《数据库原理及应用》第二章关系模型和关系数据库

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第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
学号
120001 120002
姓名
张三 李四
性别
男 男
学院
a12 a12
p (学号,姓名) →(性别,学院)
f (学号) →(性别,学院) f (姓名) →(性别) p (学号,姓名) →(姓名,学院)
140013
85
90 80 85 90
140013
090025
王蕾
李笑
数学
数学
95
95
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第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
(2)第二范式 若关系模式R属于1NF，且每个非主属性都完全函数依赖于码，则 该关系模式属于2NF，2NF不允许关系模式中的非主属性部分函数依 赖于码。 (本书) 第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的， 即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式 （2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为 实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。 (通用标准)
有相同数据类型的值的集合。 5、关键字：关键字又称主属性，可以唯一地标识一个元组的一个属性或多个 属性的组合。候选关键字和主关键字。 6、外部键：如果某个关系中的一个属性或属性组合不是所在关系的主关键字 或候选关键字，但却是其他关系的主关键字，对这个关系而言，称其为外部关 键字。
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第二章 关系模型和关系数据库
2.1 数据模型
3、关系模型
关系模型（Relational Model）的所谓“关系”是有特定含义的。 关系模型的所谓“关系”虽然也适用于这种一般的理解，但同时又 特指那种虽具有相关性而非从属性的按照某种平行序列排列的数据集合 关系。关系模型是用“二维表”表示事物间的联系。 某超级市场员工分布情况表
80
85 90 80
85
90 95 95
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第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
学号 120001 姓名 张三 学科 英语 成绩 80
120002
140013 090025 120001 120002
李四
王蕾 李笑 张三 李四
英语
英语 英语 数学 数学
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
(2)第三范式 若关系模式R属于1NF，且每个非主属性都不传递依赖于码，则该关 系模式属于3NF(本书) 满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第 三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主 关键字信息(通用标准)
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∪
第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
3.关系规范化 关系规范化理论认为，关系数据库中的每一个关系都要满足 一定的规范。根据满足规范的条件不同，可以化分为6个等级5 个范式，分别称为第一范式（1NF），第二范式（2NF），第三 范式（3NF），修正的第三范式（BCNF），第四范式（4NF）， 第五范式（5NF），NF是（Normal Form）的缩写。
第二章 关系模型和关系数据库
2.2 关系模型的数据结构
7、关系模式：是对关系数据结构的描述。简记为： 关系名（属性1，属性2，属性3，……，属性n） 例（p16，表2-1）：仓库（仓库号，仓库名，地点，面积） 学生（学号，姓名，班级，名次，性别，学院）
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第二章 关系模型和关系数据库
2.3.1 关系数据库
关系数据库 关系数据库是以关系数据模型为基础的数据库，它利用关系描 述现实世界中的对象。一个关系既可以用来描述一个实体及其属性， 也可以用来描述实体间的联系。关系数据库是由一组关系组成的。
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第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
2.3.2 关系的规范化
第二章 关系模型和关系数据库
2.1 数据模型
数据模型由数据结构、数据操作和完整性约束3部分组成。
1、层次模型
层次模型（Hierarchical Model）是数据库系统中最早采用的数据 模型，它是通过从属关系结构表示数据间的联系，层次模型是有向“树” 结构。 A 其主要特征如下： （1）有且仅有一个无父结点的根结点。 （2）根结点以外的子结点，向上有且仅有一个父结点，向下可有 B C D E 若干子结点。
2.2 关系模型的数据结构
属性1 属性2 属性3 属性4 属性5
学号
元组1 元组2 元组3 元组4
姓名 张三 李四 王蕾 李笑
班级名次 1202,2 1201,9 1403,11 0901,5
性别 男 男 女 女
学院 a12 a12 b14 c09
120001 120002 140013 090025
学号
120001 120002
姓名
张三 李四
性别
男 男
学院
a12 a12 (学号) →(学院) (学院) →(学号)
140013
090025 学院
王蕾
李笑 名称
女
女
b14
c09 电话
(学院)
(学号)
a11
a12 b13 c09
管理学院
经济学院 数学学院 信息学院
8005
8129 8463 8811
(学院) →(电话) 所以:(学号) →(电话)
C1 C2 C3 E11 E1 E12
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第二章 关系模型和关系数据库
2.1 数据模型
2、网状模型
网状模型（Network Model）是层次模型的扩展，它表示多个从属 关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网络结构，网状模型是有向“图” 结构。 其主要特征如下： （1）允许一个以上的结点无父结点。 （2）一个结点可以有多于一个的父结点。
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2.3 关系数据库和关系数据库规范化
学号
120001 120002
姓名
张三 李四
英/数
80/85 85/90
140013
090025 学号 姓名
王蕾
李笑 英
90/95
80/95 数
120001
120002 140013 090025
张三
李四 王蕾 李笑
p 子集X’，有X’→Y，则称Y部分函数依赖于X，记作 X→Y ， 否则称Y完 f 全函数依赖于X，记作 X→Y 。
由定义2.2可知，当X是单属性时，由于X不存在任何真子集，如果X→Y，
f 则 X→Y 。
（3）传递函数依赖定义
则称Z传递函数依赖于X。 ∩ 定义2.3：在关系模式R(U)中，如果X→Y，Y X，且Y → X，Y→Z，
1. 数据库设计中的问题 如果一个关系没有经过规范化，可能会出现数据冗余大、数据更新 造成不一致、数据插入异常和删除异常。 2. 函数依赖 函数依赖（Function Dependency）是关系规范化的主要概念， 是描述了属性之间的一种联系。 （1）函数依赖定义 定义2.1：设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。 对于R(U)的任意一个可能的关系r，若有r的任意两个元组，在X上的属 性值相同，则在Y上的属性值也一定相同，则称“X函数确定Y”或“Y 函数依赖于X”，记作X→Y。
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第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
学号 120001 120002 140013
姓名 张三 李四 王蕾
宿舍 男2楼 男2楼 女1楼
宿舍
性别
男1楼
男2楼 女1楼
男
男 女
110019
090025
王蕾
李笑
女2楼
女2楼
女2楼
女
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090025 学号
王蕾
李笑 课号
女
女
b14
c09 成绩
120001
120001 120002 120002
1101
1102 1101 1102
90
91 89 85
f (学号,课号) →(成绩)
(学号) →(成绩)
(课号) →(成绩)
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2.3 关系数据库和关系数据库规范化
姓名 张三 李四 性别 男 男 宿舍 男2楼 男2楼
王蕾
王蕾
女
女
女1楼
女2楼
学号
120001 120002 140013 110019
姓名
张三 李四 王蕾 王蕾
性别
男 男 女 女
宿舍
男2楼 男2楼 女1楼 女2楼
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第二章 关系模型和关系数据库
基本概念比较
概念模型 实体集
关系模型 关系
DBMS 数据库表
用户 二维表格
实体 属性 键 实体型
元组 属性 关键字（主属性） 关系模式
记录 字段 主关键字
行 列
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2.3 关系数据库和关系数据库规范化
主键 侯选码
外键
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2.2 关系模型的数据结构
几个结论：
1、一个关系是一个二维表格。 2、二维表格的每一列是一个属性。每一列有一个属性 名。属性在表中的顺序无关紧要。 3、二维表格的每一列的数据类型相同，数据来自同一 个域。 4、二维表格中的每一行是一个元组，表中不能有重复 的元组，用关键字来保证元组的唯一性。
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2.3 关系数据库和关系数据库规范化
学号 120001 姓名 张三 成绩 80 评价 良好
120002
140013 090025 120011 120022
李四
王蕾 李笑 张强 李刚
85
90 80 85 90
良好
优秀 良好 良好 优秀
140003
090015
王环
李燕
95
部门 经营部 营业部 采购部 经贸公司 姓名 王东华 齐统焇 陈东东 霍热平 性别 女 男 男 女 年龄 25 41 36 29
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2.2 关系模型的数据结构
一个关系模型的数据结构是一张二维表格，它由行和列组成，称 为关系，即关系是一个二维表格。在关系数据模型中，实体集及实体 集的各种联系均用关系表示。 1、关系：即一个二维表格。 2、属性：关系的每一列必须有个名字，称为属性（Attribute）。 3、元组：在一个关系中，每一行称为一个元组(Tuple)。 4、域：关系的每一属性有一个取值范围，称为域（Domain）。域是一组具
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2.3 关系数据库和关系数据库规范化
学号
120001 120002
姓名
张三 李四
性别
男 男
学院
a12 a12
(学号,姓名) →(性别,学院)
(学号) →(性别,学院) (姓名) →(性别)
140013
090025 学号
王蕾
李笑 课号
女
女
b14
c09 成绩
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第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
(1)第一范式 若一个关系模式R的所有属性都是不可再分的基本数据项，则该关系 模式属于第一范式（1NF）(本书) 在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要 求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。 所谓第一范 式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列 中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的 属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体 由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式 （1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。
(学号,姓名) →(姓名,学院)
120001
120001 120002 120002
1101
1102 1101 1102
90
91 89 85
(学号,课号) →(成绩)
(学号) →(成绩) (课号) →(成绩)
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第二章 关系模型和关系数据库
2.3 关系数据库和关系数据库规范化
（2）完全函数依赖和部分函数依赖定义 定义2.2：在关系模式R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真
95
优秀
优秀
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2.3 关系数据库和关系数据库规范化
2.3.3 关系模型的完整性约束
数据库原理及应用
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第二章 关系模型和关系数据库
本章要点
本章的主要内容涉及数据库设 计步骤的第三布：逻辑设计及常用 的数据模型——关系数据模型。 具体包括：数据模型、关系模 型的数据结构、ER模型到关系模型 的转化、关系数据库和关系数据库 规范化等。
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