【正文】 An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System 第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 An Introduction to Database System 第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 問題的提出 規(guī)范化 數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng) * 模式的分解 小結(jié) An Introduction to Database System 問題的提出 關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計 ? 針對具體問題 ， 如何構(gòu)造一個適合于它的數(shù)據(jù)模式 ? 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的工具 ──關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論 An Introduction to Database System 問題的提出 一、概念回顧 二、關(guān)系模式的形式化定義 三、什么是數(shù)據(jù)依賴 四、關(guān)系模式的簡化定義 五、數(shù)據(jù)依賴對關(guān)系模式影響 An Introduction to Database System 一、概念回顧 ?關(guān)系 ?關(guān)系模式 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式 An Introduction to Database System 二、關(guān)系模式的形式化定義 關(guān)系模式由五部分組成，即它是一個五元組： R(U, D, DOM, F) R： 關(guān)系名 U： 組成該關(guān)系的屬性名集合 D： 屬性組 U中屬性所來自的域 DOM： 屬性向域的映象集合 F： 屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合 An Introduction to Database System 三、什么是數(shù)據(jù)依賴 1. 完整性約束的表現(xiàn)形式 ?限定屬性取值范圍：例如學生成績必須在 0100之間 ?定義屬性 值 間的相互關(guān)連（主要體現(xiàn)于值的 相等與否 ），這就是數(shù)據(jù)依賴，它是數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計的關(guān)鍵 An Introduction to Database System 什么是數(shù)據(jù)依賴（續(xù)） 2. 數(shù)據(jù)依賴 ?一個關(guān)系內(nèi)部屬性與屬性之間的約束關(guān)系 ?現(xiàn)實世界屬性間相互聯(lián)系的抽象 ?數(shù)據(jù)內(nèi)在的性質(zhì) ?語義 的體現(xiàn) An Introduction to Database System 什么是數(shù)據(jù)依賴（續(xù)） 3. 數(shù)據(jù)依賴的類型 ?函數(shù)依賴（ Functional Dependency，簡記為 FD） ?多值依賴（ Multivalued Dependency，簡記為 MVD） ?其他 An Introduction to Database System 四、關(guān)系模式的簡化表示 ?關(guān)系模式 R（ U, D, DOM, F） 簡化為一個三元組： R（ U, F） ?當且僅當 U上的一個關(guān)系 r滿足 F時， r稱為 關(guān)系模式 R（ U, F）的一個 關(guān)系 An Introduction to Database System 五、 數(shù)據(jù)依賴對關(guān)系模式的影響 [例 1]建立一個描述學校教務(wù)的數(shù)據(jù)庫： 學生的學號（ Sno）、所在系（ Sdept） 系主任姓名（ Mname）、課程名（ Cname） 成績（ Grade） 單一 的關(guān)系模式 ： Student U、 F U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝ An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)依賴對關(guān)系模式的影響（續(xù)） 屬性組 U上的一組函數(shù)依賴 F： F ＝｛ Sno → Sdept, Sdept → Mname, (Sno, Cname) → Grade ｝ Sno Cname Sdept Mname Grade An Introduction to Database System 關(guān)系模式 StudentU, F中存在的問題 1. 數(shù)據(jù)冗余太大 2. 更新異常（ Update Anomalies） 3. 插入異常（ Insertion Anomalies） 4. 刪除異常（ Deletion Anomalies） An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)依賴對關(guān)系模式的影響（續(xù)） 結(jié)論： ? Student關(guān)系模式不是一個好的模式。 ? “好”的模式： 不會發(fā)生插入異常、刪除異常、更新異常， 數(shù)據(jù)冗余應盡可能少 原因： 由存在于模式中的 某些數(shù)據(jù)依賴 引起的 解決方法： 通過 分解 關(guān)系模式來消除其中不合適 的數(shù)據(jù)依賴 An Introduction to Database System 分解關(guān)系模式 ?把這個單一模式分成 3個關(guān)系模式： S（ Sno， Sdept， Sno → Sdept） 。 SC（ Sno， Cno， Grade，（ Sno， Cno） → Grade） 。 DEPT（ Sdept， Mname， Sdept→ Mname） An Introduction to Database System 第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 問題的提出 規(guī)范化 數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng) * 模式的分解 小結(jié) An Introduction to Database System 規(guī)范化 規(guī)范化理論 正是用來改造關(guān)系模式，通過分解關(guān)系模式來消除其中不合適的數(shù)據(jù)依賴，以解決插入異常、刪除異常、更新異常和數(shù)據(jù)冗余問題。 An Introduction to Database System 規(guī)范化 函數(shù)依賴 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴 4NF 規(guī)范化小結(jié) An Introduction to Database System 函數(shù)依賴 ?函數(shù)依賴 ?平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依賴 ?完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴 ?傳遞函數(shù)依賴 An Introduction to Database System 一、函數(shù)依賴 定義 設(shè) R(U)是一個屬性集 U上的關(guān)系模式， X和 Y是 U的子集。 若對于 R(U)的 任意 一個可能的關(guān)系 r， r中不可能存在兩個元組在 X上的屬性值相等， 而在 Y上的屬性值不等， 則稱 “ X函數(shù)確定 Y” 或 “ Y函數(shù)依賴于 X”，記作 X→Y。 An Introduction to Database System 說明 1. 所有關(guān)系實例 均要滿足 2. 語義范疇 的概念 3. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計者可以對現(xiàn)實世界作強制的規(guī)定 An Introduction to Database System 二、平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依賴 在關(guān)系模式 R(U)中，對于 U的子集 X和 Y， 如果 X→Y，但 Y ? X，則稱 X→Y是非平凡的函數(shù)依賴 若 X→Y，但 Y ? X, 則稱 X→Y是 平凡的函數(shù)依賴 ? 例：在關(guān)系 SC(Sno, Cno, Grade)中， 非平凡函數(shù)依賴： (Sno, Cno) → Grade 平凡函數(shù)依賴： (Sno, Cno) → Sno (Sno, Cno) → Cno An Introduction to Database System 平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依賴（續(xù)） ? 若 X→Y，則 X稱為這個函數(shù)依賴的決定屬性組，也稱為決定因素（ Determinant）。 ? 若 X→Y， Y→X，則記作 X←→ Y。 ? 若 Y不函數(shù)依賴于 X，則記作 X→ Y。 An Introduction to Database System 三、完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴 定義 在 R(U)中，如果 X→Y，并且對于 X的任何一個真子集 X’，都有 X’ Y, 則稱 Y對 X完全函數(shù)依賴 ，記作 X F Y。 若 X→Y，但 Y不完全函數(shù)依賴于 X，則稱 Y對 X部分函數(shù)依賴 ，記作 X P Y。 An Introduction to Database System 完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴（續(xù)） [例 1] 中 (Sno,Cno)→Grade是完全函數(shù)依賴， (Sno,Cno)→Sdept是部分函數(shù)依賴 因為 Sno →Sdept成立，且 Sno是（ Sno， Cno）的真子集 F P An Introduction to Database System 四、傳遞函數(shù)依賴 定義 在 R(U)中，如果 X→Y， (Y ?X) ,Y→X Y→Z， 則稱 Z對 X傳遞函數(shù)依賴 。 記為： X → Z 注 : 如果 Y→X， 即 X←→Y ，則 Z直接依賴于 X。 例 : 在關(guān)系 Std(Sno, Sdept, Mname)中，有： Sno → Sdept， Sdept → Mname Mname傳遞函數(shù)依賴于 Sno 傳遞 An Introduction to Database System 規(guī)范化 函數(shù)依賴 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴 4NF 規(guī)范化小結(jié) An Introduction to Database System 碼 定義 設(shè) K為 RU,F中的屬性或?qū)傩越M合。若 K U， 則 K稱為 R的 侯選碼 （ Candidate Key）。 若候選碼多于一個，則選定其中的一個做為 主碼（ Primary Key）。 F An Introduction to Database System 碼（續(xù)） ?主屬性與非主屬性 ? 包含在任何一個候選碼