沈阳师范大学：《数据库原理》课程教学课件（讲稿）第6章 关系数据理论（2/4）

第六章关系数据理论(2）

第六章 关系数据理论(2)

本章概述本章主要介绍关系数据库模式设计的理论--关系数据理论，也称为关系规范化理论。是从数据库逻辑设计（即数据库模式设计)的需要提出的理论，是数据库逻辑设计的基础。本章是整个课程的重点和难点之一，理论性较强，应通过例子学习掌握定理、算法的实质。三部分内容：函数依赖；范式；模式的分解6.1问题的提出6.2规范化，函数依赖，范式6.3函数依赖的公理系统6.4模式的分解2

2 本章概述  本章主要介绍关系数据库模式设计的理论 - 关系数据理论，也称为关系规范化理论。是从 数据库逻辑设计(即数据库模式设计)的需要提 出的理论，是数据库逻辑设计的基础。  本章是整个课程的重点和难点之一，理论性较 强，应通过例子学习掌握定理、算法的实质。  三部分内容：函数依赖；范式；模式的分解  6.1 问题的提出  6.2 规范化，函数依赖，范式  6.3 函数依赖的公理系统  6.4 模式的分解

教学要求掌握函数依赖及有关的概念函数依赖的公理系统i各级范式(1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF)的定义及应用无损连接性、函数依赖保持性■无损连接及保持依赖的模式分解了解理解关系数据库的规范化理论及其在数据库设计中的应用3

3 教学要求  掌握  函数依赖及有关的概念  函数依赖的公理系统  各级范式(1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF)的 定义及应用  无损连接性、函数依赖保持性  无损连接及保持依赖的模式分解  了解理解  关系数据库的规范化理论及其在数据库设 计中的应用

温故而知新“不好”自的关系模式，有“不好”的二个关系模式是性质，即指存在：插入异常、删除异常、更新异常、数据穴余函数依赖r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等X-Y.则有FD:X→YX (n:1) Y平凡函数依赖与非平凡函数依赖完全函数依赖与部分函数依赖传递函数依赖S(S# , SN, SD, DEAN, C# , G)4

4 温故而知新  一个关系模式是“不好”的关系模式，有“不好”的 性质，即指存在：  插入异常、删除异常、更新异常、数据冗余  函数依赖  r 中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等， XY。  X (n:1) Y 则有FD: X→Y  平凡函数依赖与非平凡函数依赖  完全函数依赖与部分函数依赖  传递函数依赖  S(S# , SN, SD, DEAN, C# , G)

6.2.2码(参见P173.）定义6.4设K为关系模式R的属性(组)若K则称K为R的候选码。主码：若R有多个候选码，则可以从中选定一个作为R的主码。主属性：包含在任一个候选码中的属性，称作主属性。非主属性：不包含在任一个候选码中的属性，称作非主属性(或非码属性)。全码：关系模式的码由全部属性构成。5

5 6.2.2 码(参见P173.) 定义6.4 设K为关系模式R的属性(组) 若K U，  则称K为R的候选码。 f 主码：若R有多个候选码，则可以从中 选定一个作为R的主码。 主属性：包含在任一个候选码中的属性，称作 主属性。 非主属性：不包含在任一个候选码中的属性， 称作非主属性(或非码属性)。 全码：关系模式的码由全部属性构成

[例1]关系模式S(Sno,Sdept,Sage)中，单个属性Sno是码SC (Sno, Cno， Grade） 中，(Sno, Cno)）是码[例2]关系模式R(P，W，A)W：作品A：听众P：演奏者一个演奏者可以演奏多个作品某一作品可被多个演奏者演奏听众可以欣赏不同演奏者的不同作品码为(P，W,A)，即All-Key6

6 [例1] 关系模式S(Sno,Sdept,Sage)中，单个属性Sno是码， SC（Sno，Cno，Grade）中，（Sno，Cno）是码 [例2] 关系模式R（P，W，A） P：演奏者 W：作品 A：听众 一个演奏者可以演奏多个作品 某一作品可被多个演奏者演奏 听众可以欣赏不同演奏者的不同作品 码为(P，W，A)，即All-Key

码：例关系模式 S(S#,SN，SD,DEAN,C#,G)■主码(S#，C#)，因为(S#，C#)所有属性■码的确定(1)首先根据实际背景数据约束的语义确定关系模式R。(2)然后应用函数依赖的公理系统，验证F中每一个函数依赖的决定因素或其组合K，是否有:K1

7 码: 例  关系模式 S(S# , SN , SD , DEAN , C# , G)  码的确定 (1) 首先根据实际背景数据约束的语义确定关 系模式R。 (2) 然后应用函数依赖的公理系统，验证F中 每一个函数依赖的决定因素或其组合K，是 否有: K U  。 f  f  主码(S#，C#)，因为(S#，C#) 所有属性

GSNSDS#C#DEAN90S01杨明思齐D01CO1李婉思齐87S02D01CO01思齐杨明92D01SO 1CO2刘海述圣95SO 3D02CO1述圣78安然SO 4D02CO2乐天82S0 5D03省身C018

8 S# SN SD DEAN C# G S01 杨明 D01 思齐 C01 90 S02 李婉 D01 思齐 C01 87 S0 1 杨明 D01 思齐 C02 92 S0 3 刘海 D02 述圣 C01 95 S0 4 安然 D02 述圣 C02 78 S0 5 乐天 D03 省身 C01 82

6.2.3范式规范化的关系简称范参见P174.图6.2式。范式是对关系的1NF不同数据依赖程度的2NF3NF要求。BCNF4NF通过模式分解将一个低及范式转换为若干级5NF个高级范式的过程称作规范化（概念的纯粹化）。各种范式之间的联系：5NFC4NFCBCNEC3NEC2NFC1NF9

9 6.2.3 范式  规范化的关系简称范 式。范式是对关系的 不同数据依赖程度的 要求。  通过模式分解将一个 低级范式转换为若干 个高级范式的过程称 作规范化（概念的纯 粹化）。 1NF 2NF 3NF 4NF BCNF 5NF 参见P174.图6.2  各种范式之间的联系： 5NF  4NF  BCNF  3NF  2NF  1NF

1NF定义关系中每一分量不可再分。即不能以集合、序列等作为属性值不能有大表套小表的情况。满足1NF的关系称为规范化的关系。姓工资S#C#名{C1, C2, C3}S1基本工资奖金500李秘1000S#C#S1C1姓名基本工资奖金S1C2李秘1000500S1C310

10 1NF  定义: 关系中每一分量不可再分。  即不能以集合、序列等作为属性值; 不能有大 表套小表的情况。  满足1NF 的关系称为规范化的关系。 S# C# S1 {C1，C2，C3} S# C# S1 C1 S1 C2 S1 C3 李秘 1000 500 名 基本工资 奖金 姓 工资 姓名 基本工资 奖金 李秘 1000 500