《第4章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第4章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論本章要點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論主要包括數(shù)據(jù)依賴、范式及規(guī)范化方法這三部分內(nèi)容。關(guān)系模式中數(shù)據(jù)依賴問(wèn)題的存在，可能會(huì)導(dǎo)致庫(kù)中數(shù)據(jù)冗余、插入異常、刪除異常、修改復(fù)雜等問(wèn)題，規(guī)范化模式設(shè)計(jì)方法使用范式這一概念來(lái)定義關(guān)系模式所符合的不同級(jí)別的要求。較低級(jí)別范式的關(guān)系模式，經(jīng)模式分解可轉(zhuǎn)換為若干符合較高級(jí)別范式要求的關(guān)系模式。本章的重點(diǎn)是函數(shù)依賴相關(guān)概念及基于函數(shù)依賴的范式及其判定。關(guān)系模式的表示定義關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（RelationSchema）。一個(gè)關(guān)系模式應(yīng)當(dāng)是一個(gè)五元組。它可以形式化地表示為：R（U,D,dom,F）。其中R為關(guān)

2、系名，U為組成該關(guān)系的屬性名集合，D為屬性組U中屬性所來(lái)自的域的集合，dom為屬性向域的映象集合，F(xiàn)為屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合。關(guān)系模式通?？梢院?jiǎn)記為：R(A1,A2,…,An)或R(U)。其中R為關(guān)系名，A1,A2,…,An為屬性名。而域名及屬性向域的映象常常直接說(shuō)明為屬性的類型、長(zhǎng)度。4.1問(wèn)題的提出如何使用關(guān)系模型設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)？也就是面對(duì)一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，如何選擇一個(gè)比較好的關(guān)系模式的集合？其中每個(gè)關(guān)系模式又由哪些屬性組成？這就是數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)主要關(guān)心的問(wèn)題4.1.1規(guī)范化理論概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：函數(shù)依賴、范式（Norma

3、lForm）和模式設(shè)計(jì)。其中函數(shù)依賴起著核心作用，是模式分解和模式設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，范式是模式分解的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循一定的規(guī)范化理論。只有這樣才可能設(shè)計(jì)出一個(gè)較好的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)。前面已經(jīng)講過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式的設(shè)計(jì)，也就是關(guān)系模式的設(shè)計(jì)。那么到底什么是好的關(guān)系模式呢？某些不好的關(guān)系模式可能導(dǎo)致哪些問(wèn)題？下面通過(guò)例子對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析。4.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題[例1]要求設(shè)計(jì)學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫(kù)，其關(guān)系模式SDC如下：SDC（SNO，SN，AGE，DEPT，MN，CNO，SCORE）根據(jù)實(shí)際情況，這些數(shù)據(jù)有如下語(yǔ)義規(guī)定：(

4、1)一個(gè)系有若干個(gè)學(xué)生，但一個(gè)學(xué)生只屬于一個(gè)系；(2)一個(gè)系只有一名系主任，但一個(gè)系主任可以同時(shí)兼幾個(gè)系的系主任；(3)一個(gè)學(xué)生可以選修多門功課，每門課程可被若干個(gè)學(xué)生選修；(4)每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)每門課程有一個(gè)成績(jī)。4.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題根據(jù)上述語(yǔ)義規(guī)定并分析以上關(guān)系中的數(shù)據(jù)，我們可以看出，（SNO，CNO）屬性的組合能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組（每行中SNO與CNO的組合均是不同的），所以（SNO，CNO）是該關(guān)系模式的主關(guān)系鍵（即主鍵，又名主碼等）。但在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的操作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下幾方面的問(wèn)題。數(shù)據(jù)冗余(2)插入異常(3)刪除異常(4)修改異常因

5、此，把不好的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式轉(zhuǎn)變?yōu)檩^好的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，即關(guān)系的規(guī)范化4.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題示例數(shù)據(jù)主碼是(SNO,CNO)SNO(5)SN(8)AGE(4)DEPT(8)MN(8)CNO(3)SCORE(4)S1趙紅20計(jì)算機(jī)張文斌C190S1趙紅20計(jì)算機(jī)張文斌C285S1趙紅20計(jì)算機(jī)張文斌C357S2王小明17計(jì)算機(jī)張文斌C180S2王小明17計(jì)算機(jī)張文斌C273S2王小明17計(jì)算機(jī)張文斌C370S3吳小林19計(jì)算機(jī)張文斌C175S3吳小林19計(jì)算機(jī)張文斌C270S3吳小林19計(jì)算機(jī)張文斌C3854.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題

6、數(shù)據(jù)冗余總字節(jié)數(shù)=(5+8+4+8+8+3+4)*9系名和系負(fù)責(zé)人重復(fù)9次學(xué)號(hào)和姓名重復(fù)3次課程名重復(fù)3次4.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題插入異常計(jì)算機(jī)系成立，尚未招生—無(wú)法插入--在學(xué)生表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)必須保證其實(shí)體完整性-主屬性不能為空，故學(xué)號(hào)和課程名不能為空。招生完畢，但學(xué)生尚未選課—無(wú)法插入--學(xué)號(hào)是有了，但學(xué)生尚未選修，所以課程名不知道求學(xué)校有多少系？--結(jié)果不正確，在學(xué)生表中還未有計(jì)算機(jī)系含在內(nèi)問(wèn)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)人是誰(shuí)？--不知道，計(jì)算機(jī)系不存在由于信息不全，導(dǎo)致應(yīng)該存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)無(wú)法存儲(chǔ)。4.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題刪除異常計(jì)算機(jī)系06級(jí)學(xué)生

7、畢業(yè)，刪除所有該年級(jí)學(xué)生--由于計(jì)算機(jī)系只有06級(jí)學(xué)生，被刪除后，連帶計(jì)算機(jī)系負(fù)責(zé)人信息一起被刪除。問(wèn)學(xué)校有幾個(gè)系？問(wèn)計(jì)算機(jī)系負(fù)責(zé)人是誰(shuí)？若s2學(xué)生取消三門選修課程，則學(xué)要?jiǎng)h除對(duì)該學(xué)生對(duì)應(yīng)的三條記錄。該學(xué)生記錄信息也因此被刪除這個(gè)時(shí)候如果問(wèn)問(wèn)計(jì)算機(jī)系有多少學(xué)生？刪除元組時(shí)導(dǎo)致額外信息的丟失4.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題修改異常（更新異常）計(jì)算機(jī)系負(fù)責(zé)人改為張文瑞需要修改9條記錄某學(xué)生改名，則該學(xué)生的所有記錄都要逐一修改SN的值由于數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)導(dǎo)致更新操作復(fù)雜。4.1.2不合理的關(guān)系模式存在的問(wèn)題上述問(wèn)題的根本原因?qū)W生關(guān)系模式的規(guī)范化程度較低解決辦

8、法通過(guò)規(guī)范化理論對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化，可以逐步降低和消除上述問(wèn)題4.2規(guī)范化本節(jié)將討論下述內(nèi)容：首先