数据库技术与应用第3章-数据库设计.pptVIP

3.3.2关系模式的规范化处理*关系模式的规范化处理主要研究关系模式内各属性之间的依赖关系（一种数据联系），保持属性间好的数据依赖关系，消除导致异常的依赖关系，使得关系模式由低一级的规范模式上升到高一级的规范模式的过程称为规范化处理。3.3.2关系模式的规范化处理*问题的提出下面我们通过例子来考察数据库模式设计的必要性。即为什么要设计关系数据库模式，为什么有些关系模式是不好的，存在哪些方面的问题。3.3.2关系模式的规范化处理*分析：为该数据库建一个关系模式来描述所要信息。S(Snum,Sname,Sdept,Mname,Cname,Grade）例：建立一个数据库来描述学生的一些情况，假设需要了解这样一些信息：学生（Snum）、姓名(Sname)、系（Sdept）、系负责人(Mname)、课程(Cname)、成绩（Grade）。3.3.2关系模式的规范化处理*这个关系模式存在的问题：01插入异常：如果一个系刚成立，尚无学生或者虽然有了学生，但尚未安排课程，则我们无法把这个系及其负责人的信息存入数据库，从而，数据库用户也就无法从数据库中查找到该系及其负责人的信息。这种现象叫插入异常。02这是因为，该关系模式的主键为(Snum,Cname)，不能取空值，在学生未选课之前，相关信息无法插入。033.3.2关系模式的规范化处理*数据冗余大：每一个系负责人的信息要与该系每个学生的每一门课程的成绩出现次数一样多，造成大量数据冗余。不仅浪费存储，而且还会带来下面问题。02删除异常：如果某系的学生全部毕业，我们在删除该系学生的选课信息时，也把该系及其负责人信息也丢失了，这种现象称为删除异常。013.3.2关系模式的规范化处理*更新异常(潜在的数据不一致性)。由于数据存储冗余，当更新某些元组，如某系负责人更换，就可能一部分涉及的元组被修改，而另一部分涉及的元组被忽略，造成存储数据的不一致。否则，必须逐一修改该系每个学生的每门选课元组。造成更新复杂化。3.3.2关系模式的规范化处理*由于上述4个毛病，我们知道它是一个不好的数据库模式，一个好的模式应当不会发生插入异常、删除异常、数据冗余大、数据不一致。为什么会发生这些异常现象呢？这是因为这个关系模式中函数依赖存在不好的性质.将单一模式改造一下，分成三个模式：S（Snum，Sname,Sdept）SG(Snum，Cname，Grade)Dept（Sdept，Mname）这样的三个模式都不会发生上述三个毛病。2.问题的根源3.3.2关系模式的规范化处理*之所以出现上述的关系模式的异常状况，主要原因之一就是数据冗余；另一点就是本节要讨论的各个属性之间的数据依赖关系。在数据依赖中，函数依赖是最基本的一种数据依赖。它主要表达数据表内各个属性之间的依赖关系。3.3.2关系模式的规范化处理*函数依赖：设R(U)是属性U上的关系模式，X,Y?U，若对R(U)的任一可能的关系r，若r中任何两个元组在X上的属性值相等，则在Y上的属性值也必相等，则称“X函数确定了Y”或“Y函数依赖于X”。记作：X?Y。3.3.2关系模式的规范化处理*例如：S（Snum，Sdept，Mname，…）对Sdept?Mname,若对任意的元组t1,t2有t1[sdept]=t2[sdept],则t1[Mname]=t2[Mname]注意：函数依赖是语义范畴的概念，我们只能根据语义来确定一个函数依赖。不能杜撰。另外，函数依赖是对关系模式R的一切关系r均要成立。3.3.2关系模式的规范化处理*对于S(Snum,Sname,Sdept,Mname,Cname,Grade）现实世界的已知事实告诉我们：①一个学生只有一个名字,有Snum?Sname②一个系有若干学生，但一个学生只能属于一个系，有Snum?Sdept③一个系只有一个负责人，Sdept?Mname④一个学生学习每一门课程有一个成绩。有(Snum,Cname)?Grade3.3.2关系模式的规范化处理*对上例S表，有部分函数依赖和完全函数依赖在R(U)中，如果X?Y，并且对于X的任何真子集X?(X??X)，Y都不函数依赖X?，则称Y对X是完全函数依赖，记作X?Y。但若存在X的真子集X?,使X??Y，则称Y对X部分依赖。记作：X?Y.fp传递函数依赖3.3.2关系模式的规范化处理*1等于X?Z是直接函数依赖，而不是传递函数依赖了。32说明：条件Y?X，是因为Y