数据库原理与应用教程NO15.ppt

第4章关系数据库理论4.1规范化问题的提出数据依赖起着核心的作用，数据依赖研究数据之间的联系；
范式是关系模式的标准；
模式设计方法是自动化设计的基础。规范化设计理论对关系数据库结构的设计起着重要的作用。外延(Extension)就是通常所说的关系、表或当前值。用户进行插入、删除、修改等操作时，随着时间不断在动态的改变；
内涵(intension)是对数据的定义以及数据完整性约束的定义，与时间无关。
对数据的定义包括对关系、属性、域的定义和说明；
对数据完整性约束的定义主要包括以下两个方面：
静态约束，涉及到数据之间联系（称为“数据依赖，datadependences）、主键和值域的设计。
动态约束，定义各种操作（插入、删除、修改）对关系值的影响。
一般把内涵成为关系模式，规范化研究的是关系模式的问题。书中使用符号的说明：
①英文字母表首部的大写字母“A，B，C，…”表示单个的属性。

②英文字母表尾部的大写字母“…，U，V，W，X，Y，Z”表示属性集。

③大写字母R表示关系模式，小写字母r表示其关系。为叙述方便，有时也用属性名的组合写法表示关系模式。若模式有A、B、C有三个属性，就用ABC表示关系模式。

④属性集｛A1，…，An｝简写为A1…An。属性集X和Y的并集X∪Y简写为XY。X∪｛A｝简写为XA或AX。4.1.2不合理的关系模式存在的存储异常问题SNo数据冗余。系和系主任重复多次，学生的年龄也重复多次
操作异常。由于数据的冗余，在对数据操作时会引起各种异常：
●插入异常—无学生不能存储系及主任、未选课…
●删除异常—学生毕业导致系信息丢失…
●更新异常—改学生名、系名..等
一个好的关系模式应该具备以下四个条件：
（1）尽可能少的数据冗余；（规范化的一个原则:有冗余就分解）
（2）没有插入异常；
（3）没有删除异常；
（4）没有更新异常。
关系模式分解后还是原来的关系模式吗？满足什么条件的分解和原模式等价？
模式‘好’、‘坏’的本质是数据之间的函数依赖。4.1.3关系模式的非形式化准则：4.2函数依赖书中定义4.1：设有关系模式R（U），U是属性全集，X和Y是属性集U的子集，
如果对于R(U)上的任意一个关系r,对于X的每一个值，Y都有唯一的值与其对应，则称：
X函数决定Y，或称Y函数依赖于X
记为：X→Y，X为决定因素，Y为依赖因素。
Y不函数依赖于X时，记为：X→Y
当X→Y且Y→X时，X←→Yd44例:有一个包括学生,教师,课程数据的关系模式：
R(S#,SNAME,AGE,SEX,C#,CNAME,SCORE，
T#，TNAME，TAGE)
如果规定，每个学号只能有一个学生姓名，每个课程号只能决定一门课程，那么可写成下列FD形式：
S#→SNAME C#→CNAME
每个学生每学一门课程，有一个成绩
（S#，C#）→SCORE
还可以写出其他一些FD：
S#→（AGE，SEX）,C#→T#
T#→（TNAME，TAGE） 关于函数依赖的说明（P140-141):
(1).等价定义（见前定义）
(2).平凡和非平凡函数依赖
在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y，
如果X→Y，但YX，则称X→Y是非平凡的函数依赖
若X→Y，但YX,则称X→Y是平凡的函数依赖
(3).函数依赖对R中所有r都满足。
(4)函数依赖是语义范畴的概念
(5)函数依赖与属性间联系类型(1:1,1:N)有关
(6)函数依赖关系的存在与时间无关定义4.3设F是在关系模式R上成立的函数依赖的集合，X→Y是一个函数依赖。如果从F中能够推导出X→Y，即对于R的每个满足F的关系r也满足X→Y，那么称F逻辑蕴涵X→Y，记为F⊨X→Y。
定义4.4设F是函数依赖集，被F逻辑蕴涵的函数依赖全体构成的集合，称为函数依赖集F的闭包（closure），记为F+。
即F+=｛X→Y|记为F⊨X→Y｝4.2.3函数依赖的推理规则定理4.1FD推理规则A1、A2和A3是正确的。
证明：（1）A1是显然的。因为不可能在一个关系中存在两个元组在X上是相等的，而在X的某个子集Y上不相等。
（2）假设R的某个关系r中存在两个元组t和s违反XZ→YZ，
即t［XZ］＝s［XZ］，但t［YZ］≠s［YZ］。
从t［YZ］≠s［YZ］可知t［Y］≠s［Y］或t［Z］≠s［Z］。
如果t［Y］≠s［Y］，则与已知的X→Y矛盾；
如果t［Z］≠s［Z］，则与假设的t［XZ］＝s［XZ］矛盾。
因此，假设不成立，从而得出A2是正确的。
（3）假设R的某个关系r中存在两个元组t和s违反X→Z，
即t［X］＝s［X］，但t［Z］≠s［Z］。
如果t［Y］≠s［Y］，则与已知的X→Y矛盾；
如果t［Y］＝s［Y］，则与已知的Y→Z矛盾。因而A3是正确的