关系模式举例
数据库的关系模式
数据库的关系模式一、引言数据库的关系模式是指数据库中数据的组织和存储方式，它是数据库设计的重要部分。
关系模式使用表的形式来表示数据之间的关系，通过定义表的结构、属性和约束，实现了数据的逻辑和物理独立性。
本文将详细介绍数据库的关系模式及其相关概念和特点。
二、关系模式的定义关系数据库采用关系模型来组织和管理数据，其中关系模式是描述关系数据库中表的结构的一种形式。
关系模式由表名和表的属性组成，表名用于标识表，属性描述了表中的列和数据类型。
每个属性都有唯一的名称，用于标识属性，还可以定义属性的数据类型、长度、约束等。
三、关系模式的特点1. 唯一性约束：关系模式通过主键定义了表中每一行数据的唯一性，保证了数据的完整性和准确性。
2. 实体完整性约束：关系模式定义了表之间的关系，通过外键约束来保证关联表的完整性。
3. 数据一致性：关系模式可以定义数据之间的关系和约束，保证了数据的一致性和有效性。
4. 数据独立性：关系模式实现了数据的逻辑和物理独立性，使得应用程序可以独立于数据的存储和组织方式。
5. 数据查询和操作：关系模式可以通过SQL语言进行数据的查询和操作，提供了灵活的数据访问方式。
四、关系模式的设计原则1. 逻辑一致性：关系模式的设计应符合数据库的逻辑结构，即表之间的关系应该符合实际业务需求。
2. 数据完整性：关系模式的设计应保证数据的完整性和准确性，通过定义主键、外键和约束来实现。
3. 数据冗余：关系模式的设计应避免数据的冗余，减少数据的存储空间和维护成本。
4. 性能优化：关系模式的设计应考虑数据的查询和操作效率，通过合理的索引和数据分区来提高数据库的性能。
五、关系模式的示例下面以学生信息管理系统为例，介绍一个简单的关系模式设计。
1. 学生表（Student）：- 学号（ID）：主键，唯一标识学生的学号。
- 姓名（Name）：学生的姓名。
- 年龄（Age）：学生的年龄。
- 班级（Class）：学生所在的班级。
ER图例子
ER图举例
3
司机编号 姓名 电话 车牌照号 厂家 出厂日期
司机 n
m
使用
n
车辆
使用日期 聘期 聘用
公里数
1 车队
车队号
车队名
ER图举例
3 关系模式： 1) 车队（车队号、车队名）
主键：车队号
2) 车辆（车牌照号、厂家、出厂日期）
主键：车牌照号
3) 司机（司机编号、姓名、电话，聘期，车队号）
主键：司机编号，外键：车队号
4) 运动员（ 运动员编号 ，姓名，年龄，性别， 团编号 ）
5) 参加（ 项目编号 ，运动员编号 ，成绩）
ER图举例ຫໍສະໝຸດ ER图举例1 现有论文和作者两个实体，论文实体的属性包括题目、期刊名 称、年份、期刊号；作者实体的属性包括姓名、单位、地址；一篇 论文可以有多个作者，且每一位作者写过多篇论文，在每一篇论文 中有作者的顺序号。请完成以下操作： （1）画出E-R图 （2）将E-R图转换成关系模式，并指出每个关系模式的主键（加 下划线）和外键（加波浪线）。
ER图举例
2
ER图举例
3
设某汽车运输公司数据库中有三个实体集。一是“车队”实体 集，属性有车队号、车队名等；二是“车辆”实体集，属性有车牌 照号、厂家、出厂日期等；三是“司机”实体集，属性有司机编号、 姓名、电话等。设车队与司机之间存在“聘用”联系，每个车队可 聘用若干司机，但每个司机只能应聘于一个车队，车队聘用司机有 聘期；司机与车辆之间存在着“使用”联系，司机使用车辆有使用 日期和公里数，每个司机可以使用多辆汽车，每辆车可被多个司机 使用。 要求： （1）试画出ER图，并在图上注明属性、联系类型； （2）将ER图转换成关系模式，并说明主键和外键。
数据库范式与关系模式示例
补充讲义一、范式举例BCNF.如：课程号与学号）例4：R(X,Y,Z),F={XY->Z},R为几范式？BCNF。
例5：R(X,Y,Z),F={Y->Z，XZ->Y},R为几范式？3NF。
R的候选码为{XZ,XY}，（R中所有属性都是主属性，无传递依赖）二、求闭包数据库设计人员在对实际应用问题调查中，得到的结论往往是零散的、不规范的（直观问题好办，复杂问题难办了），所以，这对分析数据模型，达到规范化设计要求，还有差距，为此，从规范数据依赖集合的角度入手，找到正确分析数据模型的方法，以确定关系模式的规范化程度。
例1．已知关系模式R(U、F)，其中，U={A,B,C,D,E}; F={AB→ C, B→ D, EC → B , AC→B} ,求（AB）+F.解：设X(0)=AB○1计算X(1),在F中找出左边为AB子集的FD,其结果是：AB→C,B→D∴X(1)=X(0)UB=ABUCD=ABCD 显然，X(1)≠X(0)○2计算X(2),在F中找出左边为ABCD子集的FD，其结果是：C→E,AC→B∴X(2)=X(1)UB=ABCDUBE=ABCDE 显然，X(2)=U所以，（AB）+ F=ABCDE.（等于U，所以AB是唯一候选关键字）例2．设有关系模式R(U、F)，其中U={A,B,C,D,E，I};F={A→D,AB→E,B→E,CD→I,E→C},计算（AE）+解：令X={AE},X(0)=AE○1在F中找出左边是AE子集的FD,其结果是：A→D,E→C∴X(1)=X(0)UB=X(0)UDC=ACDE 显然，X(1)≠X(0)○2在F中找出左边是ACDE子集的FD，其结果是：CD→I∴X(2)=X(1)UI=ACDEI显然，X(2)≠X(1)，但F中未用过的函数依赖的左边属性已含有X(2)的子集，所以不必再计算下去，即（AE）+=ACDEI.因为，X（3）＝X（2），所以，算法结束。
关系模式分解
举例：
例 5.8 设 有 关 系 模 式 R(A,B,C) ， 函 数 依 赖 集
F={A→B ， C→B} ， 分 解 ρ ={R1,R2} ， 其 中 R1=AB ， R2=BC 。检验分解 ρ 是否具有无损联 接性。 分解ρ不具有无损联接性
三、保持函数依赖集
1、定义
设有关系模式 R(U,F) ， F 是 R 的函数依赖集， ρ ＝{R1,R2,…,Rk}是R上的一个分解。如果所有函 数依赖集πRi(F)（i=1，2，…,k）的并集逻辑蕴 含 F 中的每一个函数依赖，则称分解 ρ 具有依赖 保持性，也即分解ρ 保持依赖集F。即
A R1 R2 R3 R4 R5 a1 a1 a1 a1 a1 B b12 a2 a2 b42 b52 C b13 b13 a3 a3 a3 D a4 a4 a4 a4 a4 E b15 b25 a5 a5 a5
例 5.7 设R(ABCDE)，F={A→C，B→C，C→D，DE→C，
CE→A}，ρ={R1(AD)，R2(AB)，R3(BE)，R4(CDE)， R5(AE)}，检验分解ρ是否具有无损联接性。 第三步：判断
2、算法5.2 判断一个分解的无损联接性 输入：关系模式R(A1,…,An)，
函数依赖集F，
R的一个分解ρ ＝(R1,…,Rk)。
输出：ρ 是否为无损联接的判断。 方法:
2、算法5.2 判断一个分解的无损联接性（续1）
（1）构造一个k行n列表S，其中：
A1 R1 … Ri … Rk … Aj … An
例 5.7 设R(ABCDE)，F={A→C，B→C，C→D，DE→C，
CE→A}，ρ={R1(AD)，R2(AB)，R3(BE)，R4(CDE)， R5(AE)}，检验分解ρ是否具有无损联接性。 第二步：修正②B→C
关系模型设计(范式)_图文
第一范式（1NF）：数据库表中的字段 都是单一属性的，不可再分。
字段1
字段2
字段3
字段4
第一范式(1NF)
• 例如，如下的数据库表是符合第一范式的：
字段1 字段第2 一范式字(段13NF) 字段4
第二范式举例
• 假定选课关系表为SelectCourse(学号, 姓名, 年 龄, 课程名称, 成绩, 学分)，关键字为组合关键字( 学号, 课程名称)，因为存在如下决定关系： (学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分)
这个数据库表不满足第二范式，因为存在如下决 定关系：
(课程名称) → (学分) (学号) → (姓名, 年龄)
关系模式规范化的作用
•
关系数据库的设计主要是关
系模式设计。关系模式设计的好
坏直接影响到数据库设计的成败
。将关系模式规范化，是设计较
好的关系模式的惟一途径。
•
关系模式的规范化主要是
由关系范式来完成的。
关系范式
所谓范式（Normal Form,NF）是指规 范化的关系模式。由规范化程度不同，就产 生了不同的范式。根据满足条件的不同，经 常称某一关系模式Ｒ为“第几范式”。
• 原则：遵从概念单一化 “一事一地”原则，即一个关系 模式描述一个实体或实体间的一种联系。
• 方法：将关系模式投影分解成两个或两个以上的关系模式 。
• 要求：分解后的关系模式集合应当与原关系模式“等价” ，即经过自然联接可以恢复原关系而不丢失信息，并保持 属性间合理的联系。
关键字段 → 非关键字段x → 非关键字段y
关系模式举例
关系模式举例关系模式是关系数据库中的基本概念之一，用于描述实体之间的关系。
以下是符合标题内容的十个关系模式示例：1. 学生-课程-教师这个关系模式描述了学生、课程和教师之间的关系。
一个学生可以选修多门课程，每门课程都由一个教师教授。
一个教师可以教授多门课程，每门课程都可以被多个学生选修。
2. 订单-商品-供应商这个关系模式描述了订单、商品和供应商之间的关系。
一个订单可以包含多个商品，每个商品都由一个供应商提供。
一个供应商可以提供多个商品，每个商品可以被包含在多个订单中。
3. 医生-病人-疾病这个关系模式描述了医生、病人和疾病之间的关系。
一个医生可以治疗多个病人，每个病人可能患有多种疾病。
一个疾病可以被多个病人患有，每个病人可以被多个医生治疗。
4. 作者-文章-期刊这个关系模式描述了作者、文章和期刊之间的关系。
一个作者可以发表多篇文章，每篇文章可能发表在不同的期刊上。
一个期刊可以发表多篇文章，每篇文章只能由一个作者发表。
5. 员工-部门-经理这个关系模式描述了员工、部门和经理之间的关系。
一个员工可以属于一个部门，每个部门由一个经理管理。
一个经理可以管理多个部门，每个部门可以有多个员工。
6. 客户-订单-销售员这个关系模式描述了客户、订单和销售员之间的关系。
一个客户可以下多个订单，每个订单由一个销售员负责处理。
一个销售员可以处理多个订单，每个订单只能由一个客户下。
7. 角色-权限-用户这个关系模式描述了角色、权限和用户之间的关系。
一个角色可以拥有多个权限，每个权限可以被赋予多个用户。
一个用户可以拥有多个角色，每个角色可以拥有多个权限。
8. 车辆-驾驶员-路线这个关系模式描述了车辆、驾驶员和路线之间的关系。
一个车辆可以由多个驾驶员驾驶，每个驾驶员可以行驶多条路线。
一条路线可以被多个驾驶员行驶，每个驾驶员只能驾驶一个车辆。
9. 商品-库存-仓库这个关系模式描述了商品、库存和仓库之间的关系。
一个商品可以存放在多个库存中，每个库存对应一个仓库。
关系模式的分解举例
关系模式的分解举例例1：社交媒体的关系模式分解社交媒体是一个复杂的概念，可以通过关系模式来分解。
首先，我们可以将社交媒体的基本功能分解为发布信息、分享和互动。
其次，我们可以将社交媒体的用户分解为个人用户和商业用户，并进一步将个人用户分解为普通用户和名人用户。
然后，我们可以将社交媒体的内容分解为文本、图片和视频等不同的媒体形式。
此外，我们还可以将社交媒体的盈利模式分解为广告、付费会员和电子商务等不同的方式。
通过这样的分解，我们可以更好地理解社交媒体的各个方面，并进行深入的分析和讨论。
例2：餐厅的关系模式分解餐厅是一个复杂的系统，可以通过关系模式来分解。
首先，我们可以将餐厅的基本组成部分分解为前厅和后厨。
前厅包括接待和服务顾客的活动，后厨则涉及食品的准备和烹饪。
然后，我们可以将餐厅的顾客分解为堂食和外卖两类。
再次，我们可以将餐厅的菜单分解为早餐、午餐和晚餐等不同的时段，并进一步将菜单分解为主菜、配菜和饮料等不同的种类。
此外，我们还可以将餐厅的销售渠道分解为线下和线上两个方面。
通过这样的分解，我们可以更好地理解餐厅的运作方式，并进行优化和改进。
例3：电子商务的关系模式分解电子商务是一个复杂的概念，可以通过关系模式来分解。
首先，我们可以将电子商务的基本活动分解为线上购物、支付和配送等不同的步骤。
其次，我们可以将电子商务的参与者分解为买家、卖家和平台。
买家是指网上购物的消费者，卖家是指网上销售商品的商家，平台是指提供交易平台的电商平台。
然后，我们可以将电子商务的产品分解为实物商品和虚拟商品两类。
我们还可以将电子商务的支付方式分解为在线支付、货到付款和分期付款等不同的方式。
通过这样的分解，我们可以更好地理解电子商务的各个方面，并进行更有针对性的研究和改善。
总结起来，关系模式的分解是一种将复杂问题或概念分解为更小、更易于理解的部分的方法。
通过关系模式的分解，我们可以更好地理解问题的各个方面，并进行深入的分析和讨论，从而找到更好的解决方案。
规范化案例
返回
5
然而，一个关系模式仅仅属于第一范式是不 适用的。 在6.1节中给出的关系模式SCD属于第一范式， 但其具有大量的数据冗余，具有插入异常、删 除异常、更新异常等弊端。 为什么会存在这种问题呢？ 让我们分析一下SCD中的函数依赖关系，它的 关系键是（SNO，CNO）的属性组合，所以有：
信息 信息 信息 信息
王平
王平 王平 王平 王平
C7
C5 C1 C2 C6
70
70 0 70 85
S6
李思
男
自动化
刘伟
C1
93
图6.1 关系SCD 返回
2
S SNO
S1
S2 S3 S6
SN
AGE
DEPT
SC SNO
S1
S1 S2 S2 S2 S2
CNO
SCORE
赵亦
钱尔 孙珊 李思
17
18 20 21
返回
19
1．数据冗余降低。系主任的名字存储的次数与该系的学生人数无关，只在 关系D中存储一次。
2．不存在插入异常。当一个新系没有学生时，该系的信息可以直接插入到 关系D中，而与学生关系S无关。 3．不存在删除异常。要删除某系的全部学生而仍然保留该系的有关信息时， 可以只删除学生关系S中的相关学生记录，而不影响系关系D中的数据。 6．不存在更新异常。更换系主任时，只需修改关系D中一个相应元组的MN 属性值，从而不会出现数据的不一致现象。 SCD规范到3NF后，所存在的异常现象已经全部消失。 但是，3NF只限制了非主属性对键的依赖关系，而没有限制主属性对键的 依赖关系。 如果发生了这种依赖，仍有可能存在数据冗余、插入异常、删除异常和 修改异常。 这时，则需对3NF进一步规范化，消除主属性对键的依赖关系，为了解决 这种问题，Boyce与Codd共同提出了一个新范式的定义，这就是BoyceCodd范式，通常简称BCNF或BC范式。它弥补了3NF的不足。
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关系模式举例
关系模式是关系型数据库设计中的一个重要概念，用于描述数据库表中的列和它们之间的关系。
下面我将举例说明关系模式的概念。
1. 学生-课程关系模式：一个学生可以选择多门课程，而一门课程可以被多个学生选择。
这个关系模式可以用来描述学生与课程之间的选修关系。
2. 作者-书籍关系模式：一个作者可以写多本书籍，而一本书籍可以有多个作者。
这个关系模式可以用来描述作者与书籍之间的创作关系。
3. 部门-员工关系模式：一个部门可以有多个员工，而一个员工只能属于一个部门。
这个关系模式可以用来描述部门与员工之间的隶属关系。
4. 产品-订单关系模式：一个产品可以被多个订单购买，而一个订单只能购买一种产品。
这个关系模式可以用来描述产品与订单之间的购买关系。
5. 班级-学生关系模式：一个班级可以有多个学生，而一个学生只能属于一个班级。
这个关系模式可以用来描述班级与学生之间的归属关系。
6. 城市-景点关系模式：一个城市可以有多个景点，而一个景点只能
属于一个城市。
这个关系模式可以用来描述城市与景点之间的所属关系。
7. 客户-订单关系模式：一个客户可以下多个订单，而一个订单只能属于一个客户。
这个关系模式可以用来描述客户与订单之间的购买关系。
8. 教师-教授课程关系模式：一个教师可以教授多门课程，而一门课程只能由一个教师教授。
这个关系模式可以用来描述教师与课程之间的教授关系。
9. 公司-员工关系模式：一个公司可以有多个员工，而一个员工只能属于一个公司。
这个关系模式可以用来描述公司与员工之间的雇佣关系。
10. 供应商-产品关系模式：一个供应商可以提供多种产品，而一个产品只能由一个供应商提供。
这个关系模式可以用来描述供应商与产品之间的供应关系。
通过以上的举例，我们可以看到关系模式可以用来描述各种不同的关系，从而帮助我们更好地理解和设计数据库表结构。
关系模式的合理设计可以提高数据库的性能和数据的一致性。
在实际应用中，我们需要根据具体的业务需求和数据关系来设计合适的关系模式，以满足数据的存储和查询需求。