文档介绍：数据库原理及应用(Access 2003)(第二版)
陈光军张秀芝主编
中国水利水电出版社
关系数据库设计理论
本章学****目标
本章主要讲解函数依赖和以函数为基础的几种关系范式。通过本章的学****读者应掌握以下内容:
函数依赖
关系范式1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF
引言
讨论范围
数据库是一组相关数据的集合。它不仅包括数据本身,而且还包括数据之间的联系,即数据模型。给出一组数据,如何构造一个适当的数据模型,在关系数据库中应该组织成几个关系模式,每个关系模式包括哪些属性,这些都是数据库逻辑设计要解决的问题。在具体数据库系统实现之前,尚未录入实际数据时,组建较好的数据模型是关系到整个系统运行效率,甚至系统成败的关键。
在以关系模型为基础的数据库中,用关系来描述现实世界。关系具有概念单一性的特点,一个关系既可以描述一个实体,也可以描述实体间的联系。一个关系模型包括一组关系模式,各个关系不是完全孤立的。只有它们相互间存在关联,才能构成一个模型。这些关系模式的全体定义构成关系数据库模式。
关系模型有严格的理论基础,也是目前应用最广泛的数据模型,指导数据库逻辑设计的是关系数据库规范化理论。关系数据库设计理论主要包括三个方面的内容:数据依赖、范式和模式设计方法。数据依赖起着核心的作用。我们重点讨论函数依赖的概念,然后再介绍模式分解的标准,即范式,为数据库的设计准备一定的基本理论基础。这里力求以大家都熟悉的实例说明问题。
引言
存储异常问题
有“教学”关系模式: 教学(教师号,教师姓名,职称,教师地址,系号,系名称,系地址,课程号,课程名,教学水平,学分)。
表8-1 “教学”关系
教师号
教师
姓名
职称
教师
地址
系号
系名称
系地址
课程号
课程名
教学
水平
学分
T1
MA
PRF
A1
D1
DEPT1
L1
C1
COMPU
GOOD
3
T1
MA
PRF
A1
D1
DEPT1
L1
C2
PROGR
EXCEL
3
T1
MA
PRF
A1
D1
DEPT1
L1
C3
DB
OK
4
T2
LI
AP
A2
D1
DEPT1
L1
C3
DB
GOOD
4
T2
LI
AP
A2
D1
DEPT1
L1
C4
OS
GOOD
4
T3
CHEN
PRF
A3
D1
DEPT1
L1
C4
OS
OK
2
T3
CHEN
PRF
A3
D1
DEPT1
L1
C1
COMPU
OK
3
T3
CHEN
PRF
A3
D1
DEPT1
L1
C5
DSTRU
EXCEL
3
T4
ZHOU
AP
A4
D2
DEPT2
L2
C6
MATH
GOOD
5
引言
存储异常问题
主码是(教师号,课程号),但该关系在使用过程中存在以下几个问题:
(1)数据冗余。每当教师开设一门课程时,该教师的职称、地址等信息就重复存储一次。一般一个系有很多教师,每位教师都开设多门课,每位教师的职称、地址要多次重复存储,这样会使关系中的数据冗余度很大。
(2)更新异常。由于数据的重复存储,会给更新带来麻烦。如果一位任3门课的教师改变了地址,3个元组的地址都要更新,一旦一个元组的地址未修改就会导致数据不一致。如果某个系改变办公地址,所要修改的数据量会更大。
(3)插入异常。如果学校新调入一个教师,暂时未主讲任何课程。由于缺少主码的一部分,而主码不允许出现空值,新教师的相关信息就不能插入到此关系中去。只有当他开设了课程之后才能插入,这是不合理的。
(4)删除异常。与插入异常相反,如果某些教师致力于科研,不担任教学任务了,就要从当前数据库中删除有关记录。那么关于这些教师的其他信息将无法记载,这也是极不合理的。
引言
存储异常问题
用下面4个关系模式代替原来的一个关系模式,上述4个方面的问题就基本解决了。
教师(教师号,教师姓名,职称,教师地址,系号)
系(系号,系名称,系地址)
课程(课程号,课程名,学分)
选修(教师号,课程号,教学水平)
新关系模型包括4个关系模式,“教师”和“系”通过“教师”中的外码“系号”相联系;“教师”与“课程”之间多对多的联系可以通过“选修”中的外码(教师号,课程号)相联系,需要时再进行自然联接,则恢复了原来的关系。但是将“教学”分解成“教师”、“系”、“课程”、“选修”四个模式是否最佳,并不是绝对的。例如,要频繁地查询讲授某门课程教师的情况,就要对这两个关系做联接操作,而联接