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An Introduction to Database System 第十一章 关系数据库设计理论 11.1 数据依赖对关系模式的影响 11.2 函数依赖 11.3 范式 11.4 多值依赖与第四范式（4NF） 11.5 关系模式的规范化 11.6 数据依赖的公理系统 11.7 小结 11.1 数据依赖对关系模式的影响 关系数据库逻辑设计 针对具体问题，如何构造一个适合于它的数据模式 数据库逻辑设计的工具──关系数据库的规范化理论 11.1 数据依赖对关系模式的影响 一、概念回顾 关系 关系模式 关系数据库 关系数据库的模式 11.1 数据依赖对关系模式的影响 关系模式的形式化定义： 关系模式由五部分组成，即它是一个五元组： R(U, D, DOM, F) R： 关系名 U： 组成该关系的属性名集合 D： 属性组U中属性所来自的域 DOM： 属性向域的映象集合 F： 属性间数据的依赖关系集合 11.1 数据依赖对关系模式的影响 二、什么是数据依赖 一个关系内部属性与属性之间的约束关系 现实世界属性间相互联系的抽象 数据内在的性质 语义的体现 11.1 数据依赖对关系模式的影响 三、 数据依赖的类型 函数依赖（Functional Dependency，简记为FD） 多值依赖（Multivalued Dependency，简记为MVD） 其他 11.1 数据依赖对关系模式的影响 关系模式的简化表示形式： 关系模式R（U, D, DOM, F） 简化为一个三元组： R（U, F） 当且仅当U上的一个关系r满足F时，r称为关系模式 R（U, F）的一个关系 11.1 数据依赖对关系模式的影响 [例1]建立一个描述学校教务的数据库： 学生的学号（Sno）、所在系（Sdept） 系主任姓名（Mname）、课程名（Cname） 成绩（Grade） 单一的关系模式 ： Student U、F U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝ 11.1 数据依赖对关系模式的影响 属性组U上的一组函数依赖F： F ＝｛ Sno → Sdept, Sdept → Mname, (Sno, Cname) → Grade ｝ 11.1 数据依赖对关系模式的影响 11.1 数据依赖对关系模式的影响 关系模式StudentU, F中存在的问题 1. 数据冗余太大 2. 更新异常（Update Anomalies） 3. 插入异常（Insertion Anomalies） 4. 删除异常（Deletion Anomalies） 11.1 数据依赖对关系模式的影响 结论： Student关系模式不是一个好的模式。 “好”的模式：不会发生插入异常、删除异常、更新异常，数据冗余应尽可能少 原因：由存在于模式中的某些数据依赖而引起的 解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适 的数据依赖 11.1 数据依赖对关系模式的影响 把这个单一模式分成3个关系模式： S（Sno，Sdept，Sno → Sdept）; SC（Sno，Cno，Grade，（Sno，Cno） → Grade）; DEPT（Sdept，Mname，Sdept→ Mname） 11.1 数据依赖对关系模式的影响 规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。 第十一章 关系数据库设计理论 11.1 数据依赖对关系模式的影响 11.2 函数依赖 11.3 范式 11.4 多值依赖与第四范式（4NF） 11.5 关系模式的规范化 11.6 数据依赖的公理系统 11.7 小结 11.2 函数依赖 定义11.1 设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。 若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等， 而在Y上的属性值不等， 则称 “X函数确定Y” 或 “Y函数依赖于X”，记作X→Y。 11.2 函数依赖 几点说明： 所有关系实例均要满足 语义范畴的概念，数据库设计者可以对现实世界作强制的规定 11.2 函数依赖 如果X→Y，但Y ? X，则称X→Y是非平凡的函数依赖 若X→Y，但Y ? X, 则称X→Y是平凡的函数依赖 例：在关系SC(Sno, Cno, Grade)中， 非平凡函数依赖： (Sno, Cno) → Grade