第五章-关系数据库理论.ppt

第5章关系数据库设计联系实体内部的联系及实体之间的联系。（1）实体之间的联系：在第二章讲述的E—R图，是研究和表示它的有效工具。（2）实体内部的联系：关系数据理论即为研究无论是实体内部的联系还是实体之间的联系的联系都是语义范畴的概念。5.1.1数据库设计的基本问题 关系数据规范化理论是数据库逻辑设计的有力工具。规范化理论研究的是关系模式中属性之间的相互依赖关系及其对关系模式性能的影响，一个“好”的关系模式应当具备的性能，如何设计一个好的关系模式等。数据依赖：通过一个关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系，它是现实世界属性间相互联系的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。函数依赖和多值依赖是最重要的两种数据依赖。函数依赖：指一个或一组属性的值可以决定其它属性的值。象一个函数y=f(x)一样，x的值给定后，y的值也就唯一地确定了。例如，一个学生的学号可以决定一个学生的姓名、年龄、班级等属性值；一个学生的学号和他所选课程的课程号可以决定成绩。5.1.2什么是“不好”的关系模式结论：“供应者”关系模式不是一个好的模式。原因：属性之间存在着“不良”的数据依赖。解决方法：“改造”关系模式，消除不合适的数据依赖。使之成为“好”的模式。如何改造不好的模式是讨论函数依赖的根本原因。5.2关系数据库设计理论5.2.1函数依赖对于函数依赖定义的说明：（1）函数依赖讨论的是属性之间的对应关系（2）函数依赖是所有关系实例均要满足的约束条件。（3）在关系上讨论函数注重的是语义上的关系，是语义范畴的概念，由语义确定函数依赖。（4）只要u[x]=v[x]就有u[Y]=v[Y]成立，就有X→Y，只有当u[x]=v[x]为真，u[Y]=v[Y]为假时，X→Y不成立。函数依赖的分类2、部分函数依赖3、传递函数依赖一个关系模式可以有一个或多个候选码。在最简单的情况下，候选键只包含一个属性，在最复杂的情况下，候选键包含关系模式的所有属性，称为全键（all-key）。1、非平凡函数依赖：若X→Y而且YX，则称X→Y是非平凡函数依赖。2、如果Y不函数依赖于X，则记作：X→Y3、X→Y中，X称为决定属性集（决定因素）。4、若X→Y，并且Y→X，则记为X←→Y。5、用U表示关系模式R的属性全集，即U={A1，A2，……}，用F表示关系模式R上的函数依赖集，则关系模式R可以表示为：R（U，F）模式分解解决数据冗余和操作异常和方法是模式分解，消除“不良”的函数依赖，从而获得好的关系模式。例如：STUDENT(SNO,SNAME,AGE,SEX,CLASS，DEPT,CNO,CNAME,GRADE,SCORE)可分解为：STUDENT(SNO,SNAME,AGE,SEX,CLASS,DEPT)SG(SNO,CNO，GRADE)course(CNO,CNAME,SCORE)模式分解应遵循的原则：具有无损连接特性和保持函数依赖特性。无损连接：是指分解后的关系经过自然连接可以恢复成原来的关系。保持函数依赖：指分解后的关系不能破坏原来的函数依赖（不能破坏原来的语义）。5.3函数依赖公理5.3.1AMmstrong公理的内容及正确性Atmstrong公理：设有关系模式R（U，F），X、Y、Z均为Ｕ的子集，推理规则如下：①自反律：如果Ｙ?Ｘ则Ｘ→Ｙ；②增广律：如果Ｘ→Ｙ，则XZ→YZ；③传递律：如果Ｘ→Ｙ、Ｙ→Ｚ，则Ｘ→Ｚ5.3.2AMmstrong公理的推论Atmstrong公理推理：设有关系模式R（U，F），X、Y、Z均为Ｕ的子集，推理规则如下：合并规则：如果Ｘ→Ｙ，Ｘ→Z，则Ｘ→ＹZ；分解规则：如果Ｘ→ＹZ，则Ｘ→Ｙ，X→Z；伪传递规则：如果Ｘ→Ｙ、ＹW→Ｚ，则ＸW→Ｚ引理４.1：Ｘ→Ａ1Ａ2…Ａｎ的充分必要条件是Ｘ→Ａk成立（ｋ＝ｌ，２…，ｎ）。该引理可以根据合并规则和分解规则直接证明。5.3.3逻辑蕴涵和闭包1、逻辑蕴涵：根据给定的一组函数依赖来判断另外一些函数依赖是否成立。定义:设有关系模式Ｒ（Ｕ，Ｆ），Ｘ?Ｕ、Ｙ?Ｕ，如果从Ｆ中的函数依赖能够推导出Ｘ→Ｙ，则称Ｆ逻辑蕴涵Ｘ→Ｙ，或称Ｘ→Ｙ是Ｆ的逻辑蕴涵。例如：设F={A?B，B?C}，则函数依赖A?C被F逻辑蕴含，记作：F|=A?C。即函数依赖集F逻辑蕴含函数依赖A?C。定义：在关系模式Ｒ(U,F)中，被Ｆ所逻辑蕴涵的函数依赖的全体称作Ｆ的闭包，记