数据库技术与应用PPT课件第五章 关系数据理论
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数据库原理及应用第5章
五
表(a)
表(b)
章
关
系 数
A
B
C
D
A
B
C
D
据
• A →AB1在表(a)关B系1 上成立，C但1 A →B在D表1(b)关系上不A成1 立。 B1
C1
D1
库
的
A1
B1
C2
D2
A1
B2
C2
D2
规
A2
B2
C3
D3
A2
B2
C3
D3
范
化
A3
B2
C4
D4
D4
A3
B1
C4
理
论
14
函数依赖(续)
第
五
章
• 定义5.2
规
F
范
化
理
论
P
传递
17
函数依赖(续)
第
例: 在关系SC(Sno, Cno, Grade)中,
五
由于: Sno Grade, Cno Grade,
章
因此: (Sno, Cno) Grade
但:
F
关
(Sno, Cno) Sno, (Sno, Cno) Cno
系
数
例: 在关系Std(Sno, Sdept, Mname)中, 有:
五
章 • 练习：已知R（ABCD)，F={B→C,D →A,BD →ABCD},求R的候选码。
B ABCD, D ABCD, BD ABCD
关
所以，R的候选码为BD
系 数 据 库
• 例: 全码
F
考虑关系模式R(P,W,A)
– 其中: P—演奏者, W—作品, A—听众
数据库原理与应用第五章课件
5.2 需求分析
5.2.2 需求分析的方法
需求分析常用的调查方法有以下几种： （1）亲自参与业务活动，了解业务处理的基本情况。 （2）请专人介绍。 （3）在对用户的需求了解过程中一定会存在许多疑问，可以通
过与用户座谈、询问等方式来解决这些疑问。 （4）设计调查表请用户填写。如果调查表设计得合理接受。 （5）查问记录。即查问原系统有关的数据记录。 （6）学习文件。及时了解掌握与用户业务相关的政策和业务规
5.6 数据库实施
所谓数据库的实施，就是根据数据库的逻辑结构 设计和物理结构设计的结果，在具体RDBMS支持的计算 机系统上建立实际的数据库模式、装人数据、并进行 测试和试运行的过程。 （1）散数据库的建立与调整 （2）数据库的调整 （3）应用程序编制与调试 （4）数据库系统的试逻辑结构设计阶段 物理结构设计阶段 数据库实施阶段 数据库运行和维护阶段
5.2 需 求 分 析
5.2.1 需求分析的任务
需求分析的任务是通过详细调查所要处理的对象（组织、 部门、企业等），充分了解原有系统的工作概况，明确用户的 各种数据需求、完整性约束条件、事务处理和安全性条件等， 然后在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后 可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来设计数据库。
（1）一个实体型转换为一个关系模式； （2）实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。
5.5 物 理 设 计
数据库物理设计阶段主要包括以下4个过程： （1）分析影响物理数据库设计的因素。 （2）为关系模式选择存取方法。 （3）设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构。 （4）评价物理结构。
（1）数据库的转储和恢复。 （2）维持数据库的完整性与安全性。 （3）监测并改善数据库性能。 （4）数据库的重组和重构。
精品课件-数据库原理及应用-第5章
第5章 关系数据库设计理论
(4) 示例模式4。 Teach(Cname,Tname,Rbook); 该关系模式用来存放课程、教师及课程参考书信息。其中， Teach为关系模式名，Cname为课程名，Tname为教师名， Rbook为某课程的参考书名。
第5章 关系数据库设计理论
现实系统的数据及语义可以通过高级语义数据模型(如实 体关系数据模型、对象模型)抽象后得到相应的数据模型。为 了通过关系数据库管理系统实现该数据模型，需要使其向关系 模型转换，变成相应的关系模式。然而，这样得到的关系模式， 还只是初步的关系模式，可能存在这样或那样的问题。因此， 需要对这类初步的关系模式，利用关系数据库设计理论进行规 范化，以逐步消除其存在的异常，得到一定规范程度的关系模 式，这就是本章所要讲述的内容。
第5章 关系数据库设计理论
实际上，设计任何一种数据库应用系统，不论是层次的、 网状的还是关系的，都会遇到如何构造合适的数据模式即逻辑 结构的问题。由于关系模型有严格的数学理论基础，并且可以 向别的数据模型转换，因此，人们就以关系模型为背景来讨论 这个问题，形成了数据库逻辑设计的一个有力工具——关系数 据库的规范化理论。规范化理论虽然是以关系模型为背景，但 是对于一般的数据库逻辑设计同样具有理论上的意义。
第5章 关系数据库设计理论
关系系统当中，数据冗余产生的重要原因就在于对数据依 赖的处理，从而影响到关系模式本身的结构设计。解决数据间 的依赖关系常常采用对关系的分解来消除不合理的部分，以减 少数据冗余。在例5.1中，我们将Teaching关系分解为三个关 系模式来表达：Student (Sno，Sname，Ssex，Sdept)， Course(Cno，Cname，Tname)及Score(Sno，Cno，Grade)，其 中Cno为学生选修的课程编号；分解后的部分数据如表5.2、 表5.3和表5.4所示。
数据库技术与应用.ppt
窗体设计视图中的工具箱
窗体设计视图中的工具箱
标签 文本框 子窗体
【例4-3】在窗体中创建“打印标签”选项组
要求：新建一个空白窗体，利用向导在空白的窗 体设计视图中添加如图所示的“打印标签”选项 组。并以“客户标签对话框”为窗体名保存。
分析：
按照要求，观察图4-19可以看到“打印标签”
选项组中包括选项组包含多个控件，分别命名 为
创建步骤：
1）创建空白窗体。 2）添加窗体页眉/页脚 3）向窗体添加控件 4）设置各对象（窗体、控件）的属性 5）将设计结果保存为“客户电话列表”窗体。
窗体基本控件的应用
属性:在Access中，窗体、节以及添加到窗体上的控件统称 为对象。对象都具有自己的属性、事件和方法。对象的属 性决定对象的结构、外观和行为，属性包含格式、数据、 事件、其它4种。 设置属性具体操作方法如下： （1）在窗体设计视图中，选择要设置其属性对象。。 （2）在所选择的对象上单击鼠标右键，然后单击快捷菜单 上的“属性”命令，或单击工具栏上的“属性”按钮，显 示属性表。 （3）单击需要设置其值的属性，然后进行设置。
窗体常用属性
窗体的属性设置
–
– –
–
格式 数据 事件 其他
备注：通过设置窗体的属性实现对 于窗体的功能完善
窗体常用属性
边框样式、 控制框、 最大最小化按钮、 关闭按钮、滚动条、 浏览按钮、 记录选定器、
快捷菜单、 自动居中、 允许编辑、 允许删除、
允许添加、 数据入口、 默认视图、 允许的视图、 记录源、 筛选、 排序依据、 允许筛选。
图4-29“雇员”窗体个人信息选
《数据库技术与应用》课件
实例4
企业资源规划（ERP）系统数据库设计
数据库应用实例
实例1
使用MySQL实现学生信息管理系统的 应用
实例3
使用Oracle实现电子商务网站的应用
实例2
使用SQL Server实现图书馆管理系统 的应用
实例4
使用PostgreSQL实现企业资源规划 （ERP）系统的应用
数据库安全与维护
数据加密存储和传
CHAPTER 03
关系型数据库
关系型数据库概述
关系型数据库定义
关系型数据库是采用关系模型来 组织数据的数据库，数据以表格 的形式存储，表格由行和列组成 ，每行表示一条记录，每列表示 一个属性。
关系型数据库的特
点
数据结构化、数据独立性强、数 据操作规范、数据完整性好、支 持ACID事务等。
关系型数据库的分
• 高性能：非关系型数据库通常具有较高的 读写性能，适用于需要处理大量数据的场 景。
非关系型数据库的优缺点
功能限制
非关系型数据库的功能相对较少，例如不支持 事务处理、外键等。
数据一致性
由于非关系型数据库的分布式特性，数据一致 性难以保证。
缺乏标准
不同的非关系型数据库有不同的查询语言和数据格式，缺乏统一的标准。
非关系型数据库的查询语言通常是基于文档的查询语言，如MongoDB的查询语言是JavaScript。
非关系型数据库的优缺点
灵活性
非关系型数据库不需要事先定义数据结构，可以随时添加或修改字段。
易扩展性
非关系型数据库通常采用分布式架构，可以轻松地通过添加节点来扩展存储和计算能力。
非关系型数据库的优缺点
SQL查询语句的基本 结构
SELECT语句是SQL中最常用的查 询语句，它用于从数据库表中检 索数据。SELECT语句的基本结构 包括SELECT子句、FROM子句、 WHERE子句和ORDER BY子句等 。
企业资源规划（ERP）系统数据库设计
数据库应用实例
实例1
使用MySQL实现学生信息管理系统的 应用
实例3
使用Oracle实现电子商务网站的应用
实例2
使用SQL Server实现图书馆管理系统 的应用
实例4
使用PostgreSQL实现企业资源规划 （ERP）系统的应用
数据库安全与维护
数据加密存储和传
CHAPTER 03
关系型数据库
关系型数据库概述
关系型数据库定义
关系型数据库是采用关系模型来 组织数据的数据库，数据以表格 的形式存储，表格由行和列组成 ，每行表示一条记录，每列表示 一个属性。
关系型数据库的特
点
数据结构化、数据独立性强、数 据操作规范、数据完整性好、支 持ACID事务等。
关系型数据库的分
• 高性能：非关系型数据库通常具有较高的 读写性能，适用于需要处理大量数据的场 景。
非关系型数据库的优缺点
功能限制
非关系型数据库的功能相对较少，例如不支持 事务处理、外键等。
数据一致性
由于非关系型数据库的分布式特性，数据一致 性难以保证。
缺乏标准
不同的非关系型数据库有不同的查询语言和数据格式，缺乏统一的标准。
非关系型数据库的查询语言通常是基于文档的查询语言，如MongoDB的查询语言是JavaScript。
非关系型数据库的优缺点
灵活性
非关系型数据库不需要事先定义数据结构，可以随时添加或修改字段。
易扩展性
非关系型数据库通常采用分布式架构，可以轻松地通过添加节点来扩展存储和计算能力。
非关系型数据库的优缺点
SQL查询语句的基本 结构
SELECT语句是SQL中最常用的查 询语句，它用于从数据库表中检 索数据。SELECT语句的基本结构 包括SELECT子句、FROM子句、 WHERE子句和ORDER BY子句等 。
《数据库技术及应用》课件
01
数据库：一个长期存储在计算机内的、有组织、可共享的数据 集合。
02
关系型数据库：采用关系模型来组织数据的数据库。数据以表
格的形式存储，每个表格称为一个关系。
关系型数据库管理系统（RDBMS）：用于管理关系型数据库的
03
软件系统。
关系型数据库的设计
01
需求分析
了解用户需求，明确数据类型、数 据关系等。
《数据库技术及应 用》PPT课件
目录
• 数据库概述 • 数据库设计 • 关系型数据库 • 数据库应用开发 • 数据库技术的发展趋势 • 数据库技术的应用领域
01
CATALOGUE
数据库概述
数据库的基本概念
数据库
一个存储数据的仓库，可以看作是一 个电子化的文件柜，用于存储和管理 大量数据。
数据模型
反规范化设计方法
为了提高查询性能，故意引入冗 余或违反规范化规则的设计方法 。通过减少表连接操作来提高查 询速度。
面向对象设计方法
将现实世界中的对象和概念转换 为数据库中的对象和类，使用面 向对象技术（如封装、继承、多 态等）来组织数据和定义关系。
03
CATALOGUE
关系型数据库
关系型数据库的基本概念
02
CATALOGUE
数据库设计
数据库设计的基本原则
确保数据完整性
设计数据库时应确保数据的完整性，包括实体完 整性、参照完整性和用户自定义完整性。
满足用户需求
根据用户需求进行数据库设计，确保数据的准确 性和及时性。
ABCD
最小化冗余
通过合理的数据表结构和关系设计，减少数据冗 余，提高数据利用率。
查询语句：用于从数据库中检索 数据，如SELECT语句。
数据库原理及应用PPT课件
➢ 运算符 ❖算术运算符 ❖位运算符 ❖比较运算符 ❖逻辑运算符
❖赋值运算符 ❖字符串连接符 ❖单目运算符 ❖运算符优先级
11
T-SQL基础
➢ 算术运算符 ❖加（+） ❖减（-） ❖乘（*） ❖除（/） ❖取模（%）
12
T-SQL基础
➢ 位运算符 ❖对整数或二进制数据进行按位逻辑运算
❖与（&） ❖或（|） ❖异或（^） ❖求反（～）等
column1 CHAR（10） NOT NULL PRIMARY KEY， column2 INT ）
7
T-SQL基础
Байду номын сангаас➢ 注释
❖定义
❖注释是程序代码中不执行的文本字符串。
❖分类
❖
--- 用于单行注释
❖ /* */ 用于多行注释
8
T-SQL基础
【例5-2】使用单行与多行注释
USE School GO SELECT * FROM Student- -从表Student中查询信息 GO /*下面SQL语句 查询学生信息*/ SELECT * FROM Student GO
19
T-SQL基础
➢ 变量 ❖局部变量 ❖全局变量
20
T-SQL基础
➢ 局部变量 ❖指名称以一个@字符开始，由用户自己定 义和赋值的变量
❖变量声明 ❖变量赋值
21
T-SQL基础
➢ 变量声明 ❖DECLARE语句声明变量，并在声明后默 认将变量的值初始化为NULL
❖基本语句： DECLARE ＠variable_name date_type [，@variable_name data_type…]
❖AND ❖OR ❖NOT
第5章 关系数据库理论优秀课件
函数依赖 定义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。若对于R(U)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， 则称X函数确定Y函数，或Y函数 依赖于X函数，记作X→Y。
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。 例如“姓名→年龄”这个函数依赖只有在不 允许有同名人的条件下成立 3. 数据库设计者对语义的现实作出设计。
码的定义
设 K 为 R< U，F > 中的属性或属性组，若 K F U 则 K 为 R 的 码。
传递函数依赖
定义3 在关系模式R(U)中，如果X→Y，且Y X， Y→X ，
Y→Z ，则称Z对X传递函数依赖。（或称Z传递函数依赖 于X）
注: 如果Y→X， 即X←→Y，则Z直接依赖于X。 例: 在关系(学号，系名，系主任)中，有：
例如，X:（学号, 姓名) Y: （姓名)
则： （学号, 姓名) （姓名)
增广律：若 XY 为F所蕴含，且 Z 属于 U， 则 XZ YZ 为 F 所蕴含。
例如： 学号 姓名 (学号, 班级) (姓名, 班级)
传递律：若 XY 及 YZ 为F所蕴含, XZ 为 F 所蕴含。
例如： 学号 班级号，班级号 专业
例: 成绩(学号， 课程号， 成绩)中， 由于：学号 →成绩，课程号 → 成绩， 因此：(学号, 课程号) ｆ 成绩
例: 选课(学号，课程号，姓名，课程名)中 由于：学号 →姓名，课程号 →姓名， 因此：(学号, 课程号) p 姓名
由于：学号 →课程名，课程号 →课程名， 因此：(学号, 课程号) p 课程名
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。 例如“姓名→年龄”这个函数依赖只有在不 允许有同名人的条件下成立 3. 数据库设计者对语义的现实作出设计。
码的定义
设 K 为 R< U，F > 中的属性或属性组，若 K F U 则 K 为 R 的 码。
传递函数依赖
定义3 在关系模式R(U)中，如果X→Y，且Y X， Y→X ，
Y→Z ，则称Z对X传递函数依赖。（或称Z传递函数依赖 于X）
注: 如果Y→X， 即X←→Y，则Z直接依赖于X。 例: 在关系(学号，系名，系主任)中，有：
例如，X:（学号, 姓名) Y: （姓名)
则： （学号, 姓名) （姓名)
增广律：若 XY 为F所蕴含，且 Z 属于 U， 则 XZ YZ 为 F 所蕴含。
例如： 学号 姓名 (学号, 班级) (姓名, 班级)
传递律：若 XY 及 YZ 为F所蕴含, XZ 为 F 所蕴含。
例如： 学号 班级号，班级号 专业
例: 成绩(学号， 课程号， 成绩)中， 由于：学号 →成绩，课程号 → 成绩， 因此：(学号, 课程号) ｆ 成绩
例: 选课(学号，课程号，姓名，课程名)中 由于：学号 →姓名，课程号 →姓名， 因此：(学号, 课程号) p 姓名
由于：学号 →课程名，课程号 →课程名， 因此：(学号, 课程号) p 课程名
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• 该关系模式存在哪些问题 • 问题产生的原因
12
•数据库设计中的数据语义问题(续)
补充说明 数据依赖
• 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，是现实世界属性间相互联系的抽象，是语义的 体现。 • 数据依赖的类型： 函数依赖，多值依赖
13
数据库设计中的数据语义问题(续)
2. 相关说明 部分函数依赖 在R(U)中，如果XY，且对于任意X的真子集X′,都有 X′ Y ， F 则称Y对X完全函数依赖，记作
X
Y
P 否则称为Y对X部分函数依赖，记作 X Y
思考：找出S中的部分函数依赖
23
5.2.1 函数依赖 (续)
2. 相关说明 传递函数依赖
9
5.1.2 数据库设计中的数据语义问题(续)
3. 问题的解决方法
分解! 分解!! 再分解!!!
职工
赵明 钱广 孙志 李开 周祥 10
级别
4 5 6
级别
工资
4
5 6
500
600 700
5 6
5.1.2 数据库设计中的数据语义问题(续)
3. 问题的解决方法 探讨： 引入空值能否解决问题
4
5.1 关系模式的设计问题
5.1.1 关系数据模型的简单回顾 5.1.2 数据库设计中的数据语义问题
5
5.1.1 关系数据模型的简单回顾
R(A1/D1, A2/D2,…, An/Dn) R（U, D, DOM, F） 关系名R，它是符号化的元组语义； 一组属性U； 属性组U中属性所来自的域D； 属性到域的映射DOM； 属性组U上的一组数据依赖F R（U, F）
a1
a2 a2
b2
b2 b3
c1c2 c2d2来自d2 d3a3
b3
c2
d4
解答： A -> C , AB->C…
20
5.2.1 函数依赖 (续)
Ex 2: 辨析下列关系模式中的函数依赖
A 1 4 5
B 2 2 3
C 3 3 3
解答：A->BC, B->C,AB->C…
21
5.2.1 函数依赖 (续)
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
职工 赵明 钱广 Null 李开 周祥
级别 4 5 6 null 6
工资 500 600 700 null 700
11
5.1.2 数据库设计中的数据语义问题(续)
4. 有关学生的关系模式S(Sno , SN , SD , DEAN , Cno , G)
S# S01 S02 S01 S03 S04 S05 SN 杨明 李婉 杨明 刘海 安然 乐天 SD D01 D01 D01 D02 D02 D03 DEAN 思齐 思齐 思齐 述圣 述圣 省身 C# C01 C01 C02 C01 C02 c03 G 90 87 92 95 78 82
•
如果没有职工具有8级工资，则8级工资的工资数额就难以插 入
• 删除异常： • 如果仅有职工赵明具有4级工资，如果将赵明删除，则有关4 级工资的工资数额信息也随之删除了
8
5.1.2 数据库设计中的数据语义问题(续)
2. 示例关系的问题： (2) 信息的冗余问题
• 数据冗余 • 职工很多，工资级别有限，每一级别的工资数额反复 存储多次 • 更新异常 • 如果将5级工资的工资数额调为620，则需要找到每个 具有5级工资的职工，逐一修改
对t , s r，若t[X] = s[X]，则t[Y] = s[Y]
那么称“X函数决定Y”，或“Y函数依赖于X”，记作 XY 称X为决定因素 如Sno SN， （Sno，Cno） G
19
5.2.1 函数依赖 (续)
Ex 1: 辨析下列关系模式中的函数依赖 A a1 B b1 C c1 D d1
16
数据库设计中的数据语义问题(续) 属性间联系 1-1 1-M N-M
17
5.2 规范化
5.2.1 函数依赖 5.2.2 码
5.2.3 范式
5.3.4 小结
18
5.2.1 函数依赖 (续)
1. 定义 设R(U)是属性集U上的关系模式，X , Y U， r是R(U) 上 的任意一个关系，如果成立
6
5.1.2 数据库设计中的数据语义问题
1. 示例关系 考虑为管理职工的工资信息而设计一个关系模式
职工 赵明 钱广 孙志 李开 周祥 级别 4 5 6 5 6 工资 500 600 700 600 700
7
5.1.2 数据库设计中的数据语义问题(续)
2. 示例关系的问题： (1) 信息的不可表示问题 • 插入异常：
1
第五章 关系数据理论
2
•学习内容
5.1 关系模式设计的问题 5.2 规范化 5.3 函数依赖的推理规则 5.4 模式分解
3
•学习目标
理解数据库模式设计的数据语义问题 掌握函数依赖的概念 掌握1NF,2NF,3NF的概念及判断 了解Armstrong公理，能够运用Armstrong公理判断候选 关键字 掌握模式分解的基本概念以及无损连接性的判断方法
14
数据库设计中的数据语义问题(续)
插入异常 ： 应该插入的数据未被插入。 删除异常 不该删除的数据被删除。 数据冗余和更新问题 不必要地重复存储某些属性的值； 更新操作代价非常大。
15
数据库设计中的数据语义问题(续)
职工关系模式E(EN,R,S) / E(Ename, Rating, Salary)能够 通过引用空值来解决问题 不能 原因： • 若主码为空，违背关系模式中主码不能为空
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
思考：一个关系模式有n个属性，那么在它上面成 立的所有可能的函数依赖有多少个？
22
5.2.1 函数依赖 (续)