数据库复习5.ppt

1 一 问题的提出 1 数据依赖的主要类型和表示方法数据依赖的主要类型函数依赖 FunctionalDependency 简记为FD 多值依赖 MultivaluedDependency 简记为MVD假设用一个单一关系模式SLC来表示一个数据库 关系模式为 U Sno Sname Sdept Loca Cno Grade 2 一 问题的提出 F Sno Sname Sno Sdept Sdept Loca Sno Cno Grade 2 关系模式中可能存在以下几个方面的问题 数据冗余 更新异常 插入异常 删除异常 函数依赖表示方法 3 二 函数依赖 3 定义设R U 是属性集U上的关系模式 X和Y是U的子集 若对于R U 上的任意一个可能的关系r 如果r中不可能存在两个元组 它们在X上的属性值相等 而在Y上的属性值不等 则称X函数决定Y或Y函数依赖于X 记作X Y 其中X称为这个函数依赖的决定属性组 决定因素 Y称作被决定因素若Y不函数依赖于X 记作X Y 若X Y 且Y X 则记作X Y 4 二 函数依赖 4 平凡函数依赖与非平凡函数依赖定义在关系模式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 任一关系模式 平凡函数依赖都是必然成立的 例 在关系SC Sno Cno Grade 中 非平凡函数依赖 Sno Cno Grade平凡函数依赖 Sno Cno Sno Sno Cno Cno 5 二 函数依赖 5 完全函数依赖与部分函数依赖定义 在关系模式R U 中 如果X Y 并且对于X的任何一个真子集X 都有X Y 则称Y完全函数依赖于X 记作X Y 若X Y 但Y不完全函数依赖于X 则称Y部分函数依赖于X 记作XPY 例 在关系SC Sno Cno Grade 中 由于 SnoGrade CnoGrade 因此 Sno Cno Grade 6 二 函数依赖 6 传递函数依赖定义在关系模式R U 中 如果X Y Y Z 且Y X Y X 则称Z传递函数依赖于X 记作XtZ 注 如果X Y Y X 则X Y 实际上X Z就是直接函数依赖 而不是传递函数依赖 例如 在关系模式SLC Sno Sname Sdept Loca Cno Grade 中 Sno Cno fGrade是完全函数依赖 Sno Cno pSname是部分函数依赖 由于Sno Sdep Sdept Loca 所以SnotLoca是传递依赖依赖 7 二 函数依赖 7 定义 设K是关系模式R中的属性或属性组合 若KfU 则K为R的候选键 CadidateKey 若候选键多于一个 则选定其中的一个为主键 PrimaryKey 主属性 包含在任何一个候选键中的属性全键 整个属性组是键定义 关系模式R中属性或属性组X并非R的键 但X是另一个关系模式的键 则称X是R的外部键 ForeignKey 简称外键 主键和外键提供了一个表示关系间联系的途径 8 三 规范化 8 规范化的基本思想减少关系模式中存在的数据冗余消除数据依赖中存在的不合理的部分解决插入异常 更新异常和删除异常问题 所谓规范化实质上是概念的单一化 9 三 规范化 9 范式及其类型关系数据库中的关系必须满足一定的要求 满足不同程度要求的为不同范式 范式的种类 第一范式 1NF 第二范式 2NF 第三范式 3NF BC范式 BCNF 第四范式 4NF 第五范式 5NF 第几范式 是表示关系的某一种级别 某一关系模式R为第n范式 可简记为R nNF 10 三 规范化 各种范式之间存在以下的关系 规范化 一个低一级范式的关系模式 通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的集合 这个过程就叫规范化 11 三 规范化 10 1NF定义如果关系模式R的所有属性都是不可分的数据项 则称R属于第一范式 记为R 1NF 在关系数据库中 第一范式是对关系模式的最低要求 不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库 12 三 规范化 关系模式SLC Sno Sname Sdept Loca Cno Grade 由于每个属性不可再分 所以SLC 1NF 我们知道 该模式存在着数据冗余 插入异常 更新异常和删除异常 也就是说 从规范化理论的角度讲一个满足1NF关系就存在以上四个问题 原因是含有不合适的函数依赖 13 三 规范化 Sno Cno fGrade Sno Cno pSname Sno Sname Sno Cno pSdept Sno Sdept Sno Cno pLoca Sno Loca函数依赖中 只有属性Grade对键 Sno Cno 是完全函数依赖 而其它非主属性对键都是部分函数依赖 导致数据操作中出现了异常问题 所以需要对关系模式SLC进行投影分解 向高一级范式转化 函数依赖 14 三 规范化 11 2NF定义 若关系模式R 1NF 并且每一个非主属性都完全函数依赖于R的码 则R 2NF 关系模式SLC中 Sno Cno为主属性 Sname Sdept Loca Grade均为非主属性 只有Grade对键是完全函数依赖 其余非主属性对键均为部分函数依赖 所以SLC 2NF 15 三 规范化 采用投影分解法 将部分函数依赖从SLC中分离出来 得到以下两个关系模式 SC Sno Cno Grade SL Sno Sname Sdept Loca 其中 SC的键为 Sno Cno SL的键为Sno 16 三 规范化 分解后关系模式SC和LC中的非主属性对键都是完全函数依赖 所以 SC 2NF SL 2NF 显然 在SLC模式中存在的一些异常问题在一定程度上得到了解决 但是 将一个1NF关系分解为多个2NF的关系 并不能完全消除关系模式中的各种异常情况和数据冗余 17 三 规范化 12 3NF定义 关系模式R中若不存在这样的键X 属性组Y及非主属性Z Z Y 使得X Y Y Z 成立 且Y X 则称R 3NF 可以证明 若R 3NF 则每一个非主属性既不部分函数依赖于码 也不传递函数依赖于码 如果R 3NF 则R也是2NF 18 三 规范化 由定义5 9可知 SC Sno Cno Grade Sno Cno Grade 3NFSL Sno Sname Sdept Loca 3NF 函数依赖图 19 三 规范化 解决方法采用投影分解法 把SL分解为两个关系模式 以消除传递函数依赖 S Sno Sname Sdept 3NFL Sdept Loca