第七讲数据库设计基础课件.ppt

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1、第七讲数据库设计基础第1页，此课件共18页哦本讲内容n n关系数据库设计理论关系数据库设计中的异常问题 关系数据库设计理论中的基础概念 第2页，此课件共18页哦关系模式n n关系模式是关系的描述，它由五部分组成，即为五元组：n nR(U,D,DOM,F)n n其中其中R为关系名，n nU U是属性集合，D D是域的集合，即取值范围的集合。是域的集合，即取值范围的集合。n nDOMDOM是属性源域（属性集合U U中属性所来自的域），为属性向域的映象集合n nF F为属性间的数据依赖关系集合。n n简化描述简化描述R(U,F)，甚至，甚至R(U)第3页，此课件共18页哦关系数据库设计中的异常问题n

2、 n数据冗余n n更新异常n n插入异常n n删除异常第4页，此课件共18页哦示例数据n n学生（学号，姓名，系名，系负责人，课程名，成绩）主码学生（学号，姓名，系名，系负责人，课程名，成绩）主码=学号，课程名学号，课程名 学号学号学号学号(6)(6)姓名姓名姓名姓名(8)(8)系名系名系名系名(8)(8)系负责人系负责人系负责人系负责人(8)(8)课程名课程名课程名课程名(10)(10)成绩成绩成绩成绩(2)(2)980701980701章涌章涌章涌章涌管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥市场营销市场营销市场营销市场营销8585980701980701章涌章涌章涌章涌管理系管理系

3、管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥技术经济技术经济技术经济技术经济7878980701980701章涌章涌章涌章涌管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥生产管理生产管理生产管理生产管理8080980702980702李文利李文利李文利李文利管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥市场营销市场营销市场营销市场营销7070980702980702李文利李文利李文利李文利管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥技术经济技术经济技术经济技术经济8686980702980702李文利李文利李文利李文利管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥生产管理生产管理生产管理生产

4、管理9090980703980703王沐阳王沐阳王沐阳王沐阳管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥市场营销市场营销市场营销市场营销8484980703980703王沐阳王沐阳王沐阳王沐阳管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥技术经济技术经济技术经济技术经济7575980703980703王沐阳王沐阳王沐阳王沐阳管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥生产管理生产管理生产管理生产管理7070980704980704杨舒杨舒杨舒杨舒管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥市场营销市场营销市场营销市场营销7878980704980704杨舒杨舒杨舒杨舒管理系管理系

5、管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥技术经济技术经济技术经济技术经济7272980704980704杨舒杨舒杨舒杨舒管理系管理系管理系管理系李瑞祥李瑞祥李瑞祥李瑞祥生产管理生产管理生产管理生产管理909012行42字节第5页，此课件共18页哦数据冗余n n总字节数（6888102）12504Bn n系名和系负责人重复12次n n学号和姓名重复3次n n课程名重复4次第6页，此课件共18页哦更新异常n n管理系负责人改为李增瑞需要修改12条记录（所有相关的记录，与该系的学生有关）n n由于数据重复存储导致更新操作复杂化。第7页，此课件共18页哦插入异常n n计算机系成立，尚未招生无法插入 在学生

6、表存储数据必须保证其实体完整性在学生表存储数据必须保证其实体完整性主属性不为主属性不为空，故学号和课程名不能为空空，故学号和课程名不能为空n n招生完毕，但学生尚未选修课程招生完毕，但学生尚未选修课程无法插入 学号是有了，但由于未选修，所以课程名不知道，不学号是有了，但由于未选修，所以课程名不知道，不能保证主属性不为空的实体完整性要求。能保证主属性不为空的实体完整性要求。n n求学校有多少系？结果不正确，在学生表中还未有计算机系含在内。结果不正确，在学生表中还未有计算机系含在内。n n问计算机系负责人是谁？不知道，计算机系不存在。不知道，计算机系不存在。n n由于信息不全，导致应该存储的数据无

7、法存储。由于信息不全，导致应该存储的数据无法存储。第8页，此课件共18页哦删除异常n n管理系管理系9898级学生毕业，删除所有该年级学生。级学生毕业，删除所有该年级学生。由于管理系只有由于管理系只有9898级学生，被删除后，连带管理系及其级学生，被删除后，连带管理系及其负责人信息一起被删除。负责人信息一起被删除。n n问学校有几个系？问学校有几个系？n n问管理系负责人是谁？n n若若980701学生取消三门选修课程，则需要删除该学生学生取消三门选修课程，则需要删除该学生对应的三条记录对应的三条记录 该学生记录信息也会因此被删除。该学生记录信息也会因此被删除。n n问管理系有多少学生？n n

8、删除元组时导致额外信息的丢失删除元组时导致额外信息的丢失第9页，此课件共18页哦根本原因n n上述学生关系模式的规范化程序较低。n n解决的办法通过规范化理论对其进行规范化，可以逐步降低和消除上述问题第10页，此课件共18页哦基础概念n n函数依赖（Functional Dependency）非平凡的函数依赖（Nontrivial Functional Dependency)完全函数依赖(Full Functional Dependency)部分函数依赖(Partial Functional Dependency)传递函数依赖(Transitive Functional Dependency)

9、第11页，此课件共18页哦函数依赖n n定义1 1：对于R中属性中属性X X的任何一个具体值，的任何一个具体值，Y仅有唯一的具体值与之对应，则称R的属性Y Y函数依赖于属性X，记作XYXY，X称为决定因素称为决定因素（Determinant）。）。n n设R(U)R(U)是一关系模式，是一关系模式，U是R的属性集合。X X和和Y Y是U的子集，对于的子集，对于R(U)的任意一个可能的关系r，如，如果果r r中不存在两个元组，它们在X X上的属性值相同，而在Y Y上的属性值不同，则称上的属性值不同，则称“X函数确定Y”Y”或或“Y Y函数依赖于函数依赖于X”X”，记作，记作XYXY。n n例如：

10、学号例如：学号姓名，学号姓名，学号系名系名n n（学号，课程名）（学号，课程名）成绩成绩第12页，此课件共18页哦非平凡的函数依赖n n在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y，如果XY，但YX，则称XY是非平凡函数依赖。若YX，则称XY为平凡函数依赖。n n对任一关系模式，平凡函数依赖都必然成立，不能反映新的语义，故一般只讨论非平凡的函数依赖。第13页，此课件共18页哦完全函数依赖与部分函数依赖n n定定义义2：在R R中如果属性集Y函数依赖于属性庥X X，且且不不函函数数依依赖赖于于X X的任何真子集，则称Y Y完全函数依赖于X，记记作作X Y，否则Y部分函数依赖于X X，记作，记作X Y

11、。n n在在关关系系模模式式R(U)中中，如如果果XY，且对于X的任一真子集X，都都有有X X Y Y，则称Y完完全全函函数数依依赖赖于于X，记X X Y Y。若若XYXY，但Y Y不完全函数依赖于X X，则则称称Y部分函数依赖于X X，记X Y Y。n n如关系如关系SC(Sno,Cno,Grade)中，由于 Sno Sno Grade Grade，Cno Cno Grade Grade。所以有。所以有(Sno,Cno)Grade(Sno,Cno)Grade。第14页，此课件共18页哦传递函数依赖n n定定义义3 3：在在R R中中，对对于于属属性性子子集集X X、Y Y、Z Z，若若X X

12、 Y Y，Y Y X X，Y ZY Z，则称，则称Z Z对对X X传递函数依赖，记作传递函数依赖，记作X ZX Z。n n在在关关系系模模式式R(U)R(U)中中，如如果果XYXY，YZYZ且且Z Z Y Y（即即Z-YZ-Y），Y Y X X，则称，则称Z Z传递函数依赖于传递函数依赖于X X。n n记作记作X YX Y，或者，或者X XY Y。n n说说明明：YZYZ且且Z Z Y Y（即即Z-YZ-Y）是是指指Y Y与与Z Z之之间间的的函函数数依依赖赖是是非非平平凡凡的的。而而加加上上条条件件：Y Y X X，否否则则因因为为如如果果YXYX，则则XYXY，故，故 X ZX Z。并非传

13、递函数依赖了。并非传递函数依赖了。n n如如关关系系Std(Sno,Sdept,Mname)Std(Sno,Sdept,Mname)中中有有SnoSdeptSnoSdept，SdeptMnameSdeptMname，且，且Sdept Sdept Sno Sno，n n故故 Sno Sno MnameMname。第15页，此课件共18页哦码n n如果 K U，则K 是关系模式R(U)的超超级码级码(Superkey)n nK 是R(U)的候选码候选码(candidate key)当且仅当 K U,且不存在 K,使 U成立。n n即KRn n若关系模式R有多个候选码，则选定其中一个作为主码主码(p

14、rimary key)第16页，此课件共18页哦外码n n外部码外部码(Foreign key)(Foreign key)：如果关系：如果关系R的某一属性组的某一属性组A不不是是R的候选码，而是另一关系的候选码，而是另一关系S S的候选码，则称的候选码，则称A A为为R R的外部码。的外部码。n n外部码提供了一种表示两个关系联系的方法n n包含在任意一个候选码中的属性，称为主属性。主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非主属性非主属性。第17页，此课件共18页哦小结n n关系模式的表示关系模式的表示五元组R(U,D,DOM,F)n n关系数据库设计中的异常问题有数据冗余、插入异常、关系数据库设计中的异常问题有数据冗余、插入异常、删除异常、更新异常。删除异常、更新异常。n n关系理论中的主要概念包括函数依赖、非平凡的函关系理论中的主要概念包括函数依赖、非平凡的函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖等。依赖等。n n问题问题n n关系理论在数据库设计中的地位？一般在何种情况下关系理论在数据库设计中的地位？一般在何种情况下加以应用？加以应用？第18页，此课件共18页哦