数据库原理第6章(最终稿)只是分享
数据库系统原理及应用教程第四版课后答案(苗雪兰 刘瑞新) 机械工业出版社第6章汇总
6.2答： ① SELECT 姓名,联系电话 FROM 供应商 WHERE 所在城市='天津 ② SELECT * FROM 工程 WHERE 预算 BETWEEN 50000 AND 100000 ORDER BY 预算 DESC ③ SELECT 工程代号 FROM 供应零件 WHERE 供应商代码='S1 ④ SELECT 零件.零件名, 供应零件.数量 FROM 零件，供应零件 WHERE 零件.零件代码=供应零件.零件代码 AND 供应零件.工程代码= 'J2' ⑤ SELECT 零件代号 FROM 供应商, 供应零件 WHERE供应商.供应商代码=供应零件.供应商代码 AND 供应商.所在城 市='上海'
6.1答： ① CREATE TABLE 职工(职工号 CHAR(10) NOT NULL UNIQUE, 姓名 CHAR(8) NOT NULL, 年龄 SMALLINT, 性别 CHAR(2), CONSTRAINT C1 CHECK(性别 IN ('男','女'))) Go CREATE TABLE 社会团体(编号 CHAR(8) NOT NULL UNIQUE, 名称 CHAR(12) NOT NULL, 负责人 CHAR(8), 活动地点 VARCHAR(50), CONSTRAINT C2 FOREIGN KEY(负责人) REFERENCES职工(职工号)) Go CREATE TABLE 参加(职工号 CHAR(8), 编号 CHAR(8), 参加日期 DATE, CONSTRAINT C3 PRIMARY KEY(职工号, 编号), CONSTRAIN C3 FOREIGN KEY(职工号) REFERENCES 职工(职工号)) Go ②SELECT 职工号, 姓名 FROM 职工, 社会团体, 参加 WHERE 职工.职工号=参加.职工号 AND 参加.编号=社会团体.编号 AND社会团体.名称 IN ('唱歌队', '篮球队') ③SELECT * FROM 职工 WHERE NOT EXISTS ( SELECT * FROM 参加 WHERE 参加.职工号=职工.职工号) ④ SELECT * FROM 职工 WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM 参加 WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM 社会团体 WHERE 参加.职工号=职工.职工号 AND 参加.编号=社会团体.编号))
数据库原理与应用教程第四版 第六章答案
免责声明：私人学习之余整理，如有错漏，概不负责1.关系规范化中的操作异常有哪些？是由什么引起的？解决方法是什么？操作异常有数据冗余问题、数据更新问题、数据插入问题、数据删除问题。
其产生的原因是关系模式没有设计好，某些属性之间存在不良的函数依赖。
解决方法是进行模式分解，把一个不良的关系模式分解为两个或多个关系模式。
2.第一、二、三范式的定义分别是什么？第一范式：不包含重复组的关系，即不包含非原子项的属性。
第二范式：属于第一范式，且每个非主属性都完全函数依赖于主码。
第三范式：属于第二范式，且所有非主属性都不传递依赖于主码。
3.什么是部分函数依赖？什么是传递函数依赖？举例说明。
部分函数依赖：在关系模式R(U)中，如果X→Y，并且存在X的一个真子集X0，使得X0→Y，则称Y对X部分函数依赖。
传递函数依赖：在关系模式R(U)中，设X，Y，Z是U的不同的属性子集，如果X确定Y、Y确定Z，且有X不包含Y，Y不确定X，（X∪Y）∩Z=空集合，则称Z传递函数依赖于X。
4.第三范式的关系模式是否一定不包含部分函数依赖？不一定。
可列举以下关系模式：关系模式（A,B,C,D）中AB和BC为候选码，AC相互依赖，D完全依赖于AB或BC，则ABC为主属性。
令AB为主码，此关系模式中各属性不可再分，且非主属性D完全依赖于主码，并不传递依赖于主码，则其为第三范式，但主属性C部分依赖于主码AB。
实际例子：（学号，课程号，身份证号，成绩）候选码：（学号，课程号）和（课程号，身份证号）主码：（学号，课程号）主属性：学号，课程号，身份证号非主属性：成绩5.对于主码只有一个属性组成的关系模式，如果它是第一范式，则它是否也一定是第二范式？第一范式主码只有一个属性，则不存在部分依赖关系，即一定是第二范式。
6.学生修课（学号，姓名，所在系，性别，课程号，课程名，学分，成绩）关系模式…。
指出候选码，判断是第几范式，转为第三范式并指出主码与外码。
数据库系统原理DatabaseSystemPrinciples
2019/7/30
《数据库系统概论》- 第6章
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关系模式
一个关系模式应当是一个五元组。 R（U, D, DOM, F）
F是本章开始引入的数据依赖集。
由于D和DOM对模式设计关系不大,因此我们在本 章中把关系模式看作是一个三元组：R<U, F>
关系模式R中的属性或属性组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，简称外码。
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《数据库系统概论》- 第6章
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6.2.3 范式
满足最低要求的关系，叫第一范式，简称 1NF。
关系表的每一分量是不可分的数据项 1NF 不允许表中出现嵌套或复合的属性
5NF 4NF BCNF 3NF 2NF 1NF
非主属性
没有非主属性对码的部分函数依赖，满足2NF。
存在非主属性对非主属性的函数依赖，不满足 3NF。
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《数据库系统概论》- 第6章
NF，仍有过度冗余及其带来 的3类异常。
S1
CS
B01
S2
CS
B01
S3
CS
B01
S100
MA
B02
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《数据库系统概论》- 第6章
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6.2.1 函数依赖
X→Y，且YX，则称X→Y是非平凡的函数依 赖。若不特别声明，我们总是讨论非平凡的 函数依赖。
X→Y，但YX 则称X→Y是平凡的函数依赖。
理解为：整体一致，部分一致，没有特殊意义 （过于“平凡”）。
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6.2.4 2NF
例：前面的大表SC不是2NF的关系模式。 例4：关系模式S-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno,
数据库原理第6章
JOIN操作
用于将多个表中的相关记录连接起来， 可以通过指定连接条件进行连接。
SQL语言的数据更新
INSERT语句
用于向数据库表中插入新记录。
DELETE语句
用于从数据库表中删除记录。
UPDATE语句
用于修改数据库表中的现有记录。
MERGE语句
用于根据指定的条件将两个表中的记录进行 插入、更新或删除操作。
数据库系统的未来发展
未来，数据库系统将朝着更加智能化、自适应和可扩展的方向发展。同时，随着人工智能 和机器学习技术的进步，数据库系统将能够更好地支持数据分析和预测功能。
数据库系统的基本概念
数据模型
数据模型是描述数据、数据关系 以及数据操作的抽象表示。常见 的数据模型有层次模型、网状模 型和关系模型等。
05
数据库管理
数据库管理概述
数据库管理定义
数据库管理是对数据库进行规划、设计、使 用、维护和优化的过程，旨在确保数据库的 高效、安全和可靠运行。
数据库管理目标
数据库管理的目标是提高数据库的性能、保证数据 的完整性和安全性、降低维护成本，以及满足用户 的需求。
数据库管理系统
数据库管理系统（DBMS）是用于管理数据库 的软件系统，提供数据存储、查询、更新和管 理等功能。
物理设计
确定数据库的物理结构和存储 方式，包括数据文件、索引、 存储路径等。
需求分析
了解用户需求，收集和分析数 据，确定系统功能和性能要求。
逻辑设计
将概念模型转换为逻辑模型， 确定数据库的逻辑结构和关系。
实施与维护
根据设计进行数据库的创建和 维护，包括数据导入、备份、 恢复等。
数据库设计的方法与工具
问题也日益突出，因此保护数据库安全对于企业和社会的发展至关重要。
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SLC Sno
Grade Cno
Sdept Sloc
SLC的候选码为(Sno, Cno)
SLC满足第一范式。 非主属性Sdept和Sloc部分函数依赖于码(Sno, Cno)
SLC存在的问题
Sno 5001 5001 5001 5001 5002 5002 5002 5003 5003 5004 5004 5005
设计为关系模式 ： Student <U、F>
其中: U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝
F是什么?
关系模式Student<U, F>中存在的问题
⒈ 数据冗余太大
见教材P171页
浪费大量的存储空间
例：每一个系主任的姓名重复出现、学生姓名也重复
⒉ 更新异常（Update Anomalies）
2.设计的工具:规范化理论
例:职员部门数据库的两种可能设计
方案一
方案二 冗余数据多 容易出现数据 不一致
第六章 关系数据理论
6.1 问题的提出 6.2 规范化 6.3 数据依赖的公理系统 *6.4 模式的分解
概念回顾
关系：描述实体、属性、实体间的联系。 从形式上看，它是一张二维表，是所涉及属性的笛卡 尔积的一个子集。
本数据项，则R∈1NF。
第一范式是对关系模式的最起码的要求。不满足第 一范式的数据库模式不能称为关系数据库。
但是满足第一范式的关系模式并不一定是一个好的 关系模式。
例: 关系模式 SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade)
Sloc为学生住处，假设每个系的学生住在同一 个地方。
数据库系统概论
An Introduction to Database System
数据库原理(完整)
数据库原理(完整)数据库原理是研究如何科学地组织和存储数据的一门学科，是计算机科学的重要分支之一。
它主要涉及数据的定义、存储、查询、更新和管理等方面的问题，旨在为用户提供高效、可靠的数据服务。
数据库原理的主要内容包括：1. 数据模型：数据模型是数据库中数据的组织形式，用于描述数据的结构和语义。
常见的数据模型有层次模型、网络模型、关系模型和面向对象模型等。
2. 数据库设计：数据库设计是将现实世界中的数据抽象为数据模型的过程，包括概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段。
概念设计主要关注数据之间的关系和结构，逻辑设计则将概念设计的结果转换为具体的数据库管理系统（DBMS）支持的数据模型，物理设计则关注数据的存储和访问方式。
3. 数据库查询语言：数据库查询语言是用户与数据库系统交互的工具，用于表达对数据库的查询、更新、插入和删除等操作。
常见的数据库查询语言有SQL（结构化查询语言）和NoSQL（非关系型数据库查询语言）。
4. 数据库事务管理：数据库事务管理是为了保证数据库的一致性和完整性，确保事务的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID特性）。
事务管理包括事务的并发控制、恢复和锁定机制等。
5. 数据库存储引擎：数据库存储引擎是数据库管理系统中负责数据存储和访问的组件，它决定了数据库的性能和可靠性。
常见的存储引擎有InnoDB、MyISAM、MongoDB等。
6. 数据库安全性：数据库安全性是指保护数据库免受非法访问和恶意攻击的能力。
它包括身份验证、授权、数据加密和访问控制等方面。
7. 数据库备份与恢复：数据库备份与恢复是为了防止数据丢失和恢复数据库到特定状态的过程。
备份包括全备份、增量备份和差异备份等，恢复则包括完全恢复、部分恢复和点恢复等。
数据库原理的应用领域非常广泛，包括金融、医疗、教育、政府、电子商务等各个行业。
掌握数据库原理，有助于提高数据处理能力，为各类应用提供高效、稳定的数据服务。
数据库原理（完整）数据库原理是研究如何科学地组织和存储数据的一门学科，是计算机科学的重要分支之一。
数据库原理与设计(第6章)
职称
职工
职称
工号 姓名 性别 年龄
职工 n
工资
任职
1
职称
住房 津贴
6.3 概念结构设计
例2：在医院中，一个病人只能住在一个病房，病房号可 以作为病人实体的一个属性。但如果病房还要与医生实 体发生联系，即一个医生负责几个病房的病人的医疗工 作，则病房应作为一个实体。
工号 医生 性别 病人 n
数据库的物理设计的内容和方法
对要运行的事务进行分析
–对于查询事务，需得到如下信息
所涉及的关系，查询、连接、投影所涉及的属
性
–对于更新事务，需得到如下信息
所涉及的关系及其属性，要更新的属性值
了解所用RDBMS提供的存取方法 关系模式存取方法选择
–三者以上的联系：相联系实体的码的并构成该关系的码；
相同主码的关系可以合并
E-R图向关系模型转换实例
部门 1 1 天数 领导 1 属于 n n 职工 1 负责 供应商 n
参加
m 产品
m
供应
p 零件
供应量 1
E-R图向关系模型转换实例
部门（部门号，部门名…）
该关系模式由实体“部门”转换
数据库和信息系统
数据库是信息系统的核心和基础 数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分 数据库系统的设计和开发是涉及多学科的综合性技
术
6.1 数据库设计概述
数据库设计的内容
数据库的结构设计(静态)
–逻辑数据库设计
• 局部逻辑结构 • 全局逻辑结构
–物理数据库设计
• 存储结构
数据库设计步骤
系统需求分析
–需求收集和分析，结果得到数据字典描述的数据需求和数
(完整版)数据库系统原理与设计(第2版)课后习题详细答案
数据库系统原理与设计习题集第一章绪论一、选择题1. DBS是采用了数据库技术的计算机系统，DBS是一个集合体，包含数据库、计算机硬件、软件和（）。
A. 系统分析员B. 程序员C. 数据库管理员D. 操作员2. 数据库（DB），数据库系统（DBS）和数据库管理系统（DBMS）之间的关系是（）。
A. DBS包括DB和DBMSB. DBMS包括DB和DBSC. DB包括DBS和DBMSD. DBS就是DB，也就是DBMS3. 下面列出的数据库管理技术发展的三个阶段中，没有专门的软件对数据进行管理的是（）。
I．人工管理阶段II．文件系统阶段III．数据库阶段A. I 和IIB. 只有IIC. II 和IIID. 只有I4. 下列四项中，不属于数据库系统特点的是（）。
A. 数据共享B. 数据完整性C. 数据冗余度高D. 数据独立性高5. 数据库系统的数据独立性体现在（）。
A.不会因为数据的变化而影响到应用程序B.不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序C.不会因为存储策略的变化而影响存储结构D.不会因为某些存储结构的变化而影响其他的存储结构6. 描述数据库全体数据的全局逻辑结构和特性的是（）。
A. 模式B. 内模式C. 外模式D. 用户模式7. 要保证数据库的数据独立性，需要修改的是（）。
A. 模式与外模式B. 模式与内模式C. 三层之间的两种映射D. 三层模式8. 要保证数据库的逻辑数据独立性，需要修改的是（）。
A. 模式与外模式的映射B. 模式与内模式之间的映射C. 模式D. 三层模式9. 用户或应用程序看到的那部分局部逻辑结构和特征的描述是（），它是模式的逻辑子集。
A.模式B. 物理模式C. 子模式D. 内模式10.下述（）不是DBA数据库管理员的职责。
A.完整性约束说明B. 定义数据库模式C.数据库安全D. 数据库管理系统设计选择题答案：(1) C (2) A (3) D (4) C (5) B(6) A (7) C (8) A (9) C (10) D二、简答题１．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
(完整版)郑州大学数据库原理终极总结版
第一章数据库系统基本概念数据库（Database，简称DB），是一个有结构的、集成的、可共享的、统一管理的数据集合。
数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS）是用来管理数据库的一种商品化软件。
●所有访问数据库的请求都由DBMS来完成的。
●DBMS提供了操作数据库的许多命令（语言），即SQL语言。
DBMS 的主要功能：●数据定义的功能。
DBMS提供数据定义语言(Data Definition Language，DDL)。
通过DDL，可以方便地定义数据库中的各种对象。
如定义Students表结构。
●数据操纵的功能。
DBMS提供数据操纵语言(Data Manipulation Language，DML)。
通过DML，实现数据库中数据的基本操作。
如向Students表中插入一行数据。
●安全控制和并发控制的功能。
如控制非法用户访问数据库。
●数据库备份与恢复的功能。
对数据库进行定义备份，以便数据库遭遇意外时，能恢复。
数据库系统数据库系统的组成：数据库由若干张相互关联的表格组成。
数据库系统各个部件之间的关系●用户与数据库应用（即应用程序）交互；●应用程序与DBMS交互；●DBMS访问数据库中的数据,返回给应用程序；●应用程序按用户的习惯显示得到的数据。
数据库系统管理数据特点：●数据是集成的、共享的。
--数据库系统中所有的数据都集中存储在一个数据库中。
●数据重复小。
●数据独立性好。
--应用程序不依赖任何数据的结构与访问技术。
●数据结构化，易于按用户的视图表示。
模式：就是数据的一种抽象描述。
数据库的三级模式：外模式、概念模式、内模式。
1.内模式是数据库中数据的存储结构、存储方法、存取策略等的描述，也称物理模式、存储模式。
2.概念模式是数据库中数据的逻辑结构的描述，也称模式、概念结构。
3.外模式是单个用户用到的数据逻辑结构的描述，通常也称视图、子模式。
➢一个数据库只有一个内模式，一个概念模式，但可以有多个外模式。
数据库原理与应用(SQL Server ) 第6章 创建数据库和创建表
数据库原理与应用（SQL Server）
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6.2.2 修改数据库
在数据库创建后，用户可以根据需要对数据库进行以下修改： ● 增加或删除数据文件，改变数据文件的大小和增长方式。 ●增加或删除日志文件，改变日志文件的大小和增长方式。 ● 增加或删除文件组。 【例6.2】在test数据库(已创建)中增加数据文件testbk.ndf和日志 文件testbk_log.ldf。 （1）启动SQL Server Management Studio，在左边“对象资源管 理器”窗口中展开“数据库”节点，选中数据库“test”，单击鼠标右 键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令。
server.database.scheme.object
例如，DELL-PC.stsc.dbo.student即为一个完全限定名。
数据库原理与应用（SQL Server）
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6.1.1 逻辑数据库
（2）部分限定名
使用完全限定名往往很繁琐且没有必要，经常省略其中的某些部
分。在对象全名的4个部分中，前3个部分均可被省略，当省略中间的部
创建多个，也可以没有，辅助数据文件的默认扩展名为.ndf。 （3）日志文件(Transaction Log) 日志文件用于保存恢复数据库所需的事务日志信息。每个数据库
至少有一个日志文件，也可以有多个，日志文件的扩展名为.ldf。
数据库原理与应用（SQL Server）
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6.1.2 物理数据库
3. 数据库文件组 在数据库中，为了管理和分配数据将多个文件组织在一起，组成 文 件 组 ， 对 它 们 进 行 整 体 管 理 ， 以 提 高 表 中 数 据 的 查 询 效 率 ， SQL Server提供了两类文件组：主文件组和用户定义文件组。 （1）主文件组。 包含主要数据文件和任何没有指派给其它文件组的文件，数据库 的系统表均分配在主文件组中。 （2）用户定义文件组。 包含所有使用 “CREATE DATABASE”或“ALTER DATABASE” 语句并用 “FILEGROUP”关键字指定的文件组。
数据库系统原理第一章第6章
数据库系统原理第一章第6章第一章：数据库系统的基本概念和发展历程数据库系统是一个有组织的存储、管理和维护数据的系统。
它采用数据库来组织和存储数据，并提供多种功能和服务，如数据查询、数据分析、事务处理等。
数据库系统的出现和发展对于大规模数据的处理和管理起到了极为重要的作用。
第一个阶段是文件系统阶段，主要是使用操作系统的文件系统来管理数据，每个应用程序都有自己的数据文件和相关处理程序。
这种方式的缺点是数据的冗余、数据一致性难以保证、数据的安全性不高等。
第二个阶段是数据库管理系统（DBMS）的出现，这是一个独立于应用程序的软件系统，用来管理和组织数据。
DBMS提供了数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML）等功能，简化了数据的管理和操作。
常见的DBMS有关系数据库管理系统、面向对象数据库管理系统、XML数据库管理系统等。
第三个阶段是分布式数据库系统的出现，这是在多个计算机上分布式存储数据的一种数据库系统。
分布式数据库系统提供了更高的数据可靠性、可扩展性和性能。
它可以将数据分布到多个节点上，以提高数据访问和处理的效率。
第六章：数据库完整性和安全性数据库完整性是指数据库中的数据必须满足一定的规则和约束。
数据库完整性有四种类型：实体完整性、参照完整性、域完整性和用户定义的完整性。
实体完整性要求数据库中的实体必须具有唯一的标识，例如主键。
参照完整性要求外键必须与主键保持一致，以保证数据的一致性。
域完整性要求每个属性的取值必须满足一定的约束条件。
用户定义的完整性是根据特定的业务需求定义的完整性规则。
数据库安全性是指保护数据库不受非法访问、破坏和篡改的能力。
数据库安全性主要包括身份验证、访问控制和审计功能。
身份验证是通过用户名和密码来验证用户身份的过程。
数据库管理员可以创建用户账户并分配相应的权限。
访问控制通过授权机制来限制用户对数据库的访问权限。
数据库管理员可以控制用户对数据库对象的增删改查等操作。
审计功能可以记录用户的操作行为，包括修改、删除和查询等操作。
数据库原理6-3
伪传递规则：由X→Y，WY→Z，有XW→Z。
证明： X→Y，有WX →WY，又WY→Z，故XW→Z。
分解规则：由X→Y及 Z Y，有X→Z。 不需证明（A1， A3）
2.根据合并规则和分解规则，可得引理6.1； 引理6.l X→A1 A2…Ak成立的充分必要条件是X→Ai成立（i=l，2 ，…，k）。
例2：求F={AB→C，A→B，B→A}的最小函数依赖集Fmin。
解：(1)去掉F中冗余的函数依赖： 判断AB→C是否冗余。设：G1={ A→B，B→A}，得：(AB)G1+=AB ∵ C (AB)G1+ ∴ AB→C不冗余 判断A→B是否冗余。设：G2={ AB→C，B→A}，得：AG2+=A ∵ BABG2+ ∴ A→B不冗余 判断B→A是否冗余。设：G3={ AB→C，A→B }，得：BG3+=B ∵ ABG3+ ∴B→A不冗余 函数依赖集仍然为F={AB→C，A→B，B→A}；
(2) 去掉各函数依赖左部冗余的属性（本题只需考虑AB→C的情况） 方法1：在决定因素中去掉B，若CAF+，则以A→C代替AB→C。 求得：AF+=ABC ∵ CAF+ ∴ 以A→C代替AB→C 故：Fm={A→C，A→B，B→A} 方法2：在决定因素中去掉A，若CBF+，则以B→C代替AB→C。 求得：BF+=ABC ∵ CBF+ ∴ 以B→C代替AB→C 故：Fm={B→C，A→B，B→A}
→sdept,Sdept → Mname,(sno,cno) → Grade}
F ΄={sno →sdept, Sno → Mname, Sdept → Mname, (sno,cno) → Grade,(sno,sdept) → sdept}
数据库第六章
五、数据依赖对关系模式旳影响
[例1]建立一种描述学校教务旳数据库：
学生旳学号（Sno）、所在系（Sdept） 系主任姓名（Mname）、课程名（Cname） 成绩（Grade）
单一旳关系模式 ： Student <U、F>
U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝
[例2]
关系模式S(Sno, Sdept, Sage)，单个属性Sno是码， SC（Sno，Cno，Grade）中，（Sno，Cno）是码 [例3]
关系模式R(P，W，A) P：演奏者 W：作品 A：听众 一种演奏者能够演奏多种作品 某一作品可被多种演奏者演奏 听众能够欣赏不同演奏者旳不同作品 码为(P，W，A)，即All-Key
❖ 函数依赖涉及： (Sno, Cno) F Grade Sno → Sdept (Sno, Cno) P Sdept Sno → Sloc (Sno, Cno) P Sloc Sdept → Sloc
2NF（续）
S-L-C
Sno
Sdept
Grade
Cno
Sloc
❖ S-L-C旳码为(Sno, Cno) ❖ S-L-C满足第一范式。 ❖ 非主属性Sdept和Sloc部分函数依赖于码(Sno, Cno)
例：S-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈1NF S-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈2NF SC（Sno， Cno， Grade） ∈ 2NF S-L（Sno， Sdept， Sloc） ∈ 2NF
2NF（续）
❖ 采用投影分解法将一种1NF旳关系分解为多种2NF旳关系， 能够在一定程度上减轻原1NF关系中存在旳插入异常、删 除异常、数据冗余度大、修改复杂等问题。
数据库原理第六章关系数据理论
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）。
(数据库原理)第6章E-R模型设计方法
它的三个基本元素分别是实体、属性和联系。
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6.1 E-R模型的基本元素
1.实体 实体（Entity）是指客观存在并且可以相互区别的 事物，它可以是具体的人、事、物，也可以是抽象 的概念或联系。。 由于具有相同属性的实体拥有一些共同特征和性质， 我们使用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类 实体，称之为实体型。 例如，学生（学号，姓名，出生日期，性别，系 别）、商品（商品号，商品名，产地，价格）都是 一个实体型。
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6.2.2 属性取值特点分类
1.单值属性 单值属性是指同一实体的某个属性只能取一 个值。 例如，学生的年龄只有一个值，因此年龄是 一个单值属性；学生的性别也只有一个值， 它也是一个单值属性。
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6.2.2 属性取值特点分类
2.多值属性 多值属性是指同一实体的某个属性可以取多 员工 个值。 例如，教师的学历可以有大学学历、研究生 学历，因此学历是一个多值属性；员工的电 员工号 部门 性别 年龄 职位 电话 话可以有移动电话、家庭电话和办公电话， 电话也是一个多值属性。
1 员工 拥有
n
电话
员工号
性别
年龄
部门
职位
电话性质
电话号码
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6.2.2 属性取值特点分类
3.空值 空值（NULL Value）表示无意义，或值存在但没 有该信息，或不能确定值是否存在。 例如，在登记某位员工的配偶信息时，可以在配偶 属性上使用NULL值填写，含义可以有以下3种情况： ① 该员工还没有结婚。 ② 该员工已经结婚，但配偶信息尚不清楚。 ③ 该员工是否结婚还不能确定。
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记作X→Y。
X→Y的进一步解释
对于R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。
对于R的任意一个可能的关系r中的元组，由X 上的分量可惟一确定Y上的分量
新关系∏X,Y(R)的元组在X分量上的值不重复
2.设计的Leabharlann 具:规范化理论例:职员部门数据库的两种可能设计
方案一
方案二 冗余数据多 容易出现数据 不一致
第六章 关系数据理论
6.1 问题的提出 6.2 规范化 6.3 数据依赖的公理系统 *6.4 模式的分解
概念回顾
关系：描述实体、属性、实体间的联系。 从形式上看，它是一张二维表，是所涉及属性的笛卡 尔积的一个子集。
设计为关系模式 ： Student <U、F>
其中: U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝
F是什么?
关系模式Student<U, F>中存在的问题
⒈ 数据冗余太大
见教材P171页
浪费大量的存储空间
例：每一个系主任的姓名重复出现、学生姓名也重复
⒉ 更新异常（Update Anomalies）
原因：由存在于模式中的某些数据依赖引起的 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。
什么是函数依赖
1. 非形式化定义:
”函数”依赖表示为： X1X2X3…Xn→Y，类似于Y=f(X) 即：取一组值，分别对应于属性X1X2X3…Xn，结果对应于Y产 生唯一值(或者是空值)
①是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
函数依赖（续）
说明：
1. 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。
2. 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。
3. 数据库设计者可以对现实世界作强制的规定。例如 规定不允许同名人出现，函数依赖“姓名→年龄” 成立。所插入的元组必须满足规定的函数依赖，若 发现有同名人存在， 则拒绝装入该元组。
关系模式：关系的描述。 关系数据库：基于关系模型的数据库，利用关系来描述
现实世界。 从形式上看，它由一组关系组成。 关系数据库的模式：定义这组关系的关系模式的全体。
概念回顾(续)
关系模式的形式化定义: R(U, D, DOM, F) R： 关系名 U： 组成该关系的属性名集合 D： 属性组U中属性所来自的域 DOM：属性向域的映象集合 F： 属性间数据的依赖关系集合 可以将关系模式看成一个三元组：
数据冗余 ，更新数据时，维护数据完整性代价大。
例：某系更换系主任后，系统必须修改与该系学生有
关的每一个元组
关系模式Student<U, F>中存在的问题
⒊ 插入异常（Insertion Anomalies） 该插的数据插不进去 例，如果一个系刚成立，尚无学生，我们就无法把这个 系及其系主任的信息存入数据库。
Mname
属性组U上的一组函数依赖F： F ＝｛ Sno → Sdept, Sdept → Mname,
(Sno, Cname) → Grade ｝
6.2 规范化
规范化理论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
F是什么? F是由如下的语义来体现：
Sno
Cname
⒈ 一个系有若干学生， 一个
Grade
学生只属于一个系；
⒉ 一个系只有一名主任；
⒊ 一个学生可以选修多门课
Sdept
Mname
程,每门课程有若干学生选修;
⒋ 每个学生所学的每门课程都 有一个成绩。
函数依赖的举例（续）
Sno
Cname
Grade
Sdept
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第六章 关系数据理论
问题的提出
–数据库设计 •数据库概念设计
(ER模型) •数据库逻辑设计 •数据库物理设计
问题?
1.针对一个具体问题，应如何 构造一个适合于它的数据模式， 即应该构造几个关系，每个关 系由哪些属性组成等
⒋ 删除异常（Deletion Anomalies） 不该删除的数据不得不删 例，如果某个系的学生全部毕业了， 我们在删除该系学 生信息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉了。
数据依赖对关系模式的影响
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。
R(U, F)
本章讨论: F
函数依赖 Functional Dependency 简记为FD
多值依赖 Multivalued Dependency 简记为MVD
函数依赖的举例
例：描述学校的数据库：
学生的学号（Sno）、所在系（Sdept） 系主任姓名（Mname）、课程名（Cname） 成绩（Grade）
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是U的子集，r为R(U) 的任意一个可能的关系。
X…Y
t1
t2
类似Y=f(X)
A
t1,t2∈r
当t1[X]=t2[X]时，
必有 t1 [Y]=t2[Y]成立
②是现实世界属性间相互联系的抽象 ③是数据内在的性质 ④是语义的体现
函数依赖的举例（续）
例：描述学校的数据库：
学生的学号（Sno）、所在系（Sdept） Mname）、
课程名（Cname）、绩（Grade）
系主任姓名
设计为关系模式 ： Student <U、F>
其中: U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝
函数依赖的相关符号含义
若X→Y，并且Y→X, 则记为X←→Y。 若Y不函数依赖于X, 则记为X─→Y。
函数依赖（续）
例: Student(Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept)
假设不允许重名，则有: Sno → Ssex，Sno → Sage , Sno → Sdept， Sno ←→ Sname, Sname → Ssex，Sname → Sage，Sname → Sdept