数据结构关系数据理论(原理).pptVIP

5.1 问题的提出 例：有一个教学数据库：有学生、课程、系等信息 R（S#，SD，MN，C#，G） 学 系 系 课 成 号 别 主 号 绩 任 事实： 1 一个系有若干学生，但一个学生只属于一个系； 2 一个系只有一名负责人； 3 一个学生可以学习多门课，一门课可以被许多学生选修 4 每个学生学习每一门课要有一个成绩。 存在三个不足： (1)??? 插入异常 例如，一个系刚建立，无学生，或者有学生未选课，则无法将这个系及学生的信息存入数据库； (2)??? 删除异常 某个系的学生全毕业了，在删除学生信息的同时，系及负责人的信息也删除了； (3)??? 数据冗余太大 系负责人的信息要与该系的每名学生的每门课程相对应 两个问题：浪费存储，维护数据库完整性的代价太大； 综上所述：R不是一个好的数据库模式，好的数据库模式不应当发生插入异常、删除异常、冗余尽可能小。 4.2 规范化 设计好的关系模式要应用规范化理论 规范化理论—描述一个关系模式所具有的属性间的依赖情况，根据其依赖情况区分关系的规范化程度。 1 函数依赖（P172定义） 定义：设关系模式R（U）是属性集U上的关系模式。 x 、y为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。 5 函数依赖集合 一个关系模式中，所有函数依赖构成的集合。记为F 例如：F={S# → SD SD →MN S# →MN (S#,C#) →G} 6 最小函数依赖集（最小覆盖） 若有一个函数依赖集F ，F 如果满足下列条件，则称F 为最小函数依 赖集。 （1）F 中每一个函数依赖的右部仅包含一个属性； （2）F 中不存在这样的函数依赖X→A，使得F 与F－{X→A}等价。 （不含有多余的依赖） （3）F 中不存在这样的函数依赖X→A ，X有真子集Z，使得 F－{X→A} ∪{Z→A}与F 等价。 （左部不允许有多余的属性） 范式 范式是符合某一级别的关系模式的集合。 在关系数据库中的关系必须满足一定的要求，满足不同程度的要求为不同的范式。 目前主要有六种范式，分别称为： 第一范式（1NF—Normal Form） 第二范式（2NF） 第三范式（3NF） BC范式（BCNF） 第四范式（5NF） 第五范式（5NF） 六种范式之间的关系：P174-175 BCNF（所有决定因素都包含码） 若R（U）中的每个函数依赖X→Y，且Y不属于X，则X必含有候选码。那么R(U)属于BCNF。 R1、R21、R22∈BCNF 小结：P182 模式分解的三个定义 （1）分解要具有无损连接性 即分解后再通过自然连接恢复到原来的表 （2）分解要保持函数依赖 即原来的函数依赖关系不能改变 （3）分解即具有无损连接性有要保持函数依赖 模式分解算法 算法1:转换为3NF的保持函数依赖的分解。 事实：按规范化理论提供的这一算法，若要求模式分解保持函数依赖，那么模式分解一定能够达到3NF,但不一定能够达到BCNF。 例：R（S#，SD，MN，C#，G）属于1NF ① 构造最小化函数依赖集 F={S# → SD SD →MN (S#,C#) →G} 不存在 不存在 F1={S# → SD } U1={S# , SD } F2={SD →MN } U2={ SD ,MN } F3={(S#,C#) →G} U3={S#,C# ,G} R1（U1,F1） R2（U2,F2） R3（U3,F3） P={R1（U1，F1），R2（U2，F2）, R3（U3，F3）} 对R做保持函数依赖的模式分解，达到3NF * * 第五章 关系数据理论