数据库系统概论_chp6_关系数据理论

数据库系统概论An Introduction to Database System

第六章 关系数据理论

An Introduction to Database System

第六章 关系数据理论6.1 问题的提出 6.2 规范化 6.3 数据依赖的公理系统 *6.4 模式的分解 6.5 小结

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6.1 问题的提出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

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问题的提出一、概念回顾二、关系模式的形式化定义 三、什么是数据依赖 四、关系模式的简化定义 五、数据依赖对关系模式影响

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一、概念回顾 关系 关系模式

关系数据库 关系数据库的模式

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概念回顾 关系：描述实体、属性、实体间的联系。 从形式上看，它是一张二维表，是所涉及属性的笛卡尔积的 一个子集。 关系模式：用来定义关系。 关系数据库：基于关系模型的数据库，利用关系来描述现实世界。 从形式上看，它由一组关系组成。

关系数据库的模式：定义这组关系的关系模式的全体。

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二、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:D:

组成该关系的属性名集合属性组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

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三、什么是数据依赖1. 完整性约束的表现形式 限定属性取值范围：例如学生成绩必须在0-100之间

定义属性值间的相互关连(主要体现于值的相等与否),这就是数据依赖，它是数据库模式设计的关键

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什么是数据依赖(续)2. 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

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什么是数据依赖(续)3. 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

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四、关系模式的简化表示 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

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五、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 }

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数据依赖对关系模式的影响(续)学校数据库的语义：⒈ 一个系有若干学生， 一个学生只属于一个系；⒉ 一个系只有一名主任； ⒊ 一个学生可以选修多门课程， 每门课程有若干学生选修； ⒋ 每个学生所学的每门课程都有一个成绩。

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数据依赖对关系模式的影响(续)属性组U上的一组函数依赖F: F ={ Sno → Sdept, Sdept → Mname, (Sno, Cname) → Grade }

Sno

Cname

Grade

Sdept

Mname

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关系模式Student<U, F>中存在的问题⒈ 数据冗余太大 浪费大量的存储空间例：每一个系主任的姓名重复出现 ⒉ 更新异常(Update Anomalies) 数据冗余 ，更新数据时，维护数据完整性代价大。 例：某系更换系主任后，系统必须修改与该系学生有关的每一个

元组

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关系模式Student<U, F>中存在的问题⒊ 插入异常(Insertion Anomalies) 该插的数据插不进去 例，如果一个系刚成立，尚无学生，我们就无法把这个系及其系 主任的信息存入数据库。 ⒋ 删除异常(Deletion Anomalies) 不该删除的数据不得不删

例，如果某个系的学生全部毕业了， 我们在删除该系学生信息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉了。

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