数据库第4章.pptVIP

关系数据库设计理论 　　本章要点 　　本章解决两个问题：什么样的关系模式是高质量的关系模式；怎样将一个不好的关系模式转换为一组高质量的关系模式的集合。 　　 4.1 关系模式的设计问题 4.1.1 不好的关系模式存在的问题 例4.1 考虑如下关系模式SC（SNO，SNAME，DEPTNO，DEPTNAME，CNO，GRADE），其中属性的含义分别是学号、学生姓名、班级号、系名、课程号和成绩。 　　该关系模式的当前值如下： 表4.1 SC的一个关系 它存在数据冗余和更新异常 数据冗余 修改麻烦 (3) 插入异常 (4) 删除异常 4.1.3 本章的符号约定 　用英文字母表开头的字母A、B、C、…… 表示属性； 用英文字母表结尾的字母 ……、U、V、W、X、Y、Z表示属性集； 若R表示关系模式，则r表示其关系。 将关系模式R(A,B,C)表示为ABC，将属性集{ A1,…,An }表示为A1…An，并集X∪Y表示为XY，并集X∪{ A }表示为XA。 4.2 函数依赖 例4.2 设关系模式E（ENO，Name，Address，Phone），其中属性的含义是职工号、姓名、家庭地址和联系电话。考虑函数依赖ENO→Phone在E上是否成立？ 若规定每个职工只能有一个联系电话，则该函数依赖成立；但若允许一个职工有多个联系电话，则该函数依赖不成立。 从定义4.1可以知道，函数依赖是针对关系模式而言的，不能只根据关系模式的一个实例就断定一个函数依赖在这个关系模式上成立。 以下是关于函数依赖的几个术语和记号： (1) 在X→Y中，X是决定因素，也称为左部；Y是依赖因素，也称为右部。 (2) 若X→Y且Y?X，则称X→Y是平凡的函数依赖。 (3) 若X→Y且Y?X，则称X→Y是非平凡的函数依赖。 (4) 若X→Y且X∩Y=?，则称X→Y是完全非平凡的函数依赖。 (5) 若X→Y且Y→X，则表示为X?Y。 (6) 若Y不函数依赖于X，则表示为X?Y。 完全函数依赖／部分函数依赖 定义4.2 在关系模式R(U)中，X→Y，X和Y都是U的子集。若对任一X′，X′?X，都有X?Y，则称Y完全函数依赖于X，记为X→Y；若存在一X′，X′?X，使X′→Y成立，则称Y部分函数依赖于X，记为X→Y。 完全函数依赖也称为左部不可约依赖。 左部是单属性的函数依赖是完全函数依赖。 定义4.3 在关系模式R(U)中，X、Y和Z都是U的子集，若X→Y，Y→Z，Y?X，Y?X，Z?XY，则称Z传递函数依赖于X，记为XZ 4.2.2 关系模式的键 在关系模式中，候选键具有惟一标识作用和不可约性。 定义4.4 在关系模式RU，F上，若XＦ=U，则称X是RU，F的一个超键。 候选键 若X是R(U)的一个超键，且对于X的任一真子集Z，都有ZＦ≠U，则称X是R的一个候选键。 主键 当一个关系模式仅有一个候选键时，这个候选键就是主键； 替换键 当一个关系模式有多个候选键时，需要从中指定一个作为主键，其余的称为替换键。 全键 若关系模式的一个候选键就等于U，则称为全键。 主属性/非主属性 定义4.5 若A是关系模式R的候选键中的属性，则称A为R的主属性，否则称A为R的非主属性。 4.3 函数依赖和规范化 关系模式的好坏级别，可用规范化形式（Normal Forms，简写为NF）－范式来表示。 第一范式（1NF）将范式分为若干级，把满足最低条件的关系模式称为1NF的模式； 第二范式（2NF） 1NF的关系模式若满足进一步的限定条件则称为2NF的模式； 以此类推分为五级范式。 规范化 将一个低一级的关系模式分解成若干高一级关系模式的集合的过程称为规范化。 4.3.1 第一范式~第三范式 4．3．1 .1 第一范式 1．第一范式定义 定义4. 6 如果关系模式R的每一关系r的属性值都是不可分的，那么称R是第一范式（1NF）的模式。简称R是1NF。 “分量不可再分”是1NF的衡量标准。关系数据库理论研究的关系模式必须达到这个基本要求，不满足1NF的关系模式称为非规范化的关系模式。 2．非1NF的关系示例 表4.2 表中有重复组。 表4.2 表中有重复组 表4.3 表头有层次结构 表4.4 INF的关系 4．3．1 .2第二范式 1．第二范式定义 定义4.7 如果关系模式R是1NF的，且它的每个非主属性对候选键都是完全函数依赖的，那么称R是第二范式（2NF）的模式。如果一个数据库模式中的关系模式都是2NF，那么称这个数据库是2NF的数据库模式。 2．将第一范式的关系模式规范化为2NF的关系模式集 要将非2NF的关系模式RU, F规范化为2NF的关系模式集，可以用分解的方法消除非主属性部分