一个可能的具体关系:针对一个具体问题,如何构造适合它的关系模式。2、关系数据库的规范化理论为避免存储异常,设计好的数据库模式、实现并优化数据库查询提供了理论依据和实施算法。St(Sno,Sname,Sdept,ame,Cpno,Grade,Deputy)a_meCpnoGra_deDeputy970001张三CS19C1PRNull88WANG970001张三CS19C2DSPR85WANG970001张三CS19C3DBDS70WANG970002李四MA20C1PRNull90LI970002李四MA20C2DSPR78LI970002李四MA20C3DBDS86LI970003王五CS21C1PRNull68WANG970003王五CS21C2DSPR77WANG970003王五CS21C3DBDS60WANG(3)删除异常删去一个学生所学的课程,将删去该学生的信息(4)更新复杂及异常系主任更改,必须修改所有记录的值,否则会出现数据不一致。(1)数据冗余大每个学生的每次考试,都要重复存放学生的Sname值(2)插入异常无法插入没有参加任何考试的学生信息。上述关系可能存在的问题:关系模式的存储异常一个关系模式数据库是若干个关系模式的集合,关系数据库模式可能存在多个可选的关系模式集合。非规范化的关系数据库模式将导致数据冗余和存储异常。存储异常指修改异常、插入异常和删除异常。数据冗余:指某些不必多次存储的信息在表中被重复保存多次。修改异常:如果数据库中存在数据冗余,修改某些数据项时可能一部分元组被修改,而另一部分元组没有被修改,造成数据的不一致性。插入异常:根据关系模型的实体完整性约束,主码值不能为空,否则,会造成某些元组无法插入表中。删除异常:当删除一些元组时,表中不希望被删除的信息也被删除了,称为删除异常。4、规范化的主要方法:模式分解产生上述问题的原因,直观说是因为关系中“包罗万象”,内容太杂;从属性间函数依赖的关系看,是由于属性间存在着“不恰当”的依赖关系。不同关系模式属性值间的依赖关系及依赖程度不同,直接关系到数据库性能的优劣。关系数据库设计的目标是从多种可能的关系模式组合中选择性能好的模式。解决问题的方法:将关系模式分解如下四个关系S(Sno,Sname,Sdept,Sage)D(Sdept,Deputy)ame,Cpno)SC(o,Grade)F={Sno→Sname,Sno→Sdept,Sno→Sage,Sdept→o→Cpno,(o)→G}二、基础知识2、数据依赖中最重要、最常见的有:函数依赖、多值依赖。3、1NF:1、数据依赖关系的每一个分量不可再分的关系模式。主要由一个关系中属性间值满足一定的相关条件来体现。是现实事物之间的相互关系的抽象,是固有语义的体现。例如,由一个学生所属的系可以确定他系主任姓名,这反映了属性“系”和属性“系主任”之间的依赖关系。4、关系模式的简化表示:R(U,F)三、函数依赖1、函数依赖的定义:设R(U)是属性集U上的关系模式,X、Y、Z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。其中,X是函数依赖的决定因素。2、几个与函数依赖相关的概念(1)若Y包含于X,称X→Y是平凡的函数依赖,若Y不包含于X,称X→Y是非平凡的函数依赖。(2)若Y不函数依赖于X,记作:X-\->Y假设X、Y均代表关系中的任意属性组、X’为X的任意非空真子集,且Y不包含于X中,则分别定义如下三类函数依赖:(3)完全函数依赖(FullFD)若X→Y,X’—\→Y,则Y完全函数依赖于X,记X→fY。其中→f表示完全函数依赖。→f可简写成→。Cno→ame