关系数据库设计理论(1).ppt

关系数据库设计理论是数据库设计的核心内容，它涉及到如何构建高效、稳定、易于理解和维护的数据模型。本文件主要探讨了关系数据库设计中的一些非形式化设计规则，这些规则旨在提高关系模式的质量，避免数据冗余、异常和不一致性。 关系模式的语义清晰性至关重要。设计一个关系模式时，应该确保每个关系模式能清晰地反映特定实体或联系的特性，而不是将多个实体或联系的属性混杂在一起。例如，糟糕的设计如“学生关系模式S”将学生、系、课程和选修的信息混合在一个模式中，导致语义模糊，不仅增加了理解和解释的难度，还可能导致存储冗余，增加存储成本。此外，这样的设计还会引发插入、删除和修改异常，例如，新系无学生时无法插入信息，学生未选课时删除异常，以及更换系主任时的数据不一致问题。 为了避免这些问题，设计规则5.2提出，关系模式不应存在插入、删除和修改异常。这意味着关系模式应该设计得足够灵活，能适应各种操作，而不至于因为某个属性的缺失或改变而产生错误。规则5.3则强调避免空值的过度使用，空值可能导致存储浪费、语义理解困难和其他操作问题。空值应该是特殊情况下的产物，而不是常态。 另外，规则5.4关注的是伪元组的生成，即在自然连接操作中产生的实际上并不存在的元组。这通常是因为连接操作没有基于主码-外码属性进行，设计时应避免这种情况，以保证数据的准确性和一致性。 函数依赖是数据库设计中的关键概念，它描述了一组属性如何确定另一组属性的值。函数依赖的左边是决定属性，右边是被决定属性。通过函数依赖，我们可以识别和消除数据冗余，确保数据的一致性。函数依赖不仅帮助我们找到候选键，也是建立数据库完整性约束的基础。 关系数据库设计理论关注的主要方面包括：关系模式的语义清晰性、数据冗余与异常的避免、空值的处理以及通过函数依赖实现数据约束。理解并遵循这些设计原则，能够创建出更高效、更稳定的数据库模型，确保数据的准确性和一致性，从而提高数据库系统的整体性能和可靠性。