第5周关系模型的完整性约束与关系的规范化祥解.ppt

回顾 关系模型、关系模式、关系 关系代数运算 并、差、交、笛卡尔积、投影、选择、连接、除 基本运算 并、差、笛卡尔积、投影、选择 其它运算可以用5种基本运算来表达 数据库原理与应用 第5讲 关系模型的完整性约束与关系的规范化 提纲 重点： 关系数据库的三种完整性约束 关系模式分解的原因、依据和规范 难点 函数依赖的概念 2NF，3NF的特征及分解方法 关系模型的完整性约束 实体完整性 参照完整性 用户自定义完整性 实体完整性 定义 所谓实体完整性，也就是一个二维表中没有两个完全相同行，也称为行完整性。 办法 必须有候选关键字， 关键字不为空、不重复。 例： 学生（学号，…），学号不能为空且不能重复。 参照完整性 定义 当表A(成绩表）是表B（学生表）的从表，其每一行中外部关键字的值必须是B中的关键字的一个已有值。 办法 对从表进行插入限制，对主表进行修改和删除限制。 例（思考，提问） 学生表是从表，班级表是主表，班级表的主键是班级号。 如果班级表中没有A999班，学生表中能不能插入A999班的学生？ 若学生表中班级号为A201的有数据，能不能将班级表中A201班改成了A301？ 如果学生表中存在A101班的学生，班级表中能不能删除A101？ 用户自定义完整性 定义： 单个属性的取值只能在许可的范围内，也称域完整性。 一个元组的多个属性值之间相容，也称元组完整性。 办法： 指定每个列的数据类型和取值范围。 制定数据检查规则。 例： 域完整性：将年龄属性的数据类型设置为整数，并且大于18小与25。 元组完整性：性别属性为“男”，宿舍楼属性不能为“紫薇楼”。 讨论 设定性别只能取男/女，学号长度为6位，男生学号为奇数，女生为偶数。以下关系违反了哪些约束 关系模式的分解 不好的关系模式引发的问题 函数依赖的基本概念 关系的规范化 关系的分解 不好的关系模式引发的问题 引例：下表关系模型存在如下4方面的问题。 插入异常 删除异常 数据冗余 更新异常 上述订货关系模式的问题分析 插入异常 新发展了一个供应商，但没有订货，无法插入该供应商信息。 删除异常 如果删除某些订货信息，则连供应商的信息也会被删除。 数据冗余和更新异常 供应商的名称出现了重复。 如果某供应商更换了联系人，则所有的订货信息都要更新，漏掉一处就会造成数据不一致。 上述订货关系模式的问题的解决方法 对关系模式进行分解，分成两个表，上述异常问题就完全解决了。 函数依赖的基本概念 函数依赖 定义： 对应于属性组合X的不同取值， Y属性必定有不同的取值，则称X决定Y，或称Y函数依赖于X。记为：X→Y。 例：学号→姓名 完全函数依赖和部分函数依赖 定义： 如果X→Y成立，但对X的任意真子集X1，都有X1→Y不成立，称Y完全函数依赖于X，否则，称Y部分函数依赖于X。 例：成绩表（学号，课程号，成绩，补考成绩）中的成绩完全依赖于表中（学号，课程编号） 例：订货表（订货单号，供应商代码 ，供应商名称，联系人，商品名称，订货数量 单价，日期）中的供应商名称部分依赖于（订货单号，供应商代码 ）中的供应商代码。 传递函数依赖 定义： 设X，Y，Z是关系模式R的不同属性集，若X→Y(并且Y→X不成立)，Y→Z，称X传递决定Z，或称Z传递函数依赖于X。 例：订货单号→供应商代码 →供应商名称，供应商名称传递依赖于订货单号。 关系的规范化 主属性与非主属性 候选关键字（或候选关键属性）——如果所有的属性都完全依赖于属性组合X，则称X为候选关键字。 关键属性——若关系R中只有一个候选关键属性，称唯 一的候选关键属性为关键属性，否则，应从多个候选关键属性中指定一个作为关键属性。也叫主关键字。 主属性——候选关键字中的一个属性，注意单个主属性并不一定能作为候选关键属性。 非主属性——不属于候选关键字的属性 例：学生表（学号，姓名，性别，年龄，家庭住址） 成绩表（学号，课程号，成绩） 问： R(员工号, 部门编号，姓名,月份,工资, 个人月度奖)，候选关键字是什么？主属性有哪些？非主属性有哪些？ 第1范式 当关系模式R的所有属性都不能分解为更基本的数据单位时，称R是满足第1范式的，简记为1NF。 例： R(员工号,姓名,工资含基本工资和岗位工资)不满足1NF。应该分解为R(员工号,姓名,基本工资,岗位工资) 第2范式 如果关系模式R满足第1范式，并且R的所有非主属性都完全依赖于R的每一个候选关键属性，称R满足第2范式，简记为2NF。 例：R(工号,部门编号,姓名, 部门名)不满足2NF,因为部门名部分依赖（而不是完全依赖）于候选关键字（工号，部门编号）。 要让其满足2NF，转换： R1（工号,部门编号,姓名） R2（部门编号, 部门名） 第3范式 设R是一个满足2NF条件