第6章-规范化理论 作业和思考
规范化理论
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数据库系统概述
规范化总结
• 更新异常 • 规范化的本质 – 一个关系中包含了两个不同问题的事实 • 1--5范式 – 1NF:属性是不可分割的数据项 – 2NF:非关键字属性都依赖于整个关键字(部分依赖) – 3NF:没有传递依赖 – BCNF:关系中的每个决定因素都是侯选关键字
• 模型改进的结果
学生成绩信息 学生姓名 课程名称 成绩 任课教师姓名 教师所在系
学生成绩信息 学生姓名(PK) 课程名称(PK) 成绩
课程信息 课程名称(PK) 任课教师姓名 教师所在系
规范化理论(Normalization)
3NF(3rd Normal Function，第三范式） 定义：关系R是3NF，当且仅当R是2NF，并且 所有非PK属性都是非传递地依赖于PK 3NF要求属性之间不存在传递依赖。传递依赖 是指实体中的某个属性a依赖于另外一个属性 b，而且b有不是PK的一部分。
第4章规范化理论 (Normalization)
规范化理论(Normalization)
• 不同的人对于相同的东西可以建立不同的 模型，如何衡量模型建立的好坏？换而言 之，按照什么原则建立模型？ 这个原则就是规范化理论
规范化理论(Normalization)
• 什么是规范化？
– 如果关系建立的不好的话，不能很好地反映现 实世界，容易引起各种异常。为了消除这些异 常，人们采用分解的方法，力求使关系的语义 单纯化，这就是所谓关系的规范化 – 由于关系的规范化的要求不同，出现了不同的 范式，从1NF,2NF,3NF,BCNF,4NF,直至5NF。 – 规范化的过程就是一个关系“拆”的过程
第六章 关系模式规范化理论
第6章关系模式的规范化理论关系数据库的规范化设计是指面对一个现实问题，如何选择一个比较好的关系模式集合。
规范化设计理论对关系数据库结构的设计起着重要的作用。
关系模型有严格的数学理论基础，因此人们就以关系模型为作为讨论对象，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。
本章内容（1）关系模式的冗余和异常问题。
（2）FD的定义、逻辑蕴涵、闭包、推理规则、与关键码的联系；平凡的FD；属性集的闭包；推理规则的正确性和完备性；FD集的等价；最小依赖集。
（3）无损分解的定义、性质、测试；保持依赖集的分解。
（4）关系模式的范式：1NF，2NF，3NF，BCNF。
分解成2NF、3NF模式集的算法。
（5）MVD、4NF、5NF的定义。
一，关系模式设计中的问题1.什么是好的数据库构建好的，合适的数据库模式，是数据库设计的基本问题a) 体现客观世界的信息b) 无过度的冗余c) 无插入异常d) 无删除异常e) 无更新复杂如书上的S_C_G关系。
假设需要设计一个学生学习情况数据库StuDB。
下面我们以模式S_C_G（Sno，Sname，Dname，Age，Cno，Cname，Score，Pre_cno）为例来说明该模式存在的问题。
下表是其一个实例。
3冗余度大：每选一门课，他本人信息和有关课程信息都要重复一次。
4插入异常：插入一门课，若没学生选修，则不能把该课程插入表中。
5删除异常：如S11号学生的删除，有一门只有他选，会造成课程的丢失。
6更新复杂：更新一个人的信息，则要同时更新很多条记录。
还有更新选修课时也存在这样的情况。
2.异常的原因：数据信赖的约束3.解决方法：数据库设计的规范化：分解，每个相对的独立，依赖关系比较单纯，如分解为3NF 我们采用分解的方法，将上述S_C_G分解成以下三个模式：S（Sno，Sname，age，Dname）C（Cno，Cname，Pre_cno）S_C（Sno，Cno，Score）4.规范化设计理论包括三个内容：i> 数据信赖---- 核心，研究数据之间的联系ii> 范式---- 关系模式的标准iii> 模式设计方法---- 自动化设计的基础二，函数依赖（Functional Dependency，FD）1. 函数依赖的定义：（还有非函数的依赖？，什么是函数？给出一个值能唯一确定另外一个值？映射：一对一，多对一，一对多?）定义：函数依赖是指一个或一组属性可以（唯一）决定其它属性的值。
CH6(部分)习题解答
第六章关系数据理论第六章讲解关系数据理论。
这是关系数据库的又一个重点。
学习本章的目的有两个。
一个是理论方面的，本章用更加形式化的关系数据理论来描述和研究关系模型。
另一个是实践方面的，关系数据理论是我们进行数据库设计的有力工具。
因此，人们也把关系数据理论中的规范化理论称为数据库设计理论，有的书把它放在数据库设计部分介绍以强调它对数据库设计的指导作用。
一、基本知识点本章讲解关系数据理论，内容理论性较强，分为基本要求部分(《概论》6.1～6.3)和高级部分《概论》6.4)。
前者是计算机大学本科学生应该掌握的内容；后者是研究生应该学习掌握的内容。
①需要了解的:什么是一个“不好”的数据库模式；什么是模式的插入异常和删除异常；规范化理论的重要意义。
②需要牢固掌握的:关系的形式化定义；数据依赖的基本概念(函数依赖、平凡函数依赖、非平凡的函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖的概念，码、候选码、外码的概念和定义，多值依赖的概念)；范式的概念；从lNF 到4NF的定义；规范化的含义和作用。
③需要举一反三的:四个范式的理解与应用，各个级别范式中存在的问题(插入异常、删除异常、数据冗余)和解决方法；能够根据应用语义，完整地写出关系模式的数据依赖集合，并能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式。
④难点:各个级别范式的关系及其证明。
二、习题解答和解析1.理解并给出下列术语的定义：函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码(All-key)、lNF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF。
解析解答本题不能仅仅把《概论》上的定义写下来。
关键是真正理解和运用这些概念。
答函数依赖:设R(U)是一个关系模式,U是R的属性集合,X和Y是U的子集。
对于R(U)的任意一个可能的关系r,如果r中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。
《数据库系统概论》第5版-王珊-第6章
第7章 数据库设计
第8章 数据库编程
An Introduction to Database System
第六章 关系数据理论
6.1 问题的提出
6.2 规范化
6.3 数据依赖的公理系统
*6.4 模式的分解
6.5 小结
An Introduction to Database System
6.1 问题的提出
*
4. 传递函数依赖
定义6.3 在R(U)中，如果X→Y(Y⊈X)，Y↛X， Y→Z，Z⊈Y, 则称Z对X传递函数依赖(transitive
functional dependency)。记为：X → Z。
注: 如果Y→X, 即X←→Y，则Z直接依赖于X，而不是 传递函数依赖。 [例] 在关系Std(Sno, Sdept, Mname)中，有：
如果一个系刚成立，尚无学生，则无法把这个系及其
系主任的信息存入数据库。
An Introduction to Database System
*
问题的提出（续）
（4）删除异常（Deletion Anomalies）
如果某个系的学生全部毕业了， 则在删除该系学生信
息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉了。
即Sno函数决定Sname Sno函数决定Sdept 记作Sno→Sname，Sno→Sdept
An Introduction to Database System
*
问题的提出（续）
[例6.1] 建立一个描述学校教务的数据库。 涉及的对象包括：
学生的学号（Sno）
所在系（Sdept）
田七 . . .
男 . . .
20 . . .
管理信息系统（第二版）习题答案-第6章答案
管理信息系统（第⼆版）习题答案-第6章答案管理信息系统（第⼆版）习题答案-第6章答案⼀、单选题1—5 D A D C A 6—10 C A A B B11—15 A D A B A 16—20 D B B C C21—25 A C D D A 26—27 A D⼆、填空题1.总体结构、详细2.功能要求、性能要求、容量要求、安全性可靠性要求。
3.星型拓扑结构、环型拓扑结构和总线型拓扑结构.4. 进程管理、存储管理、设备管理、⽂件管理、作业管理与⽤户管理5. 逻辑, 物理6. 总体结构,数据库设计,输⼊输出7. 组织/业务, 组织/功能8. 抽象到具体; 复杂到简单.9. 市场销售⼦系统; ⽣产管理⼦系统; 财务会计⼦系统; ⼈⼒资源管理⼦系统; 信息⼦系统; 物资供应⼦系统.10. ⼀对多（或1：N）11. 逻辑独⽴性12. 数据库管理系统13. 参照完整性14. 关系15. 需求分析; 概念结构设计; 逻辑结构设计; 物理结构设计.16. 概念模型的表⽰⽅法是实体—联系的⽅法.17. 实体型; 属性; 联系.18. 实际数据库结构; 装⼊数据; 测试和运⾏.19. 输⼊输出20. 输⼊信息正确性，满⾜输出需要21. 输⼊界⾯设计、输⼊⽅法选择和数据的校验22. 打印机输出、屏幕输出23. 菜单式、填表式、选择性问答式、按钮式、24. 数字⽹络直接传送和电话⽹络25. 判定参数和地址参数。
26. 输⼊、输出数据和数据加⼯27. 从上到下，由左向右28. 图形输出、报表输出29. 系统性、灵活性、可靠性和经济性30. 顺序码、区间码、助忆码31. 逻辑模型和物理模型三、名称解释1. 是指在⽹络环境下运⾏相应的应⽤软件，为⽹上⽤户提供共享信息资源和各种服务的⼀种⾼性能计算机，英⽂名称叫做SERVER。
2. 是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机⼯作流程并⽅便⽤户使⽤的程序集合，它是计算机和⽤户之间的接⼝。
标准作业的基本认知和思路
目录
• 标准作业的定义与重要性 • 标准作业的基本原则 • 标准作业的实施步骤 • 标准作业的优化与改进 • 标准作业的未来发展
01
标准作业的定义与重要性
定义
定义
标准作业是对作业方法的标准化，将 作业人员、作业顺序、作业工具、作 业时间等合理化、规范化，并制定成 标准文件的过程。
01
02
03
自动化设备
利用先进的自动化设备， 实现生产过程的智能化， 提高生产效率和产品质量 。
数据分析与优化
通过收集和分析生产数据 ，优化生产流程，降低成 本，提高生产效益。
人工智能技术应用
利用人工智能技术，实现 智能决策、智能控制和智 能优化，提升生产过程的 智能化水平。
绿色化发展
环保材料
采用环保材料，。
保障安全
标准作业可以规范操作规程， 减少安全隐患，降低事故风险
。
应用场景
制造业
在生产线上的各个工位制定标准作业，提高 生产效率和质量。
物流行业
在配送、装卸等环节制定标准作业，提高物 流效率和准确性。
服务行业
在服务流程中制定标准作业，提高服务质量 和效率。
医疗行业
在诊疗、手术等过程中制定标准作业，提高 医疗质量和安全性。
低成本、提升产品质量。
技术创新需要关注行业发展趋势，了解新技术的研究 和应用情况。通过与科研机构、高校和企业合作，引
进先进技术并进行本土化改造。
技术创新需要注重人才培养和技术培训，提高员工对 新技术的接受能力和应用能力。同时，建立完善的技
术创新体系，鼓励企业内部自主创新。
05
标准作业的未来发展
智能化发展
目的
第六章 习题与思考题
习题与思考题思考题1.你认为应如何定义一个良好的工作环境。
2.什么是工作设计，它的重要意义是什么？3.标准化和专业化的优点和缺点是什么？4.试叙述工作扩大化和工作丰富化的区别。
5.请解释社会技术理论的主要含义。
6.许多管理人员都认为通过自动化可以提高生产效率，你的观点是什么？在引进自动化技术时应注意哪些问题？7.某些日本公司制定了部门经理轮换制度，而美国的公司则强调在一个岗位上的专业化（如财务经理或生产经理）。
讨论每一种策略的优缺点。
8.工作扩大化、职务轮换、工作丰富化的内涵是什么？9.工作扩大化、职务轮换、工作丰富化的职工授权的区别是什么？10.你知道那些工作使人机界面突破了人的能力的局限？11.什么是标准时间？标准时间真的标准吗？它的作用是什么？12.在时间研究中，为什么要考虑操作者的效率评定？13.时间研究的局限性是什么？14.人-机工程可从那些方面帮助提高生产率？谈论注重工作环境布置，如照明、彩色、噪音、温度等，对操作者生产的有利影响。
练习题1.一个管理人员欲制定一个金属切削作业的时间定额。
他共对此操作观测了50次，每次的平均时间是10.40分钟，标准偏差是1.20分钟，操作工人的工作效率评定为125%。
假设宽放率是16%，请确定该项作业的标准时间。
2.观测一项作业共60次，平均每次观测到的作业时间是1.2分钟。
对操作者效率评定是95%，宽放率为10%，在每天工作8小时的条件下，确定以下各种时间值：（1）观测到的时间；（2）正常时间；（3）标准时间。
3.保险公司办公室的工作之一是通过电话与客户交谈。
办公室的经理估计其中一位职员将一半的时间花在打电话上，为了证实这一点，该经理打算做一次工作抽样研究。
他希望绝对误差6%以内，置信度为98%，问至少要观察多少次？。
[IT认证]第六章 关系模式的规范化理习题-精品文档
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关系模式的规范化理论掌握：函数依赖；关键字定义；关系模式的规范化（1NF-BCNF）。
理解：无损连接分解；Armstrong公理；多值依赖；4NF。
一、填空题1. 从关系规范化理论的角度讲，一个只满足1NF的关系可能存在的四方面问题是：数据冗余度大、修改异常、插入异常和_________。
2. 如果一个满足1NF关系的所有属性合起来组成一个关键字，则该关系最高满足的范式是______(在1NF、2NF、3NF范围内)。
3. 在函数依赖中，平凡的函数依赖根据Armstrong推理规则中的_______________律就可推出。
4. 关键字是__________决定关系的属性全集。
5. 在一个关系模式中，所有关键字中的属性构成一个集合，称为_______；6. 主属性集中的属性称为_____________，非主属性集中的属性称为____________。
7. 两个函数依赖集F和G等价的充分必要条件____________.二、选择题1. 下面关于函数依赖的叙述中，不正确的是( )A. 若X→Y，Y→Z，则X→YZB. 若XY→Z，则X→Z，Y→ZC. 若X→Y，Y→Z，则X→ZD. 若X→Y，Y＇包含Y，则X—Y＇2. 下面关于函数依赖的叙述中，不正确的是( )A. 若X→Y，X→Z，则X→YZB. 若XY→Z，则X→Z，Y→ZC. 若X→Y，WY→Z，则XW→ZD. 若X→Y，则XZ→YZ3. 设有关系模式R（A，B，C，D）和R上的函数依赖集FD={ A→B，B→C}，则R的主码应是A. AB. BC. ADD. CD4. 关系模型中的关系模式至少是（）A. 1NFB. 2NFC. 3NFD. BCNF5. 关系模式R中属性全部是主属性，则R的最高范式必定是（）A. 2NFB. 3NF C．BCNF D.4NF6. 2NF如何规范为3NF（）A. 消除非主属性对码的部分函数依赖B.消除非主属性对码的传递函数依赖C．消除主属性对码的部分和传递函数依赖 D. 消除非平凡且非函数依赖的多值依赖7. 设关系模式R (A，B，C)，F是R上成立的FD集，F = {B→C}，则分解ρ = {AB，BC}相对于F （）A. 是无损联接，也是保持FD的分解B. 是无损联接，但不保持FD的分解C. 不是无损联接，但保持FD分解D. 既不是无损联接，也不保持FD的分解8. 关系模式R分解成ρ = {R1，…，R k}，F是R上的一个FD集，那么R中满足F的每一个关系r，与其投影联接表达式mρ(r)间的关系满足（）A. r⊆ mρ(r)B. mρ(r) ⊆ rC. r = mρ(r)D. r≠mρ(r)三、名词释义，简要说明它们满足的FD条件。
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一、单项选择题：
1.关系数据库规范化要解决的问题是：各种更新异常和( )。
A．数据冗余 B. 保障数据安全性 C. 查询复杂 D. 控制数据完整性
2.关系模式中数据依赖问题的存在，可能会导致库中数据插入异常，这是指( )。
A. 插入了不该插入的数据
B. 数据插入后导致数据库处于不一致状态
C. 该插入的数据未被插入
D. 以上都不对
3.对关系模式进行规范化，主要的理论依据是( )。
A. 关系数据理论
B. 关系演算理论
C. 关系代数理论
D. 数理逻辑
4.下列关于数据依赖的说法中错误的是( )。
A. 函数依赖是一种特殊的多值依赖
B. 多值依赖是一种特殊的连接依赖
C. 函数依赖是一种特殊的连接依赖
D. 连接依赖是一种特殊的多值依赖
5.在关系模式R中，函数依赖X→Y的语义是( )。
A. 在R的任意两个关系中，若X值相等，则Y也值相等
B. 在R的当前关系中，若两个元组的X值相等，则Y也值相等
C. 在R的任意关系中，Y值应与X值相等
D. 在R的当前关系中，Y值应与X值相等
6.设关系模式R，U为其属性集，X和Y都是U的子集，r为基于R的一个关系，则下列说法中正确的是( )。
A. X→Y是否成立与r无关
B. X→Y是否成立与R无关
C. 设计者可从方便设计的角度出发，对X→Y是否成立进行约定
D. X→Y是否成立只能由X和Y的现实意义决定，设计者不能另行约定
7.若属性X函数依赖于属性Y时，则属性X与属性Y之间具有( )的联系。
A. 一对一B一对多 C. 多对一D．多对多
8.任意给一个关系R(U),X、Y是U的子集，若X-\->Y,Y-\->X,则X 与Y 之间的联系方式为( )。
A.1:1
B.1:N
C.N:1
D.M:N
9.关系模式中的候选键( )。
A. 有且仅有一个
B. 必然有多个
C. 可以有一个或多个
D. 以上都不对
10.关系模式中的主键( )。
A. 有且仅有一个
B. 必然有多个
C. 可以有一个或多个
D. 以上都不对
11.规范化的关系模式中，所有属性都必须是( )。
A. 相互关联的
B. 互不相关的
C. 不可分解的
D. 长度可变的
12.对于FD X→Y，如果有Y X，那么称X→Y是一个( )。
A.包含函数依赖
B.增广的函数依赖
C.传递的函数依赖
D.平凡的函数依赖
13.设关系模式R(A,B,C,D,E)，其上的函数依赖集F={AB→C，DC→E，D→B},则可导出的函数依赖是( )。
A. AD→E
B. BC→E
C. DC→AB
D. DB→A
14.属于2NF的关系模式()。
A. 一定不属于1NF
B. 必然也属于1NF
C．必然也属于3NF D. 一定不属于BCNF
15.设关系模式R属于第一范式，若在R中消除了部分函数依赖，则R至少属于( )。
A．第一范式B．第二范式 C. 第三范式 D. 第四范式
16.在关系模式R（U，F）中，如果任何非主属性对候选关键字完全函数依赖，则( )。
A．R∈2NF B．R∈3NF C．R∈4NF D．R∈BCNF
17.1NF、2NF和3NF间具有( )关系。
A. 3NF⊆2NF⊆lNF
B. 1NF⊆2NF⊆3NF
C. 1NF⊆3NF⊆2NF
D. 2NF⊆3NF⊆1NF
18.若关系模式R中的属性都是主属性，则R至少属于( )。
A．第三范式 B. BC范式 C. 第四范式D．第五范式
19.设关系模式R属于BC范式，若消除R中的( )，则可将R规范化到第四范式。
A. 非主属性对候选键的传递函数依赖
B. 主属性对候选键的传递函数依赖
C. 主属性对候选键的部分函数依赖
D. 不能归入函数依赖的非平凡多值依赖
20.设要对关系模式R(学号，姓名，课程代码，课程名，课程成绩)进行分解，将其规范化到第三范式，下列( )是最正确的规范化结果。
A. R1(学号，姓名) R2(课程代码，课程名，课程成绩)
B. R1(学号，姓名) R2(课程代码，课程名) R3(学号，课程代码，课程成绩)
C. R1(学号，姓名) R2(学号，课程代码，课程名，课程成绩)
D. R1(学号，姓名) R2(课程代码．课程名) R3(课程代码．课程成绩)
21.在关系模式R(A,B,C)中，有函数依赖集F={AB→C，BC→A}，则R最高达到( )。
A. 第一范式
B. 第二范式
C. 第三范式
D. BC范式
22.在关系数据模式的分解中，保持函数依赖分解最高可以达到( )。
A. 4NF
B. 2NF
C. 3NF
D. BCNF
二、填空题：
1.从关系规范化理论的角度讲，一个只满足1NF的关系可能存在的四个问题是：（）、（）、（）和（）。
2.设有关系模式R（A，B，C，D），F是R上成立的FD集，F={A→B，B→C}，则B ＋
为( )。
F
3.设有关系模式R（A，B，C，D），F是R上成立的FD集，F={ B→C，D→C}，属性集AB的闭包（AB）＋F为( )。
4.设有关系模式R（A，B，C），F是R上成立的FD集，F={A→B，C→B }，则相对于F，关系模式R的关键码为( )。
三、综合题：
1. 设有关系模式；商品(商品编号，商品大类，商品小类，商品名称，单价，数量，总价)，试结合实际，分析该关系模式上可能存在的函数依赖。
2. 设有关系模式R(A，B，C，D，E)，F={A→CD，BC→E，D→B，E→A}为R上的函数依赖集，试求R上的所有候选键。
3. 设有关系模式R(A，B，C，D，E)，F={AB→D，C→E，A→CD}为R上的函数依赖集，试将R分解成3NF模式集，要求分解具有无损连接性和保持函数依赖性。