数据库原理与应用第2版 蔡延光第9章 关系数据库理论_2版
118页1、第9章 关系数据库理论,9.1 关系模式的规范化理论概述,关系数据库设计的核心是关系模式的设计。在设计关系模式时,必须考虑以下几个问题: 应该构造几个关系?每个关系由哪些属性组成? 关系模式中的所有关系应该满足哪些约束条件?如何体现这些约束条件? 评价关系模型好坏的依据是什么?如何将不好的关系模型改进为好的关系模型? 上述这些问题都可以从关系数据库设计理论中找到答案。,9.1.1 关系模式规范化的必要性,例9-1 学生-课程-教师关系如表9-1所示,其中包含学生、课程和教师实体的属性有:学号、课程号、成绩、教师姓名、职称等。,9.1.1 关系模式规范化的必要性,分析表9-1, 可以发现上述关系中存在许多问题。 数据冗余 同一信息重复出现。例如,教师的姓名、职称和所在系等信息重复出现,如果有100个学生选修张三丰老师的课,那么张三丰老师的相关信息要出现100次。 更新异常 对学生-课程-教师关系中的记录进行修改可能出现数据不一致的情况。例如,把第二个记录中属性职称的值改为教授,就会出现李丽萍老师的职称不一致的问题,除非把李丽萍老师的所有职称都改为同一值。 插入异常 某些信息无法正常插入。
2、例如,课程C5由王路耀老师担任,但在还不知道哪些学生选修前,无法将王路耀老师的记录插入关系中。因为,在学生-课程-教师关系中(学号,课程号)是主码,当学号不确定时,根据关系模型的实体完整性规则,不允许主码为空值,因此不能插入该记录。 删除异常 某些信息被意外删除。例如,如果要删除某门课程的所有成绩,则会将教这门课的教师信息也删掉。例如,若要删除C4的记录,结果会丢失赵新朋老师的有关信息。显然,这是不希望发生的事情。,9.1.1 关系模式规范化的必要性,如果将学生-课程-教师关系分解为表9-2a所示的学生-课程、表9-2b所示的课程-教师和表9-2c所示的教师三个关系,则上述的4个异常问题就基本解决了。,9.1.2 关系模式规范化的概念,例9-1将学生-课程-教师关系分解为学生-课程、课程-教师和教师3个关系的过程就是关系模式规范化的过程。,9.2 函数依赖及范式,9.2.1 属性间的联系 1. 一对一联系 设X、Y是关系R的两个属性(集)。 如果对于X中的任一具体值,Y中至多有一个值与之对应,且反之亦然,则称X、Y两属性间是一对一联系,记为1:1。 在表9-1所示的学生-课程-教师关系
3、中,课程号和课程名称之间就是一对一的联系,一个课程号唯一地决定一门课程名称,而一门课程名称只有唯一的一个课程号与之对应。,9.2.1 属性间的联系,2. 一对多联系 如果对于X中的任一具体值,Y中至多有一个值与之对应,而Y中的一个值却可以和X中的n个值(n0)相对应,则称Y对X是一对多联系,记为1:n。 在表9-1所示的学生-课程-教师关系中,教师和职称之间就是一对多的联系,一个教师只能有一个职称,而同一个职称可能对应多个教师。同理,(学号,课程号)与成绩之间,教师与所在系之间,都是一对多的联系。,3. 多对多联系 如果对于X中的任一具体值,Y中有m(m0)个值与之对应,而Y中的一个值也可以和X中的n个值(n0)相对应,则称Y对X是多对多关系,记为m :n。 在表9-1所示的学生-课程-教师关系中,学号和课程号之间就是多对多联系,一个学生可以选修多门课程,而一个课程也可以同时被多个学生选修。,9.2.1 属性间的联系,9.2.2 函数依赖,1. 函数依赖 用U表示属性集的全集A1,A2,.,An,设R(U)是属性集U上的关系模式。X,Y是U的子集。若对于R(U)的所有具体关系r都满足如
4、下约束: 对于X的每一个具体值,Y有唯一的具体值与之对应,则称Y函数依赖于X,或X函数决定Y,记作XY,X称作决定因素。,例9-2 设有读者-图书-借书关系如表9-3所示,其中(读者号,书号)是候选码。,9.2.2 函数依赖,表9-3中各属性之间的联系如下:,2. 平凡函数依赖与非平凡函数依赖 如果XY,并且Y不是X的子集,则称XY是非平凡函数依赖。如果XY,且Y是X的子集,则称XY是平凡函数依赖。 例9-2中的所有函数依赖都是非平凡函数依赖。,3. 完全函数依赖与部分函数依赖 设XY是关系模式R(U)的一个函数依赖,如果存在X的真子集X,使得XY成立,则称Y部分依赖于X,记作X Y。否则,称Y完全依赖于X,记作X Y。 在例9-2中,只有非主属性“借出日期”完全函数依赖于候选码(读者号,书号),即(读者号,书号)借出日期,而其他非主属性都是部分函数依赖于主码。,4. 传递函数依赖 在同一关系模式R(U)中,如果存在非平凡函数依赖XY,YZ而Y X,则称Z传递依赖于X。 在例9-2中,存在函数依赖:读者号单位,单位地址。根据传递函数依赖的定义,可知读者号地址是传递函数依赖。,9.2.3
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