数据库系统概论(第五版)PPT第6章(专业教育)
合集下载
数据库系统概论课件PPT第六章(高等教育出版社第四版)
2、聚簇存取方法的选择
• 为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把这个 或这些属性（称为聚簇码）上具有相同值的元组集中 存放在连续的物理块称为聚簇。 • 聚簇功能可以大大提高按聚簇码进行查询的效率。 • 聚簇功能不但适用于单个关系，也适用于经常进行连 接操作的多个关系。即把多个连接关系的元组按连接 属性值聚集存放，聚簇中的连接属性称为聚簇码。这 就相当于把多个关系按“预连接”的形式存放，从而 大大提高连接操作的效率。 • 一个数据库可以建立多个聚簇，一个关系只能加入一 个聚簇。
第三节 概念结构设计
• 将需求分析得到的用户需求抽象为信息 结构即概念模型的过程就是概念结构设 计。它是整个数据库设计的关键。
一、概念结构
• 概念结构的主要特点是： • 1、能真实、充分反映现实世界，包括事物和事物 之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是 对现实世界的一个真实模型。 • 2、易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用 户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成 功的关键。 • 3、易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容 易对概念模型修改和扩充。 • 4、易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
第六章 数据库设计
第一节 数据库设计概述
• 从小型的单项事务处理系统到大型复杂的信息 系统大都用先进的数据库技术来保持系统数据 的整体性、完整性和共享性。 • 数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术， 是信息系统开发和建设中的核心技术，数据库 设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优 的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使 之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用 需求。
一、E－R图向关系模型的转换
• 将E－R图转换为关系模型实际上就是要将实体、实 体的属性和实体之间的联系转换为关系模式，这种 转换一般遵循如下原则： • 1、一个实体型。转换为一个关系模式实体的属性就 是关系的属性，实体的码就是关系的码 • 对于实体间的联系则有以下不同情况： • （1）一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式， 也可以与任意一端对应的关系模式合并。 • （2）一个1：n联系可以转换为一个独立的关系模式， 也可以与n端对应的关系模式合并。 • （3）一个m:n联系转换为一个关系模式。
数据库系统概论王珊第5版第五版教材课后习题答案详解pdf
内容说明王珊《数据库系统概论》（第5版）是我国高校采用较多的权威教材之一，无论指定参考书是否为该教材，对该教材的课后习题加以练习和掌握，非常有助于考生的复习和备考。
本册以王珊《数据库系统概论》（第5版）为依据，对课后习题进行了详细的分析与解答，并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。
明立考试（公众号）本文档的内容参考了部分网络资料及图书资料，是出于传递更多信息之目的，并不代表故意侵犯原作者或出版人的版权和利益，如果原作者或出版人对本文档有任何异议，请与作者联系，会在第一时间处理！内容说明 (1)声明 (2)目录 (3)第1章绪论 (5)课后习题 (5)参考答案 (6)第2章关系数据库 (12)课后习题 (12)参考答案 (14)第3章关系数据库标准语言SQL (18)课后习题 (18)参考答案 (19)第4章数据库安全性 (22)课后习题 (22)参考答案 (23)第5章数据库完整性 (26)课后习题 (26)参考答案 (27)第6章关系数据理论 (29)课后习题 (29)参考答案 (31)第7章数据库设计 (34)课后习题 (34)参考答案 (35)第8章数据库编程 (39)课后习题 (39)参考答案 (40)第9章关系查询处理和查询优化 (42)课后习题 (42)参考答案 (43)第10章数据库恢复技术 (46)课后习题 (46)参考答案 (48)第11章并发控制 (51)课后习题 (51)参考答案 (53)第12章数据库管理系统 (59)课后习题 (59)参考答案 (60)第13章数据库技术发展概述 (63)课后习题 (63)参考答案 (64)第14章大数据管理 (65)课后习题 (65)参考答案 (66)第15章内存数据库系统 (68)课后习题 (68)参考答案 (69)第16章数据仓库与联机分析处理技术 (71)课后习题 (71)参考答案 (72)第1章绪论课后习题1．试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
演示文稿数据库系统概论第五版
[<表名2>.]<列名3>
❖ 连接字段：连接谓词中的列名称
连接条件中的各连接字段类型必须是可比的，但名字不 必相同
第4页，共81页。
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询 2.自身连接 3.外连接 4.多表连接
第5页，共81页。
1. 等值与非等值连接查询
❖ 等值连接：连接运算符为=
[例 3.49] 查询每个学生及其选修课程的情况
Sdept CS CS CS CS CS MA IS
Cno 1 2 3 2 3
NULL NULL
Grade 92 85 88 90 80
NULL NULL
第21页，共81页。
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询
2.自身连接 3.外连接
4.多表连接
第22页，共81页。
4. 多表连接
❖ 多表连接：两个以上的表进行连接
连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该 元组拼接起来，形成结果表中一个元组。当遇到表2中 第一条大于表1连接字段值的元组时，对表2的查询不再 继续
第9页，共81页。
连接操作的执行过程（续）
（2）排序合并法（续）
找到表1的第二条元组，然后从刚才的中断点处继续顺序扫描表2，查 找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼
此查询为不相关子查询。
第32页，共81页。
带有IN谓词的子查询（续）
用自身连接完成[例 3.55]查询要求
SELECT S1.Sno, S1.Sname,S1.Sdept FROM Student S1,Student S2 WHERE S1.Sdept = S2.Sdept AND
S2.Sname = '刘晨';
❖ 连接字段：连接谓词中的列名称
连接条件中的各连接字段类型必须是可比的，但名字不 必相同
第4页，共81页。
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询 2.自身连接 3.外连接 4.多表连接
第5页，共81页。
1. 等值与非等值连接查询
❖ 等值连接：连接运算符为=
[例 3.49] 查询每个学生及其选修课程的情况
Sdept CS CS CS CS CS MA IS
Cno 1 2 3 2 3
NULL NULL
Grade 92 85 88 90 80
NULL NULL
第21页，共81页。
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询
2.自身连接 3.外连接
4.多表连接
第22页，共81页。
4. 多表连接
❖ 多表连接：两个以上的表进行连接
连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该 元组拼接起来，形成结果表中一个元组。当遇到表2中 第一条大于表1连接字段值的元组时，对表2的查询不再 继续
第9页，共81页。
连接操作的执行过程（续）
（2）排序合并法（续）
找到表1的第二条元组，然后从刚才的中断点处继续顺序扫描表2，查 找满足连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该元组拼
此查询为不相关子查询。
第32页，共81页。
带有IN谓词的子查询（续）
用自身连接完成[例 3.55]查询要求
SELECT S1.Sno, S1.Sname,S1.Sdept FROM Student S1,Student S2 WHERE S1.Sdept = S2.Sdept AND
S2.Sname = '刘晨';
数据库系统概论第六章PPT学习教案
如：SC(SNO, CNO, SNAME,GRADE) (SNO,CNO)P SNAME SNO SNAME
第11页/共48页
6.2 规范化（续）
1、函数依赖
三种函数依赖
传递函数依赖： 在R(U)中，如果XY(YX)传，递 YX，YZ，则称Z 对X传递函数依赖。记作：X Z
如：S(SNO,SDEPT,MNAME) SNO SDEPT, SDEPTMNAME
分解方法： • 找出并抹去函数依赖于码的一部分而不是整个码的属
性，将它们放到不同的表中。 • 组合剩余的属性。
第21页/共48页
举例：
关系S(学号，系名，宿舍区，课程号，成绩）
码（学号，课程号） 函数依赖集： （学号，课程号）成绩 学号系名 学号宿舍区 （学号，课程号） P系名 （学号，课程号） P宿舍区
定义：关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X 是另一个关系模式第的14页码/共，48页则称X是R的外部码。
举例：
关系模式S(Sno,Sdept,Sage)，单个属性Sno是码， SC（Sno，Cno，Grade）中，（Sno，Cno）是
码 关系模式R（P，W，A），其中：P为演奏者，W为作品 ， A为听众。
数依赖关系。
第25页/共48页
6.2 规范化（续）
3、范式(NF)
第三范式 关系模式R(U,F)中若不存在这样的码X、属性组 Y及非主属性Z(Z Y)，使得XY,YZ成立， 则称R(U,F) 3NF。
3NF消除2NF的非主属性的传递函数依赖 分解方法： • 发现和抹去函数依赖于不是主属性的非主属性。把它
DL(SDEPT,SLOC)
第27页/共48页
练习：
将下面的R关系规范化到第三范式
第11页/共48页
6.2 规范化（续）
1、函数依赖
三种函数依赖
传递函数依赖： 在R(U)中，如果XY(YX)传，递 YX，YZ，则称Z 对X传递函数依赖。记作：X Z
如：S(SNO,SDEPT,MNAME) SNO SDEPT, SDEPTMNAME
分解方法： • 找出并抹去函数依赖于码的一部分而不是整个码的属
性，将它们放到不同的表中。 • 组合剩余的属性。
第21页/共48页
举例：
关系S(学号，系名，宿舍区，课程号，成绩）
码（学号，课程号） 函数依赖集： （学号，课程号）成绩 学号系名 学号宿舍区 （学号，课程号） P系名 （学号，课程号） P宿舍区
定义：关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X 是另一个关系模式第的14页码/共，48页则称X是R的外部码。
举例：
关系模式S(Sno,Sdept,Sage)，单个属性Sno是码， SC（Sno，Cno，Grade）中，（Sno，Cno）是
码 关系模式R（P，W，A），其中：P为演奏者，W为作品 ， A为听众。
数依赖关系。
第25页/共48页
6.2 规范化（续）
3、范式(NF)
第三范式 关系模式R(U,F)中若不存在这样的码X、属性组 Y及非主属性Z(Z Y)，使得XY,YZ成立， 则称R(U,F) 3NF。
3NF消除2NF的非主属性的传递函数依赖 分解方法： • 发现和抹去函数依赖于不是主属性的非主属性。把它
DL(SDEPT,SLOC)
第27页/共48页
练习：
将下面的R关系规范化到第三范式
数据库系统导论PPT课件
（3）用户
用户是指数据库系统的最终用户。不同层次的用户按其业务工作的要求， 通过应用程序的操作界面使用数据库，分别完成日常业务、管理和决策的工作。 如超市的收银员就是一种数据库系统的用户。
参考教材
萨师煊、王珊编著, 数据库系统 (第五版), 高等教育出版社
周立柆等编著,SQL Server 数据库原理— —设计与实现, 清华大学出版
作业
考试以完成实验环节为必要条件,期末考试采用笔试; 本课程总成绩为100分,其中成绩评定由三部分组成： 期末考试成绩: 60% 实验成绩: 25% 平时成绩: 15%
本课程分组实验
分组实验考查：以组为单位，每组设计一个系统，设计工 具：Visual Basic6.0+SqlServer2000
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
完整性控制 ：数据的完整性是指数据的正确性、有 效性。数据库中的数据是对客观世界中事物性质的 反映，必须要符合一定的语义。数据库系统应提供 必要的功能，保证数据库中的数据在输入、修改过 程中始终符合原来的含义或规定。
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制
完整性控制 并发控制
故障恢复
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制：数据的安全性是指保护数据以防止不 合法的使用所造成的数据泄密或破坏。系统一般用 检查口令或其它手段来验证用户身份，只有合法用 户才能进入数据库系统；可以通过定义保密级别和 数据存取权限来控制进入系统的用户只能使用允许 他使用的数据。
用户是指数据库系统的最终用户。不同层次的用户按其业务工作的要求， 通过应用程序的操作界面使用数据库，分别完成日常业务、管理和决策的工作。 如超市的收银员就是一种数据库系统的用户。
参考教材
萨师煊、王珊编著, 数据库系统 (第五版), 高等教育出版社
周立柆等编著,SQL Server 数据库原理— —设计与实现, 清华大学出版
作业
考试以完成实验环节为必要条件,期末考试采用笔试; 本课程总成绩为100分,其中成绩评定由三部分组成： 期末考试成绩: 60% 实验成绩: 25% 平时成绩: 15%
本课程分组实验
分组实验考查：以组为单位，每组设计一个系统，设计工 具：Visual Basic6.0+SqlServer2000
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
完整性控制 ：数据的完整性是指数据的正确性、有 效性。数据库中的数据是对客观世界中事物性质的 反映，必须要符合一定的语义。数据库系统应提供 必要的功能，保证数据库中的数据在输入、修改过 程中始终符合原来的含义或规定。
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制
完整性控制 并发控制
故障恢复
1.2 数据管理技术的发展
1.2.3 数据库系统阶段
3．数据库系统阶段的主要特点
（4）便于对数据实现集中统一的管理与控制
安全性控制：数据的安全性是指保护数据以防止不 合法的使用所造成的数据泄密或破坏。系统一般用 检查口令或其它手段来验证用户身份，只有合法用 户才能进入数据库系统；可以通过定义保密级别和 数据存取权限来控制进入系统的用户只能使用允许 他使用的数据。
数据库系统概论(第五版)PPT第3章(2)(专业教育)
FROM SC
WHERE Cno= ' 2 ');
An Introduction to Database Sy层查询或父查询 下层查询块称为内层查询或子查询 SQL语言允许多层嵌套查询
即一个子查询中还可以嵌套其他子查询
子查询的限制
不能使用ORDER BY子句
自身连接（续）
查询结果：
Cno
Pcno
1
7
3
5
5
6
An Introduction to Database System
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询 2.自身连接 3.外连接 4.多表连接
An Introduction to Database System
3. 外连接
❖ 外连接与普通连接的区别
An Introduction to Database System
等值与非等值连接查询（续）
❖ 自然连接
[例 3.50] 对[例 3.49]用自然连接完成。 SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade FROM Student,SC WHERE Student.Sno = SC.Sno;
SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade FROM Student LEFT OUT JOIN SC ON
(Student.Sno=SC.Sno);
An Introduction to Database System
外连接（续）
执行结果：
Student.Sno Sname Ssex Sage 201215121 李勇 男 20 201215121 李勇 男 20 201215121 李勇 男 20 201215122 刘晨 女 19 201215122 刘晨 女 19 201215123 王敏 女 18 201215125 张立 男 19
数据库系统概论(第五版)第6章ppt课件
例：S-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈1NF S-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈2NF SC（Sno， Cno， Grade） ∈ 2NF S-L（Sno， Sdept， Sloc） ∈ 2NF
精选编辑ppt
2NF（续）
精选编辑ppt
三、完全函数依赖与部分函数依赖
定义6.2 在R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真 子集X’，都有X’ Y, 则称Y对X完全函数依赖，记作 X F Y。
若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数 依赖，记作X P Y。
精选编辑ppt
完全函数依赖与部分函数依赖（续）
❖ 采用投影分解法将一个1NF的关系分解为多个2NF的关系， 可以在一定程度上减轻原1NF关系中存在的插入异常、删 除异常、数据冗余度大、修改复杂等问题。
❖ 将一个1NF关系分解为多个2NF的关系，并不能完全消除 关系模式中的各种异常情况和数据冗余。
精选编辑ppt
6.2 规范化
6.2.1 函数依赖 6.2.2 码 6.2.3 范式 6.2.4 2NF 6.2.5 3NF 6.2.6 BCNF 6.2.7 多值依赖 6.2.8 4NF 6.2.9 规范化小结
精选编辑ppt
2NF（续）
函数依赖图：
SC Sno
Grade Cno
S-L Sno
Sdept Sloc
❖关系模式SC的码为（Sno，Cno） ❖关系模式S-L的码为Sno ❖这样非主属性对码都是完全函数依赖
精选编辑ppt
2NF（续）
❖ 2NF的定义
定义6.6 若R∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于 码，则R∈2NF。
精选编辑ppt
2NF（续）
精选编辑ppt
三、完全函数依赖与部分函数依赖
定义6.2 在R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真 子集X’，都有X’ Y, 则称Y对X完全函数依赖，记作 X F Y。
若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数 依赖，记作X P Y。
精选编辑ppt
完全函数依赖与部分函数依赖（续）
❖ 采用投影分解法将一个1NF的关系分解为多个2NF的关系， 可以在一定程度上减轻原1NF关系中存在的插入异常、删 除异常、数据冗余度大、修改复杂等问题。
❖ 将一个1NF关系分解为多个2NF的关系，并不能完全消除 关系模式中的各种异常情况和数据冗余。
精选编辑ppt
6.2 规范化
6.2.1 函数依赖 6.2.2 码 6.2.3 范式 6.2.4 2NF 6.2.5 3NF 6.2.6 BCNF 6.2.7 多值依赖 6.2.8 4NF 6.2.9 规范化小结
精选编辑ppt
2NF（续）
函数依赖图：
SC Sno
Grade Cno
S-L Sno
Sdept Sloc
❖关系模式SC的码为（Sno，Cno） ❖关系模式S-L的码为Sno ❖这样非主属性对码都是完全函数依赖
精选编辑ppt
2NF（续）
❖ 2NF的定义
定义6.6 若R∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于 码，则R∈2NF。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
描述一个学生关系，可以有学号、姓名、系名等属性。
一个学号只对应一个学生，一个学生只在一个系中学习 “学号”值确定后，学生的姓名及所在系的值就被唯一确
定。
Sname=f(Sno)，Sdept=f(Sno)
即Sno函数决定Sname Sno函数决定Sdept 记作Sno→Sname，Sno→Sdept
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第六章 关系数据理论
xx大学信息学院
An Introduction to Database System
第二篇 设计与应用开发篇
❖ 基于某个数据库管理系统设计数据库，如何基于 数据库系统编程 第6章 关系数据理论 第7章 数据库设计 三个关系模式：
S(Sno,Sdept,Sno → Sdept); SC(Sno,Cno,Grade,(Sno,Cno) → Grade); DEPT(Sdept,Mname,Sdept → Mname);
❖ 这三个模式都不会发生插入异常、删除异常的问 题，数据的冗余也得到了控制。
*
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
由此可得到属性组U上的一组函数依赖F： F={Sno→Sdept, Sdept→ Mname, (Sno, Cno)→ Grade}
Sno
Cno
Grade
Sdept
Mname
*
An Introduction to Database System
*
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） 系主任姓名（Mname） 课程号（Cno） 成绩（Grade）
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
关系模式Student<U, F>中存在的问题： （1）数据冗余
浪费大量的存储空间
每一个系主任的姓名重复出现，重复次数与该系所有学 生的所有课程成绩出现次数相同。
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
（2）更新异常（Update Anomalies）
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
❖ 关系模式由五部分组成，是一个五元组： R(U, D, DOM, F)
关系名R是符号化的元组语义 U为一组属性 D为属性组U中的属性所来自的域 DOM为属性到域的映射 F为属性组U上的一组数据依赖
*
An Introduction to Database System
*
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。
*
An Introduction to Database System
数据冗余 ，更新数据时，维护数据完整性代价大。
某系更换系主任后，必须修改与该系学生有关的每一个 元组。
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
（3）插入异常（Insertion Anomalies）
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。
问题的提出（续）
假设学校教务的数据库模式用一个单一的关系模式 Student来表示，则该关系模式的属性集合为： U ＝{Sno, Sdept, Mname, Cno, Grade}
现实世界的已知事实（语义）：
一个系有若干学生， 但一个学生只属于一个系； 一个系只有一名（正职）负责人； 一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修； 每个学生学习每一门课程有一个成绩。
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
❖ 数据依赖
是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系
通过属性间值的相等与否体现出来的数据间相互联系
是现实世界属性间相互联系的抽象 是数据内在的性质 是语义的体现
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
由于D、DOM与模式设计关系不大，因此在本章中把 关系模式看作一个三元组：R<U,F>
当且仅当U上的一个关系r满足F时，r称为关系模式 R<U,F>的一个关系
作为二维表，关系要符合一个最基本的条件：每个分 量必须是不可分开的数据项。满足了这个条件的关系 模式就属于第一范式（1NF）
问题的提出（续）
❖ 结论
Student关系模式不是一个好的模式。 一个“好”的模式应当不会发生插入异常、删除异常和更
新异常，数据冗余应尽可能少。
❖ 原因
由存在于模式中的某些数据依赖引起的。
❖ 解决方法
用规范化理论改造关系模式来消除其中不合适的数据依赖
*
An Introduction to Database System
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
关系数据库逻辑设计 针对具体问题，如何构造一个适合于它的数据模式 数据库逻辑设计的工具──关系数据库的规范化理论
问题的提出（续）
❖ 数据依赖的主要类型
函数依赖（Functional Dependency，简记为FD） 多值依赖（Multi-Valued Dependency，简记为MVD）
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
❖ 函数依赖普遍存在于现实生活中
一个学号只对应一个学生，一个学生只在一个系中学习 “学号”值确定后，学生的姓名及所在系的值就被唯一确
定。
Sname=f(Sno)，Sdept=f(Sno)
即Sno函数决定Sname Sno函数决定Sdept 记作Sno→Sname，Sno→Sdept
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第六章 关系数据理论
xx大学信息学院
An Introduction to Database System
第二篇 设计与应用开发篇
❖ 基于某个数据库管理系统设计数据库，如何基于 数据库系统编程 第6章 关系数据理论 第7章 数据库设计 三个关系模式：
S(Sno,Sdept,Sno → Sdept); SC(Sno,Cno,Grade,(Sno,Cno) → Grade); DEPT(Sdept,Mname,Sdept → Mname);
❖ 这三个模式都不会发生插入异常、删除异常的问 题，数据的冗余也得到了控制。
*
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
由此可得到属性组U上的一组函数依赖F： F={Sno→Sdept, Sdept→ Mname, (Sno, Cno)→ Grade}
Sno
Cno
Grade
Sdept
Mname
*
An Introduction to Database System
*
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） 系主任姓名（Mname） 课程号（Cno） 成绩（Grade）
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
关系模式Student<U, F>中存在的问题： （1）数据冗余
浪费大量的存储空间
每一个系主任的姓名重复出现，重复次数与该系所有学 生的所有课程成绩出现次数相同。
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
（2）更新异常（Update Anomalies）
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
❖ 关系模式由五部分组成，是一个五元组： R(U, D, DOM, F)
关系名R是符号化的元组语义 U为一组属性 D为属性组U中的属性所来自的域 DOM为属性到域的映射 F为属性组U上的一组数据依赖
*
An Introduction to Database System
*
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。
*
An Introduction to Database System
数据冗余 ，更新数据时，维护数据完整性代价大。
某系更换系主任后，必须修改与该系学生有关的每一个 元组。
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
（3）插入异常（Insertion Anomalies）
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。
问题的提出（续）
假设学校教务的数据库模式用一个单一的关系模式 Student来表示，则该关系模式的属性集合为： U ＝{Sno, Sdept, Mname, Cno, Grade}
现实世界的已知事实（语义）：
一个系有若干学生， 但一个学生只属于一个系； 一个系只有一名（正职）负责人； 一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修； 每个学生学习每一门课程有一个成绩。
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
❖ 数据依赖
是一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系
通过属性间值的相等与否体现出来的数据间相互联系
是现实世界属性间相互联系的抽象 是数据内在的性质 是语义的体现
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
由于D、DOM与模式设计关系不大，因此在本章中把 关系模式看作一个三元组：R<U,F>
当且仅当U上的一个关系r满足F时，r称为关系模式 R<U,F>的一个关系
作为二维表，关系要符合一个最基本的条件：每个分 量必须是不可分开的数据项。满足了这个条件的关系 模式就属于第一范式（1NF）
问题的提出（续）
❖ 结论
Student关系模式不是一个好的模式。 一个“好”的模式应当不会发生插入异常、删除异常和更
新异常，数据冗余应尽可能少。
❖ 原因
由存在于模式中的某些数据依赖引起的。
❖ 解决方法
用规范化理论改造关系模式来消除其中不合适的数据依赖
*
An Introduction to Database System
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
关系数据库逻辑设计 针对具体问题，如何构造一个适合于它的数据模式 数据库逻辑设计的工具──关系数据库的规范化理论
问题的提出（续）
❖ 数据依赖的主要类型
函数依赖（Functional Dependency，简记为FD） 多值依赖（Multi-Valued Dependency，简记为MVD）
*
An Introduction to Database System
问题的提出（续）
❖ 函数依赖普遍存在于现实生活中