PPT《第六章 关系数据理论》

基于某个数据库管理系统设计数据库,如何基于数据库系统编程 第6章 关系数据理论 第7章 数据库设计 第8章 数据库编程

第二篇 设计与应用开发篇

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 An Introduction to Database System 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 * 问题的提出(续) 关系模式由五部分组成,是一个五元组: R(U, D, DOM, F) 关系名R是符号化的元组语义 U为一组属性 D为属性组U中的属性所来自的域 DOM为属性到域的映射 F为属性组U上的一组数据依赖 问题的提出(续) 由于D、DOM与模式设计关系不大,因此在本章中把关系模式看作一个三元组:R 当且仅当U上的一个关系r满足F时,r称为关系模式R的一个关系 作为二维表,关系要符合一个最基本的条件:每个分量必须是不可分开的数据项.满足了这个条件的关系模式就属于第一范式(1NF) * 问题的提出(续) 数据依赖 是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系 通过属性间值的相等与否体现出来的数据间相互联系 是现实世界属性间相互联系的抽象 是数据内在的性质 是语义的体现 * 问题的提出(续) 数据依赖的主要类型 函数依赖(Functional Dependency,简记为FD) 多值依赖(Multi-Valued Dependency,简记为MVD) * 问题的提出(续) 函数依赖普遍存在于现实生活中 描述一个学生关系,可以有学号、姓名、系名等属性. 一个学号只对应一个学生,一个学生只在一个系中学习 学号 值确定后,学生的姓名及所在系的值就被唯一确定. Sname=f(Sno),Sdept=f(Sno) 即Sno函数决定Sname Sno函数决定Sdept 记作Sno→Sname,Sno→Sdept * 问题的提出(续) [例6.1] 建立一个描述学校教务的数据库.涉及的对象包括: 学生的学号(Sno) 所在系(Sdept) 系主任姓名(Mname) 课程号(Cno) 成绩(Grade) * 问题的提出(续) 假设学校教务的数据库模式用一个单一的关系模式Student来表示,则该关系模式的属性集合为: U ={Sno, Sdept, Mname, Cno, Grade} 现实世界的已知事实(语义): 一个系有若干学生, 但一个学生只属于一个系;

一个系只有一名(正职)负责人;

一个学生可以选修多门课程,每门课程有若干学生选修;

每个学生学习每一门课程有一个成绩. * 问题的提出(续) 由此可得到属性组U上的一组函数依赖F: F={Sno→Sdept, Sdept→ Mname, (Sno, Cno)→ Grade} * 问题的提出(续) 关系模式Student中存在的问题: (1)数据冗余 浪费大量的存储空间 每一个系主任的姓名重复出现,重复次数与该系所有学生的所有课程成绩出现次数相同. * 问题的提出(续) (2)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. 某系更换系主任后,必须修改与该系学生有关的每一个元组. * 问题的提出(续) (3)插入异常(Insertion Anomalies) 如果一个系刚成立,尚无学生,则无法把这个系及其系主任的信息存入数据库. * 问题的提出(续) (4)删除异常(Deletion Anomalies) 如果某个系的学生全部毕业了, 则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. * 问题的提出(续) 结论 Student关系模式不是一个好的模式. 一个 好 的模式应当不会发生插入异常、删除异常和更新异常,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引起的. 解决方法 用规范化理论改造关系模式来消除其中不合适的数据依赖 * 问题的提出(续) 把这个单一的模式分成三个关系模式: S(Sno,Sdept,Sno → Sdept);