DataBase关系数据理论(旧).ppt

1、数据库系统概论An Introduction to Database System第4章关系数据理论(重点：关系规范化理论)，第4章关系数据理论，4.1问题毽子4.2标准化4.3数据依赖公理系统4.4模式分解4.5摘要，4.1问题毽子，关系数据库逻辑设计特定数据库设计问题，相应的关系使用课程名称、学习期间、成绩、奖学金关系模式2 S学号课程名称、学习期限A成绩、奖学金两个茄子关系模式，效果大不相同。 作为关系模型1_c的派生关系之一，我想知道名为3360的关系是否存在弊端。“坏”关系模式缺点摘要：数据存储重复数据不匹配插入例外(未插入应插入的数据)删除例外(必须删除应渡边杏删除的数据)，关系模

2、式1牙齿为什么会出现这种弊端，关系模式2中没有出现吗？原因：关系模式1-c的某些属性之间存在一些具有不良特征的数据依赖。解决方法关系规范化理论(1)关系模型不良性质的数据依赖分析？(2)如何改造坏(/非标准)关系模式(模式分解)？数据依赖通过一种关系中属性之间值是否平等而显示的数据之间的相互关系是现实世界属性之间相互联系的抽象，数据中的性质是意义的实现，数据依赖的类型函数依赖(FD)多值依赖(Multivalued Dependency)；4.2规范化、规范化理论用于改造关系模式，分解关系模式，消除其中一个不适当的数据依赖，以解决插入异常、排除异常、更新异常和重复数据问题。让关系说明概念、实体

3、或实体之间的联系。如果有多个概念，就要“分离”它。标准化本质上包括概念的统一、4.2.1函数依赖、1、函数依赖2、一般函数依赖和非一般函数依赖3、完整函数依赖和部分函数依赖4、函数依赖和直接函数依赖传递、1、函数依赖、定义4.1集R(U)是属性集u R(U)的可能关系Rx称为牙齿函数从属关系的确定属性集。说明：1。函数相关性是关系模式R中所有关系实例必须满足的约束。2 .函数依赖是根据数据的语义确定的语义范畴概念。例如，“名字年龄”的函数依赖只能在不允许同名人的条件下成立。如果x和y是“1:1”关系，则存在FD: x y；如果x和y是“N:1”关系，则存在FD : x y。如果x和y是“M:N

4、”关系，则x和y之间没有FD。例如，规定不能出现同名的人，并依靠函数“名字年龄”来建立。插入的元组必须满足规定的函数相关性，如果存在具有相同发现名称的人，则必须拒绝加载相应的元组。，关系模式c(类名，类名)，FD:类名类名，关系模式s(类名，名称)，FD:类名名称，关系模式SC(类名，类名)，类名与类名之间不存在： SnoXY是不平凡的函数依赖是XY，如果是Y X，则XY是平凡的函数依赖的例子。关系SC(Sno，Cno，Grade)中的非平凡函数依赖：(Sno，Cno) Grade一般函数依赖：(Sno，cno) grade除非特别声明，否则我们总是讨论非平凡函数依赖。第三，定义完全函数依赖和

5、部分函数依赖，在关系模式R(U)中定义4.2。如果有XY，对于X的真正子集X，有X Y，那么Y完全函数依赖称为X，X Y。如果XY，但Y不完全函数依赖X，则Y部分函数依赖X，并写为X P Y。完整函数依赖和某些函数依赖示例，示例：关系SC(Sno，Cno，Grade):Sno Grade，Cno Grade:(Sno，Cno)课程编号/示例：关系Std(Sno、Sdept、Mname)具有Sno Sdept、Sdept Sno、Sdept Mname Mname转发函数Sno、4.2，其中K是r的候选代码(car)如果关系模式R具有多个候选代码，请选择其中一个作为主要代码。主要属性(请参阅PA

6、，候选代码的属性)非注释性属性(NPA)，4.2.3范式(Normal Form)表示关系的级别，即关系满足要求的程度(防止四个茄子例外)。范式类型：第一次范式(1NF)第二次范式(2NF)第三次范式(3NF) BC范式(BCNF)第四次范式(4NF)第五次范式(5NF)，在FD范围内排除异常，4.2.4 2NF如果关系模式R的所有属性都是不可拆分的基础数据项，则为R1NF。第一个范式关系模型的最低要求。不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库。但是第一范式满意的关系模式不一定是好的关系模式。示例：关系模型SLC (SNO，SDEPT，SLOC，CNO，Grade) SLOC假定学生宿舍，

7、各个系的学生住在同一个地方。函数相关性包括(Sno，cno) f grade SnO sdept (SnO，cno) p sdept SnO sloc (SnO，cno) p sloc sdept sloc，SLO现在身体不舒服，他连三号课程都没选。由于课程编号是主属性，因此牙齿操作将删除学生信息的整个元组，并丢失有关非主属性Sdept，Sloc的信息。数据冗馀度很大。如果一个学生选择了10个课程，则Sdept和Sloc值将重复存储10次。您可能需要修改复杂性(如学生切换)，修改牙齿学生元组的Sdept值，同时修改居住地(Sloc)。如果牙齿学生选修课是K科目，则必须修改K组中的所有Sdept

8、，Sloc信息。2NF发生的原因是依赖函数候选代码，而不是主要属性Sdept，Sloc部分。解决方法SLC分解为两种茄子关系模式，函数相关SC(Sno，Cno，Grade) SL(Sno，Sdept，Sloc)，函数相关图形：2NF，2NF的定义关系模式R1NF例如，SLC(SLC)例如，如果要修改系统的学生宿舍，可能会发生存储重复，修改可能会很复杂。解决方案使用投影分解方法将SL分解为两个茄子关系模式，从而消除传递函数依赖性。SD(Sno，Sdept) DL(Sdept，Sloc)，其中SD的代码为Sno，DL的代码为Sdept。如果具有3NF，3NF的定义关系模式R2NF，并且每个非主属性

9、未传递函数从属R的候选代码，则为R3NF。例如sl (SnO，sdept，sloc) 2nf sl (SnO，sdept，sloc) 3nf SD (SnO，Sdept) 3NF DL(Sdept，sloc)，4.2.6 BCNF。例如：在关系模式STJ(S，T，J)中，S是学生，T是教师，J是课程。每个老师只教一门课。每节课由几名教师教，一名学生选定某一科目，确定固定的教师。某学生选择了某教师的课程，并确定了所选的名字：(S，J)T，(S，T)J，TJ，依赖函数，STJ3NF (S，J)和(S，T)都是候选代码如果存在关系模式R3NF，且每个主要属性部分不从属，则3NF与BCNF的关系，如果

10、存在关系模式RBCNF，则必须存在R3NF，如果R只有一个候选代码，则R必须属于BCNF。“规格化摘要”、“低级范式关系模式”和“模式分解”可以转换为多个高级范式关系模式的集合。牙齿过程称为关系模式的规范化。关系模式规范化的基本步骤1NF郑智薰主属性对代码部分删除函数依赖2NF郑智薰主属性对代码传递函数依赖3NF删除主属性对代码部分和传递函数依赖BCNF删除非函数依赖多值依赖4NF，规范化程度高的关系模式(关系中断、连接开销增加等弊端)。设计数据库模型结构时，需要对实际情况和用户应用节目要求进行进一步分析，以确定能反映现实世界的适当模型。上述规格化步骤可以在这些步骤之一中结束。4.3数据依赖巩

11、俐系统，逻辑隐含定义函数依赖F满足的关系模式R，什么关系R，函数依赖XY成立的话，F逻辑包含XY，记录：F |=XY那么，如何判断F包含什么FD呢？用一套衍生规则从F推断很方便，是引出“阿姆斯特朗”公理。，求出Armstrong巩俐系统、推理规则集、模式分解算法的理论基础用途上给定的关系模型的代码，是从函数依赖性中隐含的函数依赖性，1 .Armstrong巩俐系统，关系模型R有以下推理规则：al。磁反比(Reflexivity): A2。扩增法：如果XY包含在f中，Z U，则XZYZ包含在f中。A3 .传递法：如果XY和YZ包含在f中，则XZ包含在f中。注：自反律所获得的函数依赖都是普通的函数

12、依赖。磁反法的使用不依赖于F。证明(使用函数依赖的定义):(1)将磁反法： Y X U，X Y设置为f中包含的证据： Y X U与r的关系r中的两个元组t，s证据：XY设置为f中包含的Z U。设置r的关系r中的任意两个元组t，s。如果TXZ=sXZ，则tX=sX和tz=SZ由于XY具有tY=sY，因此tYZ=sYZ，因此XZYZ包含在f中。(3)传递法：如果XY和YZ包含在f中，则XZ包含在f中。证据：将XY和YZ设置为f包含的。r的关系r中的任意两个元组t，S. TX=sX，则由于XY，ty=sy。因为再次有YZ，tZ=sZ，所以XZ是F包含的。转交法律证。2 .根据导出规则，1) A1、A2和A3这三个茄子推理规则(合并规则：XY、XZ和XYZ)，您可以获得这三个茄子导出规则。(A2，A3)医生传递规则：XY、WYZ和XWZ。(A2，A3)分解规