第三章关系规范化基础解读.ppt

第3章　关系规范化基础 学习的目标： 数据不规范化带来的问题 函数依赖关系 关系规范化 关系数据库系统具有三级模式结构，最主要的是中间层的全局模式结构，简称关系数据库模式或数据库模式。 一个关系数据库模式由一个面向具体应用所涉及的若干个关系模式所 组成，这些关系模式通过外码建立相互联系，形成一个结构化的数据整体。 一个数据库系统逻辑设计的好坏主要看数据库模式设计的好坏，一个数据库模式设计的好坏又主要看所含的各个关系模式设计的好坏。 如果各个关系模式结构结构合理、功能简单明确、规范化程度高。就能够确保所建立的数据库具有： 较少的数据冗余、较高的数据共享度、较好的数据一致性、较灵活和方便的数据更新能力。 数据不规范化带来的问题： 数据冗余、插入异常、删除异常、修改异常 3.1 数据依赖 在现实生活中，事物之间（内部）的各特征之间存在着相互依赖和制约的关系。用数据来描述和处理，需要把具有共同特征的事物归为一类。并可进一步细分。 如把人归为一类，把书归为一类等。 如针对学校的数据库管理需要，把所有人员分为教师类、管理人员类和学生类。 每一种类型的数据与数据之间的联系，在关系数据库系统中都是 利用相应的关系来描述的。因为关系是由属性构成的，所以数据依赖的基础是属性之间的数据依赖。 数据依赖包括函数依赖和多值依赖两个方面。 在一个关系中，属性=变量，属性域=变量的取值范围，属性在元组上的取值=属性变量的当前值。单值（映射）函数，多值函数。如：f(x)=2x,f(n)=(-1)n等。 定义1：设一个关系为R（U），X和Y为属性集U上的子集，若对于元组中X上的每个值都有Y上的一个惟一值与之对应，则称X和Y具有函数依赖关系，并称X函数决定Y，或称Y函数依赖于X，记作X→Y，称X为决定因素。 例3-1设一个职工关系（职工号，姓名，性别，年龄，职务）就有函数依赖关系： 职工号→姓名，职工号→性别，职工号→年龄，职工号→职务。 若一个关系中的属性子集X不能函数决定另一个属性子集Y，则记作X→/Y，读作X不能函数决定Y，或Y不能函数依赖于X。 定义2：设一个关系为R（U），X和Y为属性集U上的子集， 若X→Y且X≯Y （Y不是X的子集），则称X→Y为非平凡函数依赖，否则若X﹥Y （Y是X的子集） ，则必有X→Y，称X→Y 为平凡函数依赖。因为整体决定局部，平凡函数总是成立的。就是说， ↘关系中一个元组的任一属性值能够函数决定它自己的值，任一属性组的值能够函数决定任一属性或属性子集的值。 平凡函数依赖又称为函数依赖的自反性规则。 如在职工关系中，职工号总能函数决定它本身，对于任给一个职工号，都有它本身的职工号值惟一对应；职工号和性别构成的属性子集总是能够函数决定其中的职工号或性别属性，记作 （职工号，性别）→职工号和（职工号，性别）→性别。 通常讨论的都是非平凡函数。 定义3：设一个关系为R（U），X和Y为属性集U上的子集， 若X→Y，同时X的一个真子集X’也能够函数决定Y，即X’→ Y ，则称X部分函数决定Y，或Y部分函数依赖于X，记作X --p→Y。否则，若不存在一个真子集X’，使得X’也能够函数决定Y，则称X完全函数决定Y，或Y完全函数依赖于X，记作X --f→Y。 X→Y的部分函数依赖也称为局部函数依赖。例如： 例如：在职工关系中，职工号与其他每个属性之间的函数依赖都是完全函数依赖。 真子集职工号→年龄，所以存在部分函数依赖： （职工号，性别）--p→年龄。 下图 （SNO，CNO） f? GRADE （完全函数依赖） （SNO，CNO） p? CREDIT （部分函数依赖） f p SNO CNO G CR SC1函数依赖示意图 例3-2设一个教师任课关系（教工号，姓名，职称，课程号，课程名，课时数，课时费）函数依赖分析： 主码：（教工号，课程号） 教工号→姓名，教工号→职称；课程号→课程名，课程号→课时数； 完全函数依赖：（职称，课程号） --f→课时费 部分函数依赖：（教工号，课程号） --p→姓名，（教工号，课程号） --p→职称，… 定义4：设一个关系为R（U），X，Y和Z为属性集U上的子集， 其中X→Y， Y→Z，但Y→\X， Y≯Z （Z不是Y的子集） 则存在X→Z ，称此为传递函数依赖，即X传递函数决定Z，Z传递函数依赖于X。 例3-3设一个学生关系（学号，姓名，性别，系号，系名，系主任名），函数依赖分析： 定义5：设一个关系为R（U），X，Y和Z为属性集U上的子集， 若X→Y， 则存在XZ→YZ 和XZ→Y 。 定义6：设一个关系