第6节 关系数据理论 2.ppt

1、掌握为什么不合适的关系模式会带来插入异常、删除异常、 数据冗余、修改困难等严重问题 2、深刻理解函数依赖等相关概念 3、掌握关系的1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF的概念和特征 4、掌握函数依赖的Armstrong公理系统、求属性集的闭包算法 以及求极小函数依赖集的方法等 5、掌握模式分解的无损连接性和保持函数依赖性以及分解算法; 网状、层次模型的数据库设计，主要凭设计者的经验直观地选择和确定实体集、属性以及实体间的联系。哪些实体应该合并或分解以及如何合并和分解、每个实体中应该包括哪些属性为宜、属性间的联系如何确定和处理等一系列问题的解决是没有什么固定规则和理论可循的。;关系数据库的规范化理论;例：假设车间考核职工完成生产定额的关系模式如下： W（工号，日期，姓名，工种，定额，超额，车间，车间主任）;（2）插入异常;（4）修改困难，容易造成数据的不一致性; 比如，对于上述关系模式，若分解成下面三个关系，则前面提到的几个问题将全部或部分地得到解决：; 数据模型中我们讨论了实体间的联系，同时提到实体内部属性间也有联系。事实上上一节中的问题都是由于属性间的联系引起的。;? m:n联系：设A、B为某实体集中的两个属性的值集， 如果对于A中的任一值，B中有多个值（包 括0个）与之对应，且反之亦然。;二、关系的形式化定义;三、函数依赖; 说明： ? 函数依赖类似于变量间的单值函数关系（一个自变量只能对应一个 函数值），因此也称为单值函数依赖； ? 若X?Y且Y?X ，则记作 X?Y； ? 若Y不函数依赖于X，则记作 X;3、函数依赖分类 （1）非平凡的函数依赖： X?Y，但Y? X。 （2）平凡的函数依赖： X?Y，但Y ? X。 （3）完全函数依赖：X?Y，且对任意的X’? X，都有 ;（4）部分函数依赖： X?Y，但Y不完全函数依赖于X， 即存在X’ ? X，有X’?Y。;四、多值依赖 （教材P178）;用模式为 TEACH（C，T，B）的关系表示上述数据：;课程C 教师T 参考书B;2、多值依赖（MultiValued Dependency，缩写为MVD） 设 R(U)是属性集U上的关系模式，X、Y、Z是U的子集，且Z=U?X?Y，多值依赖X??Y成立当且仅当对R(U)的任一关系r，任给的一对（x，z）值有一组Y的值，这组值仅仅取决于x值而与z值无关。 称X多值决定Y或Y多值依赖于X。;多值依赖的另一等价定义： 多值依赖X??Y成立当且仅当对R(U)的任一关系r，若存在元组s、t使得s[X]=t[X]，则必存在元组w、v?r（w、v可以与s、t相同），使得w[X]=v[X]=t[X]，而w[Y]=t[Y]，w[Z]=s[Z]，v[Y]=s[Y]，v[Z]=t[Z]。;由前面例子，可看出X、Y、Z之间有下述关系：; 3、多值依赖的性质： （1）对称性：若 X??Y， Z=U?X?Y，则 X??Z。 （2）函数依赖可看成是多值依赖的特例：若 X?Y，则 X??Y （3）若U=XY（表示X ? Y），则 X??Y显然成立。 （这种多值依赖无任何实际意义，故称为 平凡的多值依赖 ）;多值依赖X??Y的有效性与X、Y之外的属性范围有关： 若X??Y在U上成立，则在W（ XY ? W ? U）上也成立， 但反之不然。; 例如，在前面的例子中，若增加属性“教室”（R），则在 {C，T，B，R}上C??T不再成立。因为若汪洋在一号教室上物理课，大海在二号教室上物理课，关系中会有下述两个元组：;五、关键字;2、外键（外部码） 若RU, F中的属性或属性组合X不是R的关键字，但X是另一个关系的关键字，则称X是R的外键。;例：关系模式 R（P，W，A）;本节讨论下述问题： ? 如何根据关系模式属性间的数据依赖情况来判断它是否具有某些不合适的性质？ ? 如何将具有不合适性质的关系模式转换为更合适的形式？;二、第一范式（1NF） 1、定义：关系的每个分量必须是不可再分的数据项。 记作R?1NF。（每个属性必须是原子的） 2、说明：;例：车间考核职工完成生产定额的关系模式： W（工号，日期，姓名，工种，定额，超额，车间，车间主任）;函数依赖：