数据库原理与技术第六章new

SELECT SNAME FROM SS SSELECT SNO FROM WHERE SNO=‘S01’ WHERE SNAME = ‘李婉’ SELECT SNAME FROM S WHERE SNO=‘S02’
函数依赖
定义 函数依赖：设R(U)是属性集U上的关系模式， X , Y 是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能 的关系r，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，则称X函数决 定Y，或Y函数依赖于X，记作XY。
函数依赖
SNO SNAME S01 S02 S01 S03 S04 S02 S05 杨明 李婉 杨明 李婉 安然 李婉 乐天 DEPT D01 D01 D01 D02 D02 D01 D03 HEAD CNO 李一 李一 李一 王二 王二 李一 赵三 C01 C01 C02 C01 C02 C03 C01 G 90 87 92 95 78 81 82
关系中每一分量必须是原子的，不可再分。即不能 以集合、序列等作为属性值。
SNO
S1
CNO
{C1，C2，C3}
SNO S1
S1 S1
CNO C1
C2 C3
不满足1NF的关系模式
满足1NF的关系模式
2NF(Ⅰ)
定义 若R1NF，且每个非主属性完全依赖于码， 则称R2NF 将1NF的关系模式规范化为2NF的关系模式， 其方法是消除1NF的关系模式中非主属性对 码的部分依赖。 思考：如果关系R的全体属性都是R的主属 性，或者R的所有候选码都只含一个属性， 那么，R是否属于第二范式？
• 所有非主属性都完全函数依赖于每个候选码。 • 所有主属性都完全函数依赖于每个不包含它的候选码。
• 没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。
BCNF(IV)
原因：
存在主属性对码的不良依赖，STJ BCNF，
因为T J，而T不含有码。 改造
将S分解为（S，T），（T，J）。
• 如：SNO和CNO
函数依赖
平凡函数依赖：如果X Y，但YX，则称其为非 平凡的函数依赖，否则称为平凡的函数依赖。如 （SNO，SNAME） SNAME是平凡的函数依赖 完全函数依赖：在R(U)中，如果XY，且对于X的 任何真子集X' ，都有X'Y ，则称Y对X完全函数依 f Y ，否则称为Y对X部分函数依赖， 赖，记作X p 记作X Y。 （SNO，CNO） G，
2NF(II)
关系模式S(SNO, SNAME , DEPT , HEAD , CNO , G)
不良特性
插入异常：如果学生没有选课，关于他的个人信息及 所在系的信息就无法插入。 删除异常：如果删除学生的选课信息，则有关他的个 人信息及所在系的信息也随之删除了。 数据冗余：如果一个学生选修了k门课，则有关他的 所在系的信息重复 更新异常：如果学生转系，若他选修了k门课，则需 要修改k次。
范式
定义
范式是对关系的不同数据依赖程度的要求。如果一 个关系满足某个范式所指定的约束集，则称它属于 某个特定的范式。
1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 5NF
规范化
一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以 转换为若干个高级范式的关系模式的集合，这一 过程称作规范化。
1NF
定义
关系数据库设计中存在的问题(Ⅲ)
原因：把多个实体型用一个关系模式表示 解决之道：分解 DEPT HEAD
SNO CNO S01 C01 S02 C01 S01 S03 S04 S02 S05 C02 C01 C02 C03 C01 G 90 87 92 95 78 81 82
SNO
S01 D01 D02 李一 王二
示例
STJ(S, T, J)，S表示学生，T表示教师，J表 示课程。每位老师只教授一门课,每门课由 若干教师教，某一学生选定某门课就确定了 一个固定的教师，因此具有以下函数依赖：
TJ，（S，J）T
（S，T），（S，J）为候选码。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
BCNF(Ⅱ)
不良特性
插入异常：如果没有学生选修某位老师的任课，则 该老师担任课程的信息就无法插入。
2NF(III)
原因：S2NF，因为 f G （SNO，CNO） p SNAME SNOSNAME，（SNO，CNO） p SNO DEPT，（SNO，CNO） DEPT p HEAD SNOHEAD， （SNO，CNO）
规范化 将S分解为： S_SD(SNO, SNAME, DEPT, HEAD) 2NF SC( SNO , CNO , G)2NF
G→SNO? G→SNAME? SNO→SNAME?
函数依赖
函数依赖于属性间的联系类型有关。 当X、Y之间是“1对1”联系时，则存在函数 依赖XY和Y X。
• 如：学号和身份证号
当X、Y之间是“多对1”联系时，则存在函数 依赖XY。
• 如：SNO和DEPT
当X、Y之间是“多对多”联系时，则不存 在函数依赖。
3NF(II)
定义
关系模式R< U , F >中，若不存在这样的码X，属性 组Y及非主属性Z(Z Y)，使得下式成立， XY , YZ , YX 则称R3NF。 将2NF的关系模式规范化为3NF的关系模式，其方 法是消除2NF的关系模式中非主属性对码的传递依 赖。
3NF(III)
函数依赖
函数依赖极为普遍地存在于现实生活中。考察关 系模式S(SNO , SNAME , DEPT , HEAD , CNO , G)，由于一个SNO只对应一个学生，而 一个学生只能在一个系中学习。因而当SNO的值 确定后，SNAME和DEPT也被唯一地确定了。 就像自变量x确定后，相应的f(x)也被确定了一 样。我们说SNO函数决定（SNAME，DEPT）， 而（SNAME，DEPT）函数依赖于SNO。
3NF（I）
S_SD(SNO, SNAME, DEPT, HEAD)
不良特性
插入异常：如果系中没有学生，则有关系的信息就无法 插入。 删除异常：如果学生全部毕业了，则在删除学生信息的 同时有关系的信息也随之删除了。 更新异常：如果学生转系，不但要修改DEPT，还要修 改HEAD，如果换系主任，则该系每个学生元组都要做 相应修改。 数据冗余：每个学生都存储了所在系的系主任的信息。
如SNO SNAME， （SNO，CNO） G SELECT SNO, COUNT(DISTINCT SNAME)
FROM S
GROUP BY SNO
函数依赖
函数依赖是不随时间而变的。若关系模式R具 有函数依赖XY，那么虽然关系模式R的关系 实例r在X，Y上的取值各不相同，并且随时间 而变化， 但X，Y在任一特定时刻都保持函数 依赖XY 。 函数依赖不是指关系模式R的某个或某些关系 满足的约束条件，而是指R的一切关系均要满 足的约束条件。 函数依赖是语义范畴的概念，它反映了一种语 义完整性约束，我们只能根据语义来确定一个 函数依赖。
D03 SNAME
杨明
赵三 DEPT
D01
S02
S03
李婉
李婉
D01
D02
S04
S05
安然
乐天
D02
D03
函数依赖
一个实体型的诸属性之间具有内在的联系，通过 对这些联系的分析，我们可以做到一个关系模式 只表示一个实体型的信息，从而消除上述问题。 在关系模型中，我们利用数据依赖来描述这些属 性间的联系。 数据依赖是通过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。其中最重要的是函数依赖。
主键？
关系数据库设计中存在的问题(Ⅱ)
问题
插入异常：如果一个系刚成立没有学生，或者有了学生 但尚未安排课程，那么就无法将这个系及其负责人的信 息插入数据库。 删除异常：如果某个系的全部学生都毕业了，则删除该 系学生及其选修课程的同时，把这个系及其负责人的信 息也丢掉了。 数据冗余和更新异常：学生及其所选课程很多，而系主 任只有一个，但其却要和学生及其所选课程出现的次数 一样多。此外，如果某个系要更换系主任，就必须修改 这个系学生所选课程的每个元组，修改其中的系主任信 息。若有疏忽，就会造成数据的不一致，从而造成更新 异常。
检验：A→C？C→A？AB→D？
码
定义 候选码：设K为R< U , F >的属性或属性组 f 合， 若K U ，则称K为R的一个候选码。 若候选码多于一个，则选定其中一个作为主 码。 超码：设K为R< U , F >的属性或属性组， 若K U，则称K为R的超码。
码
主属性：包含在任何一个候选码中的属性，称 作主属性。 非主属性：不包含在任何一个候选码中的属性， 称作非主属性。 全码：关系模式的码由整个属性组构成。 如（P，W，A）
关系数据库设计中存在的问题(I)
SNO SNAME S01 杨明 S02 李婉 S01 杨明 S03 李婉 S04 S02 S05 安然 李婉 乐天 DEPT D01 D01 D01 D02 D02 D01 D03 HEAD CNO C01 李一 李一 李一 王二 王二 李一 赵三 C01 C02 C01 C02 C03 C01 G 90 87 92 95 78 81 82
p （SNO，CNO） SNAME
f
函数依赖
传递函数依赖：在R(U)中，如果XY， （ YX ）Y Z，且Y X， ZY则称Z对 X传递函数依赖。 SNO DEPT，DEPT HEAD
函数依赖
A a1 a1 a2 a2 a3 B b1 b2 b2 b3 b3 C c1 c1 c2 c2 c2 D d1 d2 d2 d3 d4