第06章_关系数据理论(习题课)
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6.1.1问题的提出
1、如何设计一个合理的关系数据库模式?
例:设计一个关系数据模型,存放学生各门课考试成绩。
1)CJ(SNO ,SNAME,CNO,CNAME,GRADE)
Sno Sname Cno CnameGrade 9901 李红 C01 数据库 90 9901 李红 C02 数学 88 9902 张雷 C01 数据库 85
产生问题的原因: 属性间约束关系(即数据间的依赖关系)太强
12
6.1.1问题的提出
解4、决什如么何是关设系计数据好库一设个计理关论系? 数据模式的问题 1.怎样评价关系模式的优劣 2.怎样将关系模式分解为一组较理想的关系模式
理解数据库语义学的重要内容 它借助近代代数工具,提出了一整套严密的理论
和实用算法,把抽象的数学理论和具体的实际问题 结合起来 关系数据库设计的理论基础:数据的依赖(数据 的相关性)
17
Ssdept B99 B98 C99 …
系主任 张艳 吴林 何杉 …
专业
数据库逻辑设计的依据
关系数据库的规范化理论
6
6.1.1问题的提出
2、关系模式的评价
1)关系数据库设计的核心:关系模式设计 如何构造一个关系模式? 应构造几个关系模式? 每个关系模式由那些属性组成?
2)关系模式的设计 按照一定的原则从数量众多而又相互关联的数 据中,构造出一组既能较好地反映现实世界, 而又有良好的操作性能的关系模式。
关系数据理论
(优选)第关系数据理论
第六章 关系数据理论
6.1 关系模式设计问题 6.2 函数依赖(FD) 6.3* 多值依赖(MD) 6.4 关系模式的范式(1NF、2NF、
数据库原理-关系数据理论
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第六章关系数据理论一、设关系模式R(ABCD),F是R上成立的FD集,F={A→B,C→B},则相对于F,试写出关系模式R的关键码。
并说明理由。
答:关键码是ACD。
理由:从已知的F,可导出AC->B再根据扩展律得ACD->B二、设关系模式R(ABCD),F是R上成立的FD集,F={A→B,B→C}。
1、试写出属性集BD的闭包(BD)+。
2、试写出所有左部是B的函数依赖(即形为“B→?”)。
答:1.(BD)+=BCD2.B->C三、设关系模式R(ABC),F是R上成立的FD集,F={ B→C,C→A},那么分解ρ={AB,AC}相对于F,是否为无损分解和保持FD?答;不是无损分解。
无损分解应该属于3NF,即无传递函数依赖。
应该分解为ρ={BC,AC}四、设有关系模式R(运动员编号、比赛项目、成绩、比赛类别、比赛主管),如果规定:每个运动员每参加一个比赛项目,只有一个成绩;每个比赛项目只属于一个比赛类别;每个比赛类别只有一个比赛主管。
试回答下列问题:1、根据上述规定,写出模式R的基本FD和关键码;2、说明R不是2NF的理由,并把R分解成2NF模式集;3、进而分成3NF 模式集。
答:1.已知R(运动员编号、比赛项目、成绩、比赛类别、比赛主管)FD={运动员编号->比赛项目, 运动员编号->成绩, 比赛项目->比赛类别, 比赛类别->比赛主管}关键码:运动员编号2.2NF的定义:所有非主属性都是完全函数依赖码。
原式中“比赛主管、比赛类别”对关键码“比赛类别”不存在完全函数依赖,故判定R不是2NF。
应该分解为R1(运动员编号、成绩)和R2(比赛项目、比赛类别、比赛主管)3.3NF分解为R1(运动员编号、成绩)R2(比赛项目、比赛类别)R3(比赛类别、比赛主管)五、设关系模式R(ABCD),在R上有四个相应的FD集及分解:1、F={B→C,D→A},ρ={BC,AD}2、F={AB→C,C→A,C→D},ρ={ACD,BC}3、F={A→B C,C→AD,},ρ={ABC,AD}4、F={A→B,B→C,C→D},ρ={AB,ACD}试对上述四种情况分别回答些列问题:①确定R的关键码②是否无损分解?③是否保持FD集?④确定ρ中每个模式的范式级别。
第6章关系数据理论习题
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第6章关系数据理论习题练习一。
指出下列关系模式是第几范式(1)R(X,Y,Z) FD={XY→Z}其典型实例就是我们的SC(Sno,Cno,Grade)参考解答:R(X,Y,Z)的主码为XY,非主属性为Z。
关系模式R(X,Y,Z)中不存在非主属性对码的部分函数依赖——>属于二范式关系模式R(X,Y,Z)中不存在非主属性对码的传递函数依赖——>属于三范式关系模式R(X,Y,Z)中起决定作用的只有码——>属于BC范式故在函数依赖范围内,关系模式R(X,Y,Z)属于BC范式(2)R(X,Y,Z) FD={ Y→Z, XZ→Y }参考解答:R(X,Y,Z)的主码为XZ,非主属性为Y属于第三范式:因为其中不存在非主属性(Y)对码(XZ)的部分函数依赖和传递函数依赖;但不属于BC范式:因为起决定作用的除了码以外还有非主属性(Y)(3)R(X,Y,Z) FD={ Y→Z, Y→X, X→YZ }参考解答:R(X,Y,Z)的候选码为Y和X,非主属性为Z不存在非主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖,故属于三范式又,起决定作用的只有码,所以也是BC范式(4)R(X,Y,Z) FD={ X→Y, X→Z }参考解答:典型实例Student(Sno,Sname,Ssex)R(X,Y,Z)的候选码为X,非主属性为Y和Z不存在非主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖,故属于三范式又,起决定作用的只有码,所以也是BC范式(5)R(W,X,Y,Z) FD={ X→Z, WX→Y }参考解答:典型实例S_C(Sno,Cno,Grade,,Cname)R(W,X,Y,Z)的候选码为WX,非主属性为Y和Z因为非主属性Z不是完全依赖于码(WX),而是依赖于码中的一部分(X),所以存在非主属性对码的部分函数依赖,故没有达到二范式,仅属于一范式(6)R(A,B,C,D) ,FD={B→D, AB→C }参考解答:典型实例S_C(Sno,Cno ,Grade,,Cname)R(W,X,Y,Z)的候选码为WX,非主属性为Y和Z因为非主属性Z不是完全依赖于码(WX),而是依赖于码中的一部分(X),所以存在非主属性对码的部分函数依赖,故没有达到二范式,仅属于一范式(7)R(A,B,C) FD={ A→B, B→A, C→A }参考解答:典型实例:若规定一个系的学生都住在一个住处,一个住处也只能入住一个系,则典型实例为:S_Loc(Sdept, Sloc, Sno) 主码为C,非主属性为AB,因存在非主属性(B)对码C的传递函数依赖,故不是三范式,最多是二范式又,不存在非主属性对码的部分函数依赖,故属于二范式练习二:设关系模式R(A,B,C,D,E),FD={A->D, E->D, D->B, BC->D, EC->A}。
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊版
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第二章关系数据库1 .试述关系模型的三个组成部分。
答:关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成.2 .试述关系数据语言的特点和分类.答:关系数据语言可以分为三类:关系代数语言。
关系演算语言:元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL:具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是,语言具有完备的表达能力,是非过程化的集合操作语言,功能强,能够嵌入高级语言中使用。
3 (略)4 .5 。
述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中,为什么外部码属性的值也可以为空?什么情况下才可以为空?答:实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属性,则属性A不能取空值。
若属性(或属性组)F是基本关系R的外码,它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系),则对于R中每个元组在F上的值必须为:或者取空值(F的每个属性值均为空值);或者等于S中某个元组的主码值.即属性F本身不是主属性,则可以取空值,否则不能取空值。
6.设有一个SPJ数据库,包括S,P,J,SPJ四个关系模式:1)求供应工程J1零件的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’(SPJ))2)求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3)求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO:πSno(πSno,,Pno(σJno=‘J1‘(SPJ))∞πPno(σCOLOR=’红‘(P)))4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO:πJno(SPJ)—πJNO(σcity=‘天津’∧Color=‘红‘(S∞SPJ∞P)5)求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO:πJno,Pno(SPJ)÷πPno(σSno=‘S1‘(SPJ))7. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。
答:连接运算符是“="的连接运算称为等值连接。
关系数据理论练习题答案
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关系数据理论练习题一、选择题1. 在关系数据库中,下列哪个术语表示表中的列?A. 元组B. 属性C. 字段D. 记录A. JOINB. UNIONC. INTERSECTD. EXCEPT3. 设有关系R(A, B, C),下列哪个选项是R上的投影操作?A. πA,B(R)B. σA,B(R)C. τA,B(R)D. γA,B(R)4. 设有关系R(A, B)和S(B, C),下列哪个选项是R与S的自然连接操作?A. R × SB. R ⨝ SC. R ∩ SD. R ∪ S二、填空题1. 关系数据库中的基本结构是______,它用来表示实体集和实体集之间的联系。
2. 若关系R和S进行自然连接,则R与S必须具有______属性。
3. 在关系数据库中,______操作用于从关系中选取满足条件的元组。
4. 设有关系R(A, B, C),则投影操作πA(R)的结果是______。
三、判断题1. 关系数据库中的每一列都有一个唯一的名称,称为属性名。
()2. 关系模型中,元组的位置可以任意交换。
()3. 自然连接是一种特殊的等值连接,要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组。
()4. 投影操作会改变原关系中的属性顺序。
()四、简答题1. 请简述关系数据库的三个范式。
2. 什么是函数依赖?请举例说明。
3. 什么是关系的规范化?为什么需要对关系进行规范化?4. 请解释主键和外键的概念。
五、综合题六、设计题图书(包含书名、作者、出版社、出版日期、ISBN等)读者(包含读者ID、姓名、性别、电话、邮箱等)借阅(包含借阅ID、图书ISBN、读者ID、借阅日期、归还日期等)学生(学号,姓名,性别,年龄,专业)课程(课程号,课程名,学分,教师编号)教师(教师编号,姓名,职称,电话)七、SQL编程题2. 假设有一个“订单”表,包含字段:订单ID(主键)、客户ID、订单日期、订单金额。
请编写SQL语句,查询2021年所有订单金额大于1000元的订单信息。
第六章关系数据理论精品文档
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码,则, R∈2NF 。
2NF(续)
例: 关系模式S-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) 其中,Sloc为学生住处,假设每个系的学生住在同一个地方。 主键:{Sno,Cno}
函数依赖包括:
F={(Sno, Cno) f Grade, Sno → Sdept, Sno → Sloc, Sdept → Sloc}
Sno → Sname
完全
(Sno,Cno) → Grade
完全
(Sno,Sname) → Sdept
部分
直接函数依赖与传递函数依赖
如果X→Y,Y→Z,且Y X,Y→X,则称Z传递函数依赖于 X。
例如: Student(Sno, Sname, Sdept, Mname, Cno, Grade)
因为Sno → Sdept, Sdept → Mname 所以存在传递依赖Sno → Mname
将一个2NF关系分解为多个3NF的关系后,并不能完全消 除关系模式中的各种异常情况和数据冗余。
课堂练习2:
将Student(Sno, Sname, Sdept, Mname, Cno, Grade)分解为一组2NF模式:
SC(Sno, Cno, Grade) SD(Sno, Sname, Sdept, Mname)
主键:{Sno}
6.2.5 3NF
3NF的定义 如果R 是2NF,且每个非主属性都不传递依赖 于R的候选码,则R属于3NF。
3NF(续)
分析下面的两个2NF,它们是不是属于3NF。 SC(Sno, Cno, Grade) 是 SL(Sno, Sdept, Sloc) 不是
数据库课件第6章关系数据理论
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学号 95001 95001
95002 95003 95003 95004
95005
STC
课程号 C003 C002
C003 C002 C004 C001 C001
教师号 T01 T02
T01 T02 T05 T04
T03
a.插入异常分析:插入尚未选课的学生时,能否插入?或 插入没有学生选课的课程时,能否插入? 都不能
Y
Z
X
学号 传递 系主 任
Z
1.范式
范式(Normal Form, NF):关系模式的规范形式。 是符合某一种级别的关系模式的集合。
2.规范化
规范化:将一个给定的关系模式转化为某种级别范 式的过程称为关系模式的规范化过程,简称规范化。
规范化目的:逐渐消除异常,减少冗余。
规范化方法:一般采用分解的办法,将低级别范式 向高级别范式转化,使关系的语义单纯化。
2.部分函数依赖: X →Y,存在一个 X’ →Y, X P Y。
(学号,课程号) p
课程名
X
Y
关系模式R(U), U 是R的属性集合,X、Y、Z是U的 子集,X’是X的任意真子集。
3.传递函数依赖: X→Y,Y→Z,且Y X,Y X, 则X→Z ,称Z传递函数依赖于X。
学号→系名
XY 系名→ 系主任
(1) 学号 (学号, 姓名, 系名) (2) 系 (系名, 系主任)
例题分析: 1、工人(工号,姓名,工种,定额,车间,车间主任) 若有如下函数依赖:
①工号→姓名 ③工号→车间
②工号→工种 ④工种→定额
⑤车间→车间主任
2.比赛(球队,比赛场次,得分) 函数依赖情况: 3.假设一个帐号一天只能取一次款,那么关系模式: 取款(日期,帐号,取款金额,取款身份证号)
第六章 关系数据理论.ppt
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3
3
解答:A->BC, B->C,AB->C…
21
6.2.1 函数依赖 (续)
2. 相关说明 函数依赖成立的条件 平凡的函数依赖 如果X Y,但Y X,则称其为平凡的函数依赖,否则 称为非平凡的函数依赖 如(Sno,SN) SN是平凡的函数依赖
22
6.2.1 函数依赖 (续)
32
6.2.3 范式(续)
3. 2NF
2NF的定义 • 若R1NF,且每个非主属性完全依赖于码,则称 R2NF • 消除非主属性对码的部分依赖 如S2NF,因为 (Sno,Cno)p SN (Sno,Cno)p SD
33
6.2.3 范式(续)
3. 2NF
1NF到2NF的改造
• 非主属性有两种,一种完全依赖于码,一种部分 依赖于码。 将S分解为: SC(Sno , Cno , G) S_SD(Sno , SN , SD , DEAN)
• 消除非主属性对码的部分函数依赖
34
改造结果
Sno SD
SD
DEAN
S01 杨明
D01
思齐
S02 李婉
D01
思齐
S03 刘海
D02
述圣
关系模式S(Sno , SN , SD , DEAN , Cno , G)在现实世 界中的体现的属性之间的依赖关系
• 一个系由若干学生,但一个学生只属于一个系(1-n) Sno -> SD
• 一个系只有一名主任 SD -> DEAN
• 每个学生学习一个课程,都有一个成绩G (Sno, Cno) -> G
27
范式关系图
1NF 2NF 3NF BCNF 4NF
《数据库系统概论》复习重点问答题6-关系数据理论
![《数据库系统概论》复习重点问答题6-关系数据理论](https://img.taocdn.com/s3/m/e47e214d0066f5335b81210c.png)
问答题6—关系数据理论一、第6章课后习题P195-2.建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库。
描述学生的属性有:学号、姓名、出生年月、系名、班号、宿舍区描述班级的属性有:班号、专业名、系名、人数、入校年份描述系的属性有:系号、系名、系办公室地点、人数描述学会的属性有:学会名、成立年份、地点、人数有关语义如下:一个系有若干专业,每个专业每年只招一个班,每个班有若干学生。
一个系的学生住在同一个宿舍区。
每个学生可参加若干学会,每个学会有若干学生。
学生参加某学会有一个入会年份。
(1)请写出关系模式答:学生(学号,姓名,出生年月,系名,班号,宿舍区)班级(班号,专业名,系号,班级人数,入校年份)系(系号,系名,系办公室地点,系人数)学会(学会名,成立年份,地点,学会人数)参加(学号,学会名,入会年份)(2)写出每个关系模式的最小函数依赖集,指出是否存在传递函数依赖。
对于函数依赖左部是多属性的情况下,讨论函数依赖是完全依赖,还是部分函数依赖。
答:F(学生) ={学号→姓名,学号→出生日期,学号→班号,班号→系名,系名→宿舍区}F(班级) ={班号→专业名,班号→班级人数,班号→入校年份,专业名→系名,(专业名,入校年份→班号)}F(系) ={系号→系名,系名→系号,系号→系办公室地点,系号→系人数}F(学会) ={学会名→成立年份,学会名→地点,学会名→学会人数,F(参加) ={(学号,学会名)→入会年份}其中:F(学生)中存在传递函数依赖:学号→系名,学号→宿舍区,班号→宿舍区因为:学号→班号,班号→系名,系名→宿舍区C(班级)中存在传递函数依赖:班号→系名因为:班号→专业名,专业名→系名(S#,PN)→DATE2和(CS,CDA TE)→C#均为SP中的函数依赖,是完全函数依赖。
(3)指出各个关系模式的候选码、外码,以及有没有全码存在 答:P196-12.下面的结论哪些是正确的,哪些是错误的,对于错误的结论请给出理由或给出一个反例说明之。
第6章关系数据理论PPT课件
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6.1.3 为什么要讨论函数依赖?
有关系模式:
S-L-C(Sno,Sdept,SLOC,Cno,Grade)
Sno
Sname Ssex
Sdept
Sloc
Cno Grade
李勇
男
计算机系
2公寓
c01
90
李勇
男
计算机系
2公寓
c02
86
李勇
男
计算机系
2公寓
c06
NULL
刘晨
男
计算机系
2公寓
c02
78
刘晨
• 有以下依赖关系: Sno→Sname, Sno→Sdept, Sno→Sage
例2: SC(Sno, Cno, Grade) (Sno, Cno)→Grade
函数依赖定义
• 设有关系模式R(A1,A2,…,An),X和Y均为{A1,A2,…,An}的子 集,r是R的任一具体关系,t1、t2是r中的任意两个元组;
6.1.2 一些术语和符号
1. 如果X→Y,但Y不包含于X,则称 X→Y是非平凡的函数依赖。
2 . 如果X→Y,但Y包含于X,则称 X→Y是平凡的函数依赖。
若无特别声明,我们讨论的都是非平凡 的函数依赖。
术语和符号(续)
3. 如果X→Y,则X称为决定因子。 4. 如果X→Y,并且Y→X,则记作
X←→Y。
结论
• Student关系模式不是一个好的模式。 • “好”的模式:
• 不会发生插入异常、删除异常、更新异常, • 数据冗余应尽可能少。 • 原因:由存在于模式中的某些数据依赖引起 • 解决方法:通过分解关系模式来消除其中不 合适的数据依赖
6.2 关系规范化
数据库第二版课后习题答案
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数据库第二版课后习题答案数据库第二版课后习题答案数据库是计算机科学中重要的概念之一,它提供了一种有效地存储和管理数据的方式。
数据库系统的设计与实现是数据库课程的重要内容之一。
在学习数据库课程时,课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。
本文将为大家提供数据库第二版课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
第一章数据库系统概述1. 数据库是什么?答:数据库是一个有组织的、可共享的、可维护的数据集合,它以一定的数据模型为基础,描述了现实世界中某个特定领域的数据和关系。
2. 数据库系统的特点有哪些?答:数据库系统具有以下特点:- 数据的独立性:数据库系统将数据与程序相分离,使得数据的修改不会影响到程序的运行。
- 数据的共享性:多个用户可以同时访问数据库,并且可以共享数据。
- 数据的冗余性小:通过数据库系统的数据一致性和完整性约束,可以减少数据的冗余性。
- 数据的易扩展性:数据库系统可以方便地进行扩展和修改,以满足不同需求。
- 数据的安全性:数据库系统提供了权限管理和数据加密等机制,保证数据的安全性。
第二章关系数据库与SQL1. 什么是关系数据库?答:关系数据库是一种基于关系模型的数据库,它使用表格(关系)来表示和存储数据。
关系数据库中的数据以行和列的形式组织,每个表格代表一个实体集,每一行代表一个实体,每一列代表一个属性。
2. 什么是SQL?答:SQL(Structured Query Language)是一种用于管理关系数据库的语言。
它包含了数据定义语言(DDL)、数据操纵语言(DML)和数据控制语言(DCL)等部分。
通过SQL,用户可以对数据库进行创建、查询、更新和删除等操作。
第三章数据库设计1. 数据库设计的步骤有哪些?答:数据库设计的步骤包括:- 需求分析:确定数据库的需求和目标,了解用户的需求。
- 概念设计:根据需求分析的结果,设计数据库的概念模型,包括实体、属性和关系等。
- 逻辑设计:将概念模型转换为逻辑模型,包括表格的设计、关系的建立和约束的定义等。
第06章 关系数据理论(习题课)
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基本概念
完全函数依赖和部分函数依赖: 完全函数依赖和部分函数依赖: 在关系模式R(U)中: 中 在关系模式 X→Y,且对于X的任何一个真子集X ,都有X 若X→Y,且对于X的任何一个真子集X',都有X' Y, f 则称Y完全函数依赖于X 记作X 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 X→Y, 不完全函数依赖于X 则称Y P 赖于X 记作X 赖于X,记作X Y. 传递函数依赖: 传递函数依赖: 在关系模式R(U)中 在关系模式R(U)中,若X→Y,Y→Z,且Y X,Y X R(U) X→Y,Y→Z, 则称Z传递函数依赖于X 记作X ,则称Z传递函数依赖于X ,记作X t Z .
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基本概念
解析: 解析: 函数依赖是最基本的,也是最重要的一种数据依赖. ⑴函数依赖是最基本的,也是最重要的一种数据依赖. 函数依赖是属性之间的一种联系, ⑵函数依赖是属性之间的一种联系,体现在属性值是否相 由定义可知, X→Y, 中任意两个元组, 等.由定义可知,若X→Y,则 r中任意两个元组,如果它 们在X上的属性值相等, 那么在Y上的属性值也一定相等. 们在X上的属性值相等, 那么在Y上的属性值也一定相等. 实际存在的语义来确定属性间的函数依赖 要从属性间实际存在的语义来确定属性间的函数依赖. ⑶要从属性间实际存在的语义来确定属性间的函数依赖. ⑷函数依赖不是指关系模式R在某个时刻的关系(值)满足的 函数依赖不是指关系模式R在某个时刻的关系( 约束条件,而是指R 约束条件,而是指R在任何时刻的一切关系均要满足的约束 条件. 条件.
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基本知识点
需要举一反三的: 需要举一反三的: 1.四个范式的理解与应用 1.四个范式的理解与应用 2.能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式; 2.能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式; 能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式 3.能够根据应用语义,完整地写出关系模式的函数依赖 3.能够根据应用语义, 能够根据应用语义 集合,并求出最小依赖集; 集合,并求出最小依赖集; 4.能确定关系模式R的候选码; 4.能确定关系模式R的候选码; 能确定关系模式 5.能判断模式分解是否具有无损连接性和保持函数依赖 5.能判断模式分解是否具有无损连接性和保持函数依赖 6.掌握模式分解的方法 6.掌握模式分解的方法
数据库第06章_关系数据理(习题课)
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S中存在传递函数依赖:
Cno→Sdept,Sdept→Sloc ,Cno→Sloc
26
作业
(2)班级关系模式: 关系模式: C(Cno,Cspec,Sdept,Cnum,Cdate) 极小函数依赖集为: C:Cno→Cspec,Cspec→Sdept,Cno→Cnum
Cno→Cdate,(Cspec,Cdate) →Cno
Sno Sname Sage 20 21 22 Sdept 001 002 003 deptID Dname Mname 2001011 李华 2001012 顾芳 2001013 张林
001
002 003
自动化
计算机 管理
张三
李四 王五
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主码和外码表示了关系之间的联系。
13
课堂练习题:
下列关于关系模式的码的叙述中,哪一条
22
12.已知:关系模式R(U,F)中,U=ABCDEG.
F={BG→C,BD→E,DG→C,ADG→BC,AG→B,B→D}求: (1)R的侯选码(2)R最高满足第几范式 13.设有关系模式R(职工号,项目名,工资,部门名, 部门经理) 如果规定:每个职工可以参加多个项目,各领一份工资; 每个项目只属于一个部门管, 每个部门只有一个经理。 (1)写出该关系模式的函数依赖集合。 (2)判断候选码。 (3)说明不满足2NF的理由,并把R分解为2NF的模式集
平凡函数依赖不反映新的语义,无实际意义和价值; 无特别声明,均讨论有语义价值的非平凡依赖。
5
5
几种函数依赖类型(二):
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 fY,否则称Y部分函数依赖于X,记作X P Y。
数据库原理第六章关系数据理论
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6.2 规范化
规范化理论正是用来改造关系模式,通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依 赖,以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。
6.2.1 函数依赖
一、函数依赖 二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖 三、完全函数依赖与部分函数依赖 四、传递函数依赖
一、函数依赖
定义6.1 设R(U)是一个属性集U上的关系模式,X和Y
• 主属性与非主属性 • ALL KEY
外部码
定义6.5 关系模式 R 中属性或属性组X 并非 R的码,但 X 是另一个关系模式 的码,则称 X 是R 的外部码(Foreign key)也称外码
• 主码又和外部码一起提供了表示关系间联系 的手段。
6.2.3 范式
• 范式是符合某一种级别的关系模式的集合。 • 关系数据库中的关系必须满足一定的要求。满足
什么是数据依赖(续)
3. 数据依赖的类型
• 函数依赖(Functional Dependency,简记为FD) • 多值依赖(Multivalued Dependency,简记为MVD) • 其他
四、关系模式的简化表示
● 关系模式R(U, D, DOM, F) 简化为一个三元组:
R(U, F)
r r R ● 当且仅当U上的一个关系
注: 如果Y→X, 即X←→Y,则Z直接依赖于X。
例: 在关系Std(Sno, Sdept, Mname)中,有: Sno → Sdept,Sdept → Mname Mname传递函数依赖于Sno
6.2.2 码
定义6.4 设K为关系模式R<U,F>中的属性或属 性组合。若K f U,则K称为R的一个侯选 码(Candidate Key)。若关系模式R有多个 候选码,则选定其中的一个做为主码(Prim ary key)。
【教学课件】第六章 关系数据理论
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2021/8/17
复习上节课内容
一. 关系模型概念回顾
▪ 关系、关系模型、关系数据库、定义
二. 关系模式中可能存在的异常(示例)
▪ 数据冗余、插入异常、删除异常、更新复杂
三. 关系模式中存在异常的原因
▪ 数据依赖(定义、分类)、函数依赖
四. 关系模式的规范化
▪ 函数依赖(平凡、非平凡、完全、部分、传递函数依赖)
故:模式sc为3NF,模式s-l依然为2NF;
2021/8/17
❖ 例2:判断2NF关系模式S(sno,sname)及SC(Sno,Cno ,Grade)是否满足3NF; 模式sc的函数依赖有:sno →sname 模式sc的函数依赖有:(sno,cno)→grade
故:模式s和sc皆为3NF;
2021/8/17
❖ 解决方法:
采用投影分解法,把S-L分解为两个关系模式,以消除传递函 数依赖:
S-L Sno
Sdept Sloc
Sno
Sdept
S-D
Sdept
Sloc
D-L
S-D(Sno, Sdept),D-L(Sdept,Sloc) 分解后的关系模式S-D与D-L中不再存在传递依赖 S-D(Sno,Sdept) ∈ 3NF,D-L(Sdept, Sloc)∈ 3NF
❖ 一个低一级范式的关系模式,通过模式分解(投影运算)可以 转化为若干个高一级范式的关系模式的集合,这个过程叫 做规范化;
❖ 用几个简单的关系去取代原来结构复杂的关系的过程叫做 关系规范化。规范化理论是围绕着范式建立的。
2021/8/17
关系规范化
❖ 目的: 使结构合理,使数据冗余尽量小,减少插入,删除和更 新异常;
关系数据理论练习题及答案(详细完整版)
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第一部分:一、求最小依赖集例:设有依赖集:F={AB→C,C→A,BC→D,ACD→B,D→EG,BE→C,CG→BD,CE→AG},计算与其等价的最小依赖集。
解:1、将依赖右边属性单一化,结果为:F1={AB→C,C→A,BC→D,ACD→B,D→E,D→G,BE→C,CG→B,CG→D,CE→A,CE→G}2、在F1中去掉依赖左部多余的属性。
对于CE→A,由于C→A成立,故E是多余的;对于ACD→B,由于(CD)+=ABCEDG,故A是多余的。
删除依赖左部多余的依赖后:F2={AB→C,C→A,BC→D,CD→B,D→E,D→G,BE→C,CG→B,CG→D,CE→G}3、在F2中去掉多余的依赖。
对于CG→B,由于(CG)+=ABCEDG,故CG→B是多余的。
删除依赖左部多余的依赖后:F3={AB→C,C→A,BC→D,CD→B,D→E,D→G,BE→C,CG→D,CE→G}CG→B与CD→B不能同时存在,但去掉任何一个都可以,说明最小依赖集不唯一。
二、求闭包例:关系模式R(U,F),其中U={A,B,C,D,E,I},F={A→D,AB→E,BI→E,CD→I,E→C},计算(AE)+。
解:令X={AE},X(0)=AE;计算X(1);逐一扫描F集合中各个函数依赖,在F中找出左边是AE子集的函数依赖,其结果是:A→D,E→C。
于是X(1)=AE∪DC=ACDE;因为X(0)≠X(1),且X(1)≠U,所以在F中找出左边是ACDE子集的函数依赖,其结果是:CD→I。
于是X(2)=ACDE∪I=ACDEI。
虽然X(2)≠X(1),但在F中未用过的函数依赖的左边属性已没有X(2)的子集,所以不必再计算下去,即(AE)+=ACDEI。
三、求候选键例1:关系模式R(U,F),其中U={A,B,C,D},F={A→B,C→D},试求此关系的候选键。
解:首先求属性的闭包:(A)+=AB,(B)+=B,(C)+=CD,(D)+=D(AB)+=AB,(AC)+=ABCD=U,(AD)+=ABD,(BC)+=BCD,(BD)+=BD,(CD)+=CD (ABD)+=ABD,(BCD)+=BCD,因(AC)+=ABCD=U,且(A)+=AB,(C)+=CD,由闭包的定义,AC→A,AC→B,AC→B,AC→D,由合并规则得AC→ABCD=U;由候选码的定义可得AC为候选码。
6关系数据理论yzh
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异常问题!
例: 有一个关系模式R (TNAME, ADDRESS, CNO, CNAME)
教师姓名 教师地址 课程编号 课程名
TNAME 张力 张力 张力 王方 王方 李永
ADDRESS 建大礼和园 建大礼和园 建大礼和园 建大智和园 建大智和园 建大信和园
CNO 1 2 3 4 5 6
R1:教师信息
TNAME CNO CNAME
张力
1
组成原理
张力
2
OS
张力
3
数据结构
王方
4
数据挖掘
王方
5
Java
李永
6
数据库
R2:课程教授信息
问题的提出
关系数据库逻辑设计:
针对具体应用,如何设计和选择一个比较好 的关系模式集合
即应该构造几个关系模式,每个关系模式由 哪些属性组成等 ;
6
数据库原理及应用-SQL DML
CNAME 组成原理
OS 数据结构 数据挖掘
Java 数据库
异常问题!
1、数据冗余
如果一个教师教几门课程,那么这个教师的地址就要重复几 次存储;
2、修改异常
如果要修改变动数据库课程组的教师,必须同时修改几个相 关信息;
3、插入异常
如果一门课程没有教师来教,则无法插入到数据库中去(缺 少主关键字);
但Ssex →Sage, Ssex→ Sdept
函数依赖
说明:
关系模式下的所有关系实例均要满足
函数依赖不是指关系模式R的某个或某些关系实例 满足的约束条件,而是指R的所有关系实例均要满 足的约束条件。
语义范畴的概念
函数依赖是语义范畴的概念。只能根据数据的语义 来确定函数依赖。
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32
作业
(4)学会关系模式: 学会关系模式P:(Pname,Pdate1,Ploc ,Pnum ) 极小函数依赖集为: P:Pname→Pdate1,Pname→Ploc,Pname→Pnum 候选码:Pname (5)学生-学会关系模式: 学生–学会关系模式SP(Sno,Pname,date2) 函数依赖: (Sno,Pname)→date2 候选码:(Sno,Pname)
解析:C
12
12
课堂练习题: (续)
下列哪一项成立时,称X→Y为平凡的函数
依赖( )
(A) X∩Y=空 (C) X Y (B) X∪Y=空 (D) Y X
解析:D
13
13
课堂练习题: (续)
下列关于Y对X部分函数依赖的叙述中正确
的是( )
(A) 若X→Y,且存在Y的真子集Y’,X→Y’,则称… (B) 若X→Y,且存在Y的真子集Y’,X→Y’,则称… (C) 若X→Y,且存在X的真子集X’,X’→Y,则称… (D) 若X→Y,且存在Y的真子集X’,X’→Y,则称…
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第六章 关系数据理论 (习题课)
1
基本知识点
需要了解的: 1. 什么是一个“不好”的数据库模式;
2. 什么是关系模式的操作异常;
3. 规范化理论的重要意义。
2
基本知识点
需要牢固掌握的: 1.关系的形式化定义;
2.数据依赖的基本概念
F={ B→C,C→D,D→A},则R能达到_______。
A.1NF
B.2NF
C.3NF
23
D. BCNF
测验
8.下列规则中正确的是_______。
A.若X→Y ,WY→Z ,则WX→Z B.若XY,则 X→Y
C.若XY→Z,则 X→Z , Y→Z
D.若X∩Y=φ,则 X→Y
24
测验
9.设有关系模式R(A,B,C,D)及其函数依赖集
1NF 2NF 3NF BCNF 4NF
……
某一关系模式R为第n范式,可简记为R∈nNF。
19
19
课堂练习题:
下列关于关系模式规范化的叙述中,哪一
条是不正确的?( )
(A) 若R∈4NF,则必然R∈3NF (B) 若R∈3NF,则必然R∈2NF (C) 若R∈2NF,则必然R∈1NF (D) 若R∈3NF,则必然R∈BCNF
解析:D
20
20
测验
1.关系数据库规范化是为解决关系数据库中的_______问 题而引入的。 A.操作异常和数据冗余 B.提高查询速度 C.减少数据操作的复杂性 D.保证数据的安全性和完整性 2.假设关系模式属于R(A,B)属于3NF,下列说法中_____ 是正确的。 A.它一定消除了插入和删除异常 B.仍存在一定的插入或删除异常 C.一定属于BCNF D.B和C均是正确的
是正确的?( )
(A) 主码只能包含单属性 (B) 任何候选码都不能包含关系中的全部属性 (C) 包含在任一个候选码中的属性称作主属性 (D) 包含在素有候选码中的属性称作主属性
解析:C
18
18
9.3 范式(续)
1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 5NF
各种范式之间存在联系:
28
作业
建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库。 描述学生的属性有:学号、姓名、生日、系名、班号、宿舍区。 描述班级的属性有:班号、专业名、系名、人数、入校年份。 描述系的属性有:系号、系名、系办公室地点、人数。 描述学会的属性有:学会名、成立年份、地点、人数。 • 有关语义如下:
一个系有若干专业,每个专业每年只招一个班,每个班有若
候选码:Cno 和(Cspec,Cdate) C中存在:
Cno→Sdept传递函数依赖
(Cspec,Cdate)→Sdept是部分函数依赖
31
作业
(3)系关系模式: 关系模式: 系D(Dno,Dname,Dloc,Dnum) 极小函数依赖集为: D:Dno→Dname,Dname→Dno,Dno→Dloc Dno→Dnum 候选码:Dno,Dname
27
测验
14.说明下列关系模式最高满足几范式,并说明理由。 (1)R(A,B,C,D),F={B→D,AB→C} (2)R(X,Y,Z), F={Y→Z,Y→X,X→YZ} (3)R(A,B,C,D), F={B→D,D→B,AB→C} (4)R(X,Y,Z) F={XY→Z} (5)R(A,B,C), F={A→B,B→C,C→A} (6)R(A,B,C,D) F={A→C,D→B} (7)R(A,B,C,D) F={A→C,CD→B} (8)R(X,Y,Z) F={Y→Z,XZ→Y} (9)R(A,B,C,D,E) F={AB→CE,E→AB, C→D} (10)R(X,Y,Z)F={X→Y,X→Z}
26
12.已知:关系模式R(U,F)中,U=ABCDEG.
F={BG→C,BD→E,DG→C,ADG→BC,AG→B,B→D}求: (1)R的侯选码(2)R最高满足第几范式 13.设有关系模式R(职工号,项目名,工资,部门名, 部门经理) 如果规定:每个职工可以参加多个项目,各领一份工资; 每个项目只属于一个部门管, 每个部门只有一个经理。 (1)写出该关系模式的函数依赖集合。 (2)判断候选码。 (3)说明不满足2NF的理由,并把R分解为2NF的模式集
主码
若候选码多于一个,则选定其中的一个为主码。
外码:
关系模式R中属性或属性组X并非R的码,但X是另一个 关系模式的码,则称X是R的外码。
全码:
整个属性组是码,称为全码。
16
码(续)
定义关系模式 R 中属性或属性组X 并非R的码,
但X是另一个关系模式的码,则称X是R 的外部码 (Foreign Key)也称外码。 FK Student Department
5.能判断模式分解是否具有无损连接性和保持函数依赖
6.掌握模式分解的方法
4
基本知识点
难点: 判断关系满足的范式 关系模式的分解。
5
基本概念
理解并给出下列术语的定义:函数依赖、部分函数依赖、 完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码、 1NF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF。
函数依赖 :
(函数依赖、平凡函数依赖、非平凡函数依赖、 部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖、 码、候选码、外码); 3.范式的概念;
4.从1NF到BCNF的定义;
5.规范化的含义和作用。
3
基本知识点
需要举一反三的:
1.四个范式的理解与应用
2.能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式;
3.能够根据应用语义,完整地写出关系模式的函数依赖 集合,并求出最小依赖集; 4.能确定关系模式R的候选码;
22
D.4NF
测验
6.设有关系W(工号,姓名,工种,定额),将其规 范化到3NF正确的答案是 _______。
A.W1(工号,姓名)和W2(工种,定额)
B.W1(工号,工种,定额)和W2(工号,姓名)
C.W1(工号,姓名,工种)和W2(工种,定额)
D.以上都不对
7.关系模式R(A,B,C,D)中,有函数依赖集
解析:C
14
14
课堂练习题: (续)
下述不是由于关系模式设计不当而引起的
是( )
(A) 数据冗余 (B) 丢失修改 (C) 插入异常 (D) 更新异常 解析:B,丢失修改属于并发操作带来的数 据不一致性。
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15
码(由函数依赖的概念来定义)
候选码:
设K为关系模式R<U,F>中的属性或属性组合,若Kf U, 则K称为R的一个侯选码。
传递函数依赖与非传递/直接函数依赖形式表示相同; 传递函数依赖的存在使依赖关系复杂化,其语义关系比较 复杂,容易产生异常及冗余。
11
11
课堂练习题:
下列关于函数依赖的叙述中,哪一条是不
正确的?
(A) 若X→Y,Y→Z,则X→Z (B) 若X→Y,Y’ Y,则X→ Y’ (C) 若X→Y,X’ X,则X’→Y (D) 若X’ X ,则X→X’
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测验
3.当B属性函数依赖于A属性时,属性A与B的关系是____
A.一对多
C.多对多
B.多对一
D.以上都不对
4.候选码中的属性称为_____。 A.非主属性 C.复合属性 B.主属性 D.关键属性
5.关系模式R中的属性全部是主属性,则R的最低范式必 定是_______。 A.2NF B.3NF C.BCNF
8
几种函数依赖类型(一):
若X→Y,但Y X, 则称X→Y是平凡函数依赖; (对于任一关系,平凡函数依赖必然成立) 如果X→Y,但Y X,则称X→Y是非平凡函数依赖。 例: Sno → (Sno,Cname) Sno → (Sno,Cname) Sno → Cname Sdept → Grade
平凡函数依赖不反映新的语义,无实际意义和价值; 无特别声明,均讨论有语义价值的非平凡依赖。
9
9
几种函数依赖类型(二):
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 fY,否则称Y部分函数依赖于X,记作X P Y。
例: f (Sno,Cname)→Grade P (Sno,Cname,Sdept)→Grade P (Sno,Cname,Mname)→Grade
S中存在传递函数依赖:
Cno→Sdept,Sdept→Sloc ,Cno→Sloc