【思维导图】关系数据库设计理论-

第2章关系数据库设计理论PPT课件

R ABC 123 456 789
S ABC 123 258 704
T ABC 456 789
3、交运算（Intersection）设有关系R和S，它们具有相同的关系模式，
并且对应属性的作用域相同，R与S的交运算结果生成一个新的关系，由既属于R同时也属于S 的元组组成。记作：
R∩S={t|t∈R∧t∈S}
▲关系操作集合 ➢选择、投影、连接 ➢并、差、交、除 ➢插入、删除、更新、查询
▲关系的完整性约束 ➢关系模型的数据完整性是指数据库中数据的
正确性、相容性和一致性。 ➢数据的完整性由完整性规则来维护，关系模
型的完整性规则是对关系的某种约束，也称为完整性约束。
➢完整性性约束是为了保证数据库中数据的完整性对关系模型提出的某种约束条件和规则。
▲关键字（码、键）
能唯一识别一个元组的属性或属性的组合称为该关系的关键字（在数据表中即为字段或字段的组合）。
关键字可分为：
➢候选关键字（候选码）
如果一个关系关系中的一个关键字移去了其中任何一个属性，它就不再是这个关系的关键字，则称这样的关键字为该关系的候选关键字。
➢主关键字（主码）
一个关系中往往有多个候选关键字，若选定其中一个用来唯一标识该关系的元组，则称这个被指定的关键字为该关系的主关键字。
Select gh , xm , zc From js （2）从kc表中查询kcdm和kcmc信息。
Select kcdm , kcmc From kc
3、笛卡尔积运算（Cartrdisn Product）
若需对两个结构不同的关系模式进行合并操作，
则可以用笛卡尔积表示。设关系R有n个属性、p行
R ABC 123 456 789

关系数据库设计理论PPT教学课件

2020/12/09
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2.1.2 关系模型关系模型是用二维表格结构来表示实体及实体间
联系的模型。关系模型由关系数据结构、关系操作集合和完整
性规则三部分组成。
关系模型的特点： (1) 关系必须规范化，指关系模型中的每一个关系模式都必须满足一定的要求； (2) 模型概念单一； (3) 集合操作，操作对象和结果都是元组的集合，即关系。
3. 集合的交运算设有关系R、S(R、S具有相同的关系模式)，二者的“交”运
算定义为： R∩S={ t|t ∈ R ∧ t ∈ S } 式中“∩”为交运算符，结果R∩S为一个新的与R、S同类的
关系，该关系是由属于R而且属于S的元组构成的集合，即两者所有的相同的那些元组的集合。
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关系的描述称为关系模式(relation schema)。它可以形式化地表示为：
R(U，D，Dom，F) 其中R为关系名，U为组成关系的属性名集合，D为属性组 U中属性所来自的域，Dom为属性向域的映像集合，F为属性间数据依赖关系的集合。
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2.3 关系代数
关系数据操作就是关系的运算。关系的基本运算有两类：传统的集合运算(并、交、差等)和专门的关系运算(选择、投影、联接)，关系数据库进行数据查询时有时需要几个基本运算的组合。
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2.2 关系数据结构及形式化表示
在关系模型中，无论是实体还是实体之间的联系都由单一的结构类型关系来表示。
2.2.1 关系数据结构
(1) 笛卡儿积(Cartesian Product) 设有一组域D1，D2，…，Dn，这些域可以部分或者全部相同。域D1，D2，…，Dn的笛卡儿积定义为如下集合： D1×D2 × … × Dn={(d1,d2, …,dn)|di∈Di，i=1，2， …，n} 其中每一个元素(d1,d2, …,dn)称为一个n元组(或简称元组)，元素中的每一个值称为一个分量。

数据库第四章关系数据库设计理论PPT课件

影响数据库模式的主要是U和F，因此，关系简化三元组为R（U，F）
4-
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4.1 数据依赖
4.1.1 关系模式的形式化定义 4.1.2 函数依赖与存储异常 4.1.3 有关概念
4-
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4.1.2 函数依赖与存储异常
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的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。
4-
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4.2.1 1NF
例.SCL(Sno,Sdept,Sloc学生住处,Cno,Grade)假设每个系学生住在同一地方.
该关系满足1NF
存在问题:
(1)插入异常若要插入
3.插入异常:如一个系刚成立,尚无学生,则无法把系信息存入
4.删除异常:如某系学生全毕业,学生全删,则系信息也丢了.
鉴于以上种种,Student不是一个好的模式
以上四个问题称为存储异常
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4.1.2 函数依赖与存储异常
一个”好”的模式应当不会发生存储来自常：插入异常更新异常删除异常数据冗余多
Y X,YZ, 则称Z对X传递函数依赖；
例：上例中SnoSdept SdeptMname 则 SnoMname
4-
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4.1.3 有关概念
5.码（关键字）定义:设K为R<U,F>中的属性或属性组合，若 K F U，则K为R的侯选码(Candidate key). 若
侯选码多于一个，则选定其中的一个为主码 (Primary key). 例：student中Sno F U（完全决定），则Sno为主关键字
(Sno,Cname)Grade
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4.1.2 函数依赖与存储异常

第3章关系数据库的基本理论PPT课件

31.10.2020
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关系模式(4)
关系是一种规范化了的二维表格，具有如下性质： ➢ 属性值是原子的，不可分解。 ➢ 没有重复元组。 ➢ 没有行序。 ➢ 理论上没有列序，但一般使用时都有列序。
❖ 关键码和表之间的联系
超键：在一个关系中，能惟一标识元组的属性或属性集称为关系的超键。
候选键：如果一个属性集能惟一标识元组，且又不含有多余的属性，那么这个属性集称为关系的候选键。
学生关系模式 S(SNO，SNAME，SEX，AGE，SDPET) 选修关系模式 SC( SNO，CNO，GRADE) 课程关系模式 C(CNO，CNAME，CDEPT，TNAME)
SNO CNO GRADE
学生关系实例如下表；选修关系实例如右表。 S1 C1
87
S1 C2
78
SNO SNAME SEX AGE SDEPT
主键：若一个关系中有多个候选键，则选其中的一个为关系的主键。
外键：若一个关系R中包含有另一个关系S的主键所对应的属性组F，则称F为R的外键。并称关系S为参照关系，关系R为依赖关系。
31.10.2020
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关系模式(5)
例如，学生关系和系部关系分别为：学生（SNO，SNAME，SEX，AGE，SDNO）系部（SDNO，SDNAME，CHAIR）学生关系的主键是SNO，系部关系的主键为SDNO，在学生关系中，SDNO是它的外键。更确切地说，SDNO是系部表的主键，将它作为外键放在学生表中，实现两个表之间的联系。在关系数据库中，表与表之间的联系就是通过公共属性实现的。我们约定，在主键的属性下面加下划线，在外键的属性下面加波浪线。
GRADE 87 67 …
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关系模式(10)

数据库绪论思维导图

多对多联系
定义：若对于实体集A中的每一个实体，实体集 B中有n个实体(n≥0)与之联系，反之，对于对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体(m≥0)与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m:n
数据库模式是数据库的核心和关键，外模式通常是模式的子集。数据按外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存储在硬盘上，而模式介于外、内模式之间，既不涉及外部的访问，也不涉及内部的存储，从而起到隔离作用，有利于保持数据的独立性，内模式依赖于全局逻辑结构，但可以独立于具体的存储设备
三层模式关系
是一种对应规则，说明映象双方如何进行转换。
并发（Concurrency）控制
当多个用户的并发进程同时存取、修改数据库时，可能会发生相互干扰而得到错误的结果并使得数据库的完整性遭到破坏，因此必须对多用户的并发操作加以控制和协调。
数据库恢复（Recovery）
计算机系统的硬件故障、软件故障、操作员的失误以及故意的破坏也会影响数据库中数据的正确性，甚至造成数据库部分或全部数据的丢失。 DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态（亦称为完整状态或一致状态）的功能。
1对1联系
定义：若对于实体集A中的每一个实体，实体集 B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1。
1对多联系
定义：若对于实体集A中的每一个实体，实体集 B中有n个实体(n≥0)与之联系，反之，对于对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多联系，记为1:n
一是概念模型
（也称信息模型，用于信息世界的建模），它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。这类模型强调其语义表达能力，要能够较方便、直接地表达应用中的各种语义知识，这类模型应为概念简单、清晰、易于用户理解，是用户和数据库设计人员之间进行交流的语言。

第3章关系数据库设计原理精品PPT课件

数据库管理系统
现实世界随着时间在不断地变化，因而在不同的时刻，关系模式的关系也会有所变化。但是，现实世界的许多已有事实限定了关系模式所有可能的关系必须满足一定的完整性约束条件。
这些约束或者通过对属性取值范围的限定，或者通过属性值间的相互关连(主要体现于值的相等与否)反映出来。后者称为数据依赖，它是数据模式设计的关键，关系模式应当刻划这些完整性约束条件。
数据的冗余度尽量低。不出现插入、删除等操作异常；能尽量如实反映现实世界的实际情况，而且又易懂。这就要求研究关系模式中各属性之间的依赖关系，及其对关系模式性能的影响，探讨关系模式应满足什么样的约束，这就是关系规范化的目的。
数பைடு நூலகம்库管理系统
关键字
学号姓名 SNO sname
2001 李样
年龄系系主任课程号
Cname)→Grade }
数据库管理系统
我们就得到了一个描述学校的数据库模式S〈U，F 〉：
U = { Sno，Sdept，Mname，Cname， Grade }
F = { Sno→Sdept，Sdept→Mname，(Sno ，Cname)→Grade }
数据库管理系统
3.2关系的规范化
设计一个的关系数据库，首先要定义一组关系，这组关系定义的好，系统的性能就好，定义的差，系统的性能就差。一般的设计原则是：
同样课程信息的操作也存在着插入异常、删除异常和数据冗余。
数据库管理系统
上述问题出现的原因
上述问题的出现是因为在学生关系的属性之间存在
着数据依赖。
该关系的关键字是SNO（学号）+CNO（课程号）
属性dept(系)和mn（系主任）仅与SNO（学号）有关

数据库设计基础知识关系数据库设计范式和冗余处理

数据库设计基础知识关系数据库设计范式和冗余处理数据库设计基础知识：关系数据库设计范式和冗余处理数据库是现代信息系统中的重要组成部分，它用于存储和管理大量的数据，保证数据的可靠性和高效性。

在数据库设计中，关系数据库设计范式和冗余处理是两个重要的方面。

本文将对这两个主题展开讨论。

一、关系数据库设计范式关系数据库设计范式是指在关系数据库中对数据进行合理分解和组织的规范。

它的目的是消除数据冗余、提高数据存储和查询效率、确保数据的一致性和完整性。

常见的关系数据库设计范式有三范式（3NF）和BC范式（BCNF）。

1. 第一范式（1NF）：要求数据表中的每个字段都是原子性的，即不可再分解的属性。

例如，一个学生表中的姓名字段应该是原子性的，而不是将姓名拆分成姓和名两部分。

2. 第二范式（2NF）：在满足1NF的基础上，要求表中的非主键字段完全依赖于主键。

也就是说，如果一个表的主键是学生ID，那么其他字段（如姓名、年龄、学校）必须完全依赖于学生ID，而不能部分依赖。

3. 第三范式（3NF）：在满足2NF的基础上，要求表中的非主键字段之间不存在传递依赖关系。

简单说，就是要消除非主键字段之间的冗余。

4. BC范式（BCNF）：在满足3NF的基础上，要求表中的每个函数依赖关系都是自主的。

也就是说，对于表中的每个函数依赖关系A→B，要求A是该表的一个超键。

通过合理地应用关系数据库设计范式，可以提高数据库的规范性和性能，从而更好地满足用户的需求。

二、冗余处理冗余是指在数据库中存储了重复的数据，它不仅浪费存储空间，还可能导致数据的不一致性和更新操作的异常。

因此，在数据库设计中，需要采取措施来处理冗余。

1. 分析和设计阶段：在数据库的分析和设计阶段，通过仔细分析数据的特点和关系，合理地设计表结构，尽量避免冗余数据的存储。

2. 规范化：通过应用关系数据库设计范式，可以有效地消除数据冗余。

通过分解和组织数据，确保每个数据只在数据库中存储一次，并通过外键建立表之间的关联关系，减少数据的冗余。

数据库清华版章关系数据库设计理论课件

四、传递函数依赖
定义5.4 在关系模式R(U)中，假如X→Y，Y→Z，
且Y X，Y→X，则称Z传递函数依赖于X。
注: 假如Y→X，即X←→Y，则Z直接依赖于X。
例: 在关系Std(Sno, Sdept, Mname)中，有： Sno → Sdept，Sdept → Mname，Mname传递函数依赖于Sno。
五、码
定义5.5 设K为关系模式R<U,F>中旳属性或属性组合。若KｆU，则K称为R旳一种侯选码（Candidate Key）。若关系模式R有多种候选码，则选定其中旳一种做为主码（Primary key）。
码是关系模式中一种主要概念。 – 候选码能够唯一地标别关系旳元组，是关系
模式中一组最主要旳属性。 – 主码又和外部码一起提供了一种表达关系间
处理措施：经过分解关系模式来消除其中不合适旳数据依赖。
数据依赖对关系模式旳影响（续）
规范化理论正是用来改造关系模式，经过分解关系模式来消除其中不合适旳数据依赖，以处理插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。
5.1 数据依赖
5.1.1 关系模式中旳数据依赖 5.1.2 数据依赖对关系模式旳影响 5.1.3 有关概念
第4章关系数据库设计理论
问题旳提出
– 关系数据库旳基本概念 – 关系模型 – 关系数据库旳原则语言 – 关系数据库逻辑设计
• 针对一种详细问题，应怎样构造一种适合于它旳数据模式，即应该构造几种关系，每个关系由哪些属性构成等。
• 数据库逻辑设计旳工具──关系数据库旳规范化理论
第4章关系数据库设计理论
了构成关系旳各个元组必须满足旳完整性约束条件。
三、什么是数据依赖
1. 完整性约束旳体现形式