数据库系统原理教学课件07.ppt

【数据库系统原理】\n\n关系数据理论是数据库设计的核心概念，它主要研究如何有效地组织、存储和管理数据。在关系数据理论中，一个关系可以理解为一个表格，由若干行和列组成，每一行代表一个实体，每一列代表实体的属性。关系模式是对关系的正式描述，通常用五元组表示：R(U, D, DOM, F)，其中R是关系名，U是属性名集合，D是属性对应的域，DOM是属性到域的映射，F是属性间的数据依赖关系集合。\n\n数据依赖是关系数据库中用来描述属性间关系的概念，包括函数依赖（FD）和多值依赖（MVD）。函数依赖是描述在一个关系中，如果一个属性（或属性组）的值确定了另一个属性的值，那么就说存在函数依赖。例如，在描述学校教务的数据库中，学生学号（Sno）可以唯一确定学生所在系（Sdept），这可以表示为函数依赖Sno → Sdept。函数依赖分为平凡依赖和非平凡依赖，前者是当Y包含在X中时，如Sno → Sno，后者则不是。\n\n完全函数依赖是指X决定Y，而且Y不能被X的任何真子集决定。部分函数依赖是X决定Y，但Y可以被X的真子集决定。例如，在关系SC(Sno, Cno, Grade)中，(Sno, Cno) → Grade是完全函数依赖，因为Sno和Cno共同决定Grade，而(Sno, Cno) → Sno和(Sno, Cno) → Cno是部分函数依赖，因为单个的Sno或Cno无法确定另一属性。\n\n在数据库设计中，关系模式的规范化是解决数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的关键步骤。例如，初始的关系模式Student(Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade)可能存在数据冗余和异常，通过分解为S(Sno, Sdept)，SC(Sno, Cno, Grade)和DEPT(Sdept, Mname)，可以减少这些问题。分解关系模式的目的是消除不合适的函数依赖，以达到更高的规范化级别，比如第一范式（1NF），第二范式（2NF），第三范式（3NF）和BCNF（巴斯-科德范式）。\n\n规范化数据依赖的公理系统是用来判断和处理函数依赖的工具，它包括Armstrong公理系统，包括自反性、对称性、增广性、传递性、合并规则和分解规则等，这些规则帮助我们分析和推导函数依赖，以指导关系模式的优化和分解。\n\n关系数据理论为理解和操作关系数据库提供了理论基础，通过函数依赖和数据依赖的概念，我们可以识别和解决数据冗余和异常，从而提高数据库的效率和完整性。在实际数据库设计中，了解并应用这些理论可以帮助我们构建出更加高效、稳定和易于维护的数据库系统。