第七讲数据库设计基础.ppt

第七讲,数据库设计基础之基本问题及概念,本讲内容,关系数据库设计理论关系数据库设计中的异常问题 关系数据库设计理论中的基础概念,关系模式,关系模式是关系的描述，它由五部分组成，即为五元组：R(U,D,DOM,F)其中R为关系名，U是属性集合，D是域的集合，即取值范围的集合。DOM是属性源域（属性集合U中属性所来自的域），为属性向域的映象集合F为属性间的数据依赖关系集合。简化描述R(U,F)，甚至R(U),关系数据库设计中的异常问题,数据冗余更新异常插入异常删除异常,示例数据,学生（学号，姓名，系名，系负责人，课程名，成绩）主码=学号，课程名,12行,42字节,数据冗余,总字节数（6888102）12504B系名和系负责人重复12次学号和姓名重复3次课程名重复4次,更新异常,管理系负责人改为李增瑞需要修改12条记录（所有相关的记录，与该系的学生有关）由于数据重复存储导致更新操作复杂化。,插入异常,计算机系成立，尚未招生无法插入在学生表存储数据必须保证其实体完整性主属性不为空，故学号和课程名不能为空招生完毕，但学生尚未选修课程无法插入学号是有了，但由于未选修，所以课程名不知道，不能保证主属性不为空的实体完整性要求。求学校有多少系？结果不正确，在学生表中还未有计算机系含在内。问计算机系负责人是谁？不知道，计算机系不存在。由于信息不全，导致应该存储的数据无法存储。,删除异常,管理系98级学生毕业，删除所有该年级学生。由于管理系只有98级学生，被删除后，连带管理系及其负责人信息一起被删除。问学校有几个系？问管理系负责人是谁？若980701学生取消三门选修课程，则需要删除该学生对应的三条记录该学生记录信息也会因此被删除。问管理系有多少学生？删除元组时导致额外信息的丢失,根本原因,上述学生关系模式的规范化程序较低。解决的办法通过规范化理论对其进行规范化，可以逐步降低和消除上述问题,基础概念,函数依赖（Functional Dependency）非平凡的函数依赖（Nontrivial Functional Dependency)完全函数依赖(Full Functional Dependency)部分函数依赖(Partial Functional Dependency)传递函数依赖(Transitive Functional Dependency),函数依赖,定义1：对于R中属性X的任何一个具体值，Y仅有唯一的具体值与之对应，则称R的属性Y函数依赖于属性X，记作XY，X称为决定因素（Determinant）。设R(U)是一关系模式，U是R的属性集合。X和Y是U的子集，对于R(U)的任意一个可能的关系r，如果r中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作XY。例如：学号姓名，学号系名（学号，课程名）成绩,非平凡的函数依赖,在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y，如果XY，但YX，则称XY是非平凡函数依赖。若YX，则称XY为平凡函数依赖。对任一关系模式，平凡函数依赖都必然成立，不能反映新的语义，故一般只讨论非平凡的函数依赖。,完全函数依赖与部分函数依赖,定义2：在R中如果属性集Y函数依赖于属性庥X，且不函数依赖于X的任何真子集，则称Y完全函数依赖于X，记作X Y，否则Y部分函数依赖于X，记作X Y。在关系模式R(U)中，如果XY，且对于X的任一真子集X，都有X Y，则称Y完全函数依赖于X，记X Y。若XY，但Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依赖于X，记X Y。如关系SC(Sno,Cno,Grade)中，由于Sno Grade，Cno Grade。所以有(Sno,Cno)Grade。,传递函数依赖,定义3：在R中，对于属性子集X、Y、Z，若X Y，YX，Y Z，则称Z对X传递函数依赖，记作X Z。在关系模式R(U)中，如果XY，YZ且ZY（即Z-Y），YX，则称Z传递函数依赖于X。记作X Y，或者XY。说明：YZ且Z Y（即Z-Y）是指Y与Z之间的函数依赖是非平凡的。而加上条件：Y X，否则因为如果YX，则XY，故 X Z。并非传递函数依赖了。如关系Std(Sno,Sdept,Mname)中有SnoSdept，SdeptMname，且Sdept Sno，故 Sno Mname。,码,如果 K U，则K 是关系模式R(U)的超级码(Superkey)K 是R(U)的候选码(candidate key)当且仅当 K U,且不存在 K,使 U成立。即KR若关系模式R有多个候选码，则选定其中一个作为主码(primary key),外码,外部码(Foreign key)：如果关系R的某一属性组A不是R的候选码，而是另一关系S的候选码，则称A为R的外部码。外部码提供了一种表示两个关系联系的方法包含在任意一个候选码中的属性，称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非主属性。,小结,关系模式的表示五元组R(U,D,DOM,F)关系数据库设计中的异常问题有数据冗余、插入异常、删除异常、更新异常。关系理论中的主要概念包括函数依赖、非平凡的函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖等。问题关系理论在数据库设计中的地位？一般在何种情况下加以应用？,