三关系模式设计理论.PPTVIP

第三章　关系模式设计理论 　　学习目的与要求： 　　本章特点是理论性较强，学习者应从概念着手，搞清概念间的联系和作用。 　　本章总的要求是：了解关系数据库规范化理论及其在数据库设计中的作用。 　　本章的重点是函数依赖、无损分解、保持依赖和范式。掌握这些概念并能运用它们分析模式分解的特点。 　　考核知识点与考核要求 　　3.1关系模式的设计准则（简单应用） 　　3.2函数依赖(FD)（简单应用） 　　3.3关系模式的分解特性（简单应用） 　　3.4范式 　　1NF、2NF、3NF（简单应用）BCNF（领会） 　　分解成BCNF模式集的“分解算法”(识记) 　　分解成3NF模式集的“合成算法”(综合应用) 　　模式设计方法小结（领会） 　　3.5多值依赖和第四范式（识记） 3.1　关系模式的设计准则 1.关系模式的冗余和异常问题 １）数据冗余 ２）操作异常（修改异常、插入异常和删除异常） 　　2.关系模式的非形式化设计准则 　　１）关系模式的设计应尽可能只包含有直接联系的属性，不包括有间接联系的属性 　　２）关系模式的设计应尽可能使得相应关系中不出现插入、删除和修改异常。 　　３）关系模式的设计应尽可能使得相应关系中避免放置经常为空值的属性。 　　４）关系模式的设计应尽可能使得关系的等值连接在主键和外键的属性上进行，并且保证连接以后不会生成额外的元组。 3.2　函数依赖 　　1.函数依赖的定义 　　设有关系模式R(A1，A2，...An)或简记为R(U)，X，Y是U的子集，r是R的任一具体关系，如果对r的任意两个元组t1,t2,由t1[X]=t2[X]导致t1[Y]=t2[Y]，则称X函数决定Y，或Y函数依赖于X，记为X→Y。X→Y为模式R的一个函数依赖。 　　这个定义可以这样理解：有一张设计好的二维表，X，Y是表的某些列(可以是一列，也可以是多列)，若在表中的第t1行，和第t2行上的X值相等，那么必有t1行和t2行上的Y值也相等，这就是说Y函数依赖于X。 　　2.函数依赖的逻辑蕴涵 　　设F是关系模式R的一个函数依赖集，X,Y是R的属性子集，如果从F中的函数依赖能够推出X→Y，则称F逻辑蕴涵X→Y，记为F|=X→Y。 　　而函数依赖的闭包F + 是指被F逻辑蕴涵的函数依赖的全体构成的集合。 　　3.键和FD的关系 　　键是唯一标识实体的属性集。对于键和函数依赖的关系：有两个条件：设关系模式R(A1,A2...An)，F是R上的函数依赖集，X是R的一个子集： 　　1?X→A1A2...An∈F +（它的意思是X能够决定唯一的一个元组） 　　2?不存在X的真子集Y，使得Y也能决定唯一的一个元组，则X就是R的一个候选键。(它的意思是X能决定唯一的一个元组但又没有多余的属性集) 　　包含在任何一个候选键中的属性称为主属性，不包含在任何键中的属性为非主属性(非键属性)，（注意） 主属性应当包含在候选键中。 　　4.函数依赖(FD)的推理规则 　　前面我们举的例子中是以实际经验来确定一个函数依赖的逻辑蕴涵，但是我们需要一个推理规则才能完全确定F或F+的所有函数依赖。 　　设有关系模式R(U)，X，Y，Z，W均是U的子集，F是R上只涉及到U中属性的函数依赖集，推理规则如下： 　　A1?自反性：如果Y X U,则X→Y在R上成立。 　　A2?增广性：如果X→Y为F所蕴涵，Z U，则XZ→YZ在R上成立。(XZ表示X∪Z，下同) 　　A3?传递性：如果X→Y和Y→Z在R上成立，则X→Z在R上成立。 A4?合并性：如果X→Y和X→Z成立，那么X→YZ成立。 A6?分解性：如果X→Y和Z Y成立，那么X→Z成立。 A5?伪传性：如果X→Y和WY→Z成立，那么WX→Z成立。 A7?复合性：{X→Y， W→Z} |=XW →YZ。 A8?通用一致性定理：{X→Y， W→Z } |=x ∪(X-Y) →YZ。 　　5.函数依赖推理规则的完备性 　　函数依赖推理规则系统(自反性、增广性和传递性)是完备的。由推理规则的完备性可得到两个重要结论： 　　1?属性集X + 中的每个属性A，都有X→A被F逻辑蕴涵，即X + 是所有由F逻辑蕴含X→A的属性A的集合。 　　2?F+ 是所有利用Amstrong推理规则从F导出的函数依赖的集合。 　　6.函数依赖集的等价和覆盖 　　在关系模式R(U)上的两个函数依赖集F和G，如果 满足F + =G + ，则称F和G是 等价 的，称F和G等价也称F 覆盖 G或G覆盖F。 　　每个函数依赖集F都可以被一个 右部只有单属性的函数依赖集 G所覆盖。 　　如果函数依赖集合F满足： 　　(1)F中每一个函数依赖的右部都是单属性； 　　(2)F中的任一函数依赖X→A，其F-{X→A}是不等价的； 　　(3)F中的任一函数依赖X→A，