第五章关系数据理论优秀PPT.ppt

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1、第五章关系数据理论第一页，本课件共有32页1、关系模式、关系模式 R（U，D，dom，F）R 关系名关系名 U 属性组属性组 D 属性组属性组U中属性所来自的域中属性所来自的域 dom 属性到域的映射属性到域的映射 F 属性组属性组 U 上的一组上的一组数据依赖数据依赖一般把关系模式看作三元组：一般把关系模式看作三元组：R（U，F）第二页，本课件共有32页2、函数依赖、函数依赖设设R（U）是属性集）是属性集U上的关系模式。上的关系模式。X，Y 是是 U 的子集。若对于的子集。若对于 R(U)的任意一个可的任意一个可能的关系能的关系 r，r中不可能存在两个元组在中不可能存在两个元组在 X上的上的

2、属性值相等，而在属性值相等，而在Y上的属性值不等，上的属性值不等，则称则称 X 函数确定函数确定 Y 或或 Y 函数依赖于函数依赖于 X，记作记作X Y。若若 Y 不是不是 X 的子集，则为的子集，则为非平凡的函数依赖非平凡的函数依赖；若若 Y 是是 X 的子集，则为的子集，则为平凡的函数依赖平凡的函数依赖。第三页，本课件共有32页码码设设 K 为为R（U，F）中的属性或属性组合，）中的属性或属性组合，若若 K U 则则 K 为的为的候选码候选码。若候选码多于一个，则选定其中的一个为若候选码多于一个，则选定其中的一个为主码主码。包含在任何一个候选码中的属性，叫包含在任何一个候选码中的属性，叫主

3、属性主属性。不包含在任何码中的属性叫不包含在任何码中的属性叫非主属性非主属性，或，或非码属非码属性性。F关系模式关系模式R中属性或属性组中属性或属性组X并非并非R的码，但的码，但X是另一个关系模式的码，则称是另一个关系模式的码，则称X是是R的的外码外码。第四页，本课件共有32页1、1NF 关系模式关系模式R的每个关系的每个关系r的每个属性值都是的每个属性值都是不可再分的数据项，则不可再分的数据项，则 R 1NF。例例 借书人所借书名日期张平T1D1T2D2T3D3李文T4D4范式范式第五页，本课件共有32页借书人所借书名日期张平T1D1张平T2D2张平T3D3李文T4D4第六页，本课件共有32

4、页2、2NF 若若 R 1NF，且每个非主属性都完全函数依赖，且每个非主属性都完全函数依赖于码，则于码，则 R 2NF。例例 借阅（借书证号，姓名，所借书名，日期）借阅（借书证号，姓名，所借书名，日期）主码（借书证号，所借书名）主码（借书证号，所借书名）借书证号姓名所借书名日期001张平T1D1001张平T2D2002李文T2D3p（借书证号，所借书名）（借书证号，所借书名）姓名姓名 第七页，本课件共有32页借书证（借书证号，姓名）借书证（借书证号，姓名）借阅（借书证号，所借书名，日期）借阅（借书证号，所借书名，日期）借书证号姓名001张平002李文借书证号所借书名日期001T1D1001T2

5、D2002T2D3借阅关系模式分解为：借阅关系模式分解为：第八页，本课件共有32页学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系，系主任，学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系，系主任，课程名，成绩）课程名，成绩）主码（学号，课程名）主码（学号，课程名）（学号，课程名）（学号，课程名）（姓名，性别，年龄，所在系，（姓名，性别，年龄，所在系，系主任）系主任）P第九页，本课件共有32页学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，系主任）学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，系主任）选课（学号，课程号，成绩）选课（学号，课程号，成绩）学生关系模式分解为：学生关系模式分解为：学号姓名年龄性别系名系主任98001李华20男数

6、学系王民98002张敏21女数学系王民98003陈兵20男物理系赵敏第十页，本课件共有32页学号课程名成绩98001高等数学8198001离散数学7298001线形代数9498001概率统计8798002概率统计7498002线形代数9298002高等数学8898003普通物理6398003数字电路7898003模拟电路82第十一页，本课件共有32页关系模式关系模式 R R（U U，F F）中若不存在这样的码）中若不存在这样的码 X X，属性组属性组 Y Y，及非主属性，及非主属性 Z Z（Z YZ Y），），使得使得X XY Y，Y XY X，Y YZ Z成立，成立，则称则称 R R（U U

7、，F F）3NF3NF。3、3NF 若若R 3NF，则每一个非主属性既不部分依赖于码，则每一个非主属性既不部分依赖于码也不传递依赖于码。也不传递依赖于码。第十二页，本课件共有32页学号姓名年龄性别系名98001李华20男数学系98002张敏21女数学系98003陈兵20男物理系系名系主任数学系王民物理系赵敏学生学生系系学生关系模式分解为：学生关系模式分解为：学生（学号，姓名，年龄，性别，系名）学生（学号，姓名，年龄，性别，系名）系（系名，系主任）系（系名，系主任）第十三页，本课件共有32页BCNFBCNF满足：满足：1 1）所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖。）所有非主属性对每一个码都是完

8、全函数依赖。2 2）所有的主属性对每一个不包含它的码，也是完全）所有的主属性对每一个不包含它的码，也是完全 函数依赖。函数依赖。3 3）没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属）没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属 性。即不存在传递函数依赖。性。即不存在传递函数依赖。4、BCNF关系模式关系模式 R1NF1NF，若，若XYXY（Y Y不是不是X X的真子集）的真子集）时，时，X X 必含有码，则必含有码，则 RBCNF RBCNF。第十四页，本课件共有32页例例 关系模式关系模式SJP（S，J，P）中，）中，S是学生，是学生，J表示课程，表示课程，P表示名次。表示名次。若不存在并列名次

9、，则有若不存在并列名次，则有 （S，J）PP；（；（J J，P P）SSSJPBCNFSJPBCNF第十五页，本课件共有32页例例 关系模式关系模式 STJ（S，T，J）中，）中，S 表示学生，表示学生，T 表示教师，表示教师，J 表示课程。表示课程。学生S教师T课程J99001001C199001002C299002001C199002002C2每一教师只教一门课，每门课有若干教师，某一学生选每一教师只教一门课，每门课有若干教师，某一学生选定某门课，就对应一个固定的教师。则有：定某门课，就对应一个固定的教师。则有：（S，J）TT；（；（S S，T T）J J；T JT JSTJ 3NF3NF

10、第十六页，本课件共有32页STJ模式模式分解为：分解为：ST ST（S S，T T），），TJTJ（T T，J J）学生S教师T99001001990010029900200199002003教师T课程J001C1002C2003C2 STBCNF STBCNF，TJBCNFTJBCNF第十七页，本课件共有32页例例1 关系模式关系模式 TEACHING（C，T，B）C 表示课程，表示课程，T 表示教员，表示教员，B 表示参考书表示参考书5、多值依赖、多值依赖某一门课程由多个教员讲授，使用相同的一套参考书某一门课程由多个教员讲授，使用相同的一套参考书，每个教员可以讲授多门课程，每种参考书可以供

11、多门课每个教员可以讲授多门课程，每种参考书可以供多门课程使用。程使用。TEACHING的码是（的码是（C，T，B）TEACHINGBCNFBCNF第十八页，本课件共有32页课程C教员T参考书T物理李勇王军普通物理学光学原理物理习题集数学李勇张平数学分析微分方程高等代数第十九页，本课件共有32页课程C教员T参考书T物理李勇普通物理学物理李勇光学原理物理李勇物理习题集物理王军普通物理学物理王军光学原理物理王军物理习题集数学李勇数学分析数学李勇微分方程数学李勇高等代数数学张平数学分析数学张平微分方程数学张平高等代数第二十页，本课件共有32页 设设R（U）是属性集）是属性集 U上的一个关系模式。上的一

12、个关系模式。X，Y，Z 是是 U 的子集，并且的子集，并且 Z=UXY。关系模式。关系模式R（U）中多值依赖中多值依赖 XYY成立，当且仅当对成立，当且仅当对R（U）的任一）的任一关系关系 r，给定的，给定的一对（一对（x，z）值，有值，有一组一组 Y 的值，这的值，这组值仅仅决定于组值仅仅决定于 x 值而与值而与 z 值无关。值无关。关系模式关系模式TEACHING（C，T，B）中，中，有有CTT，C BC B。多值依赖多值依赖第二十一页，本课件共有32页关系模式关系模式 WSC（W，S，C）W表示仓库，表示仓库，S表示保管员，表示保管员，C表示商品。表示商品。每个仓库有若干个保管员有若干种

13、商品。每个仓库有若干个保管员有若干种商品。每个保管员保管所在的仓库的所有商品，每个保管员保管所在的仓库的所有商品，每种商品被所有保管员保管。每种商品被所有保管员保管。例例2第二十二页，本课件共有32页仓库W保管员S商品CW1S1C1W1S1C2W1S1C3W1S2C1W1S2C2W1S2C3W2S3C4W2S3C5W2S4C4W2S4C5WS，WC第二十三页，本课件共有32页电视机显像管电源开关焊接调试测试装配调试焊接调试例例3 JPW（产品，零件，工序）（产品，零件，工序）第二十四页，本课件共有32页产品零件工序电视机显像管焊接电视机显像管调试电视机电源测试电视机电源装配电视机电源调试电视机

14、开关焊接电视机开关调试第二十五页，本课件共有32页R（课程名（课程名C，时间，时间H，教室，教室R，学生，学生S，成绩，成绩G）某一门课程在不同时间可以安排在不同的教室，某一门课程在不同时间可以安排在不同的教室，即同一门课可以有一组（时间，教室）与之对应。即同一门课可以有一组（时间，教室）与之对应。而听课的学生及其成绩与此无关。而听课的学生及其成绩与此无关。C1H1 R1H2 R2S1 G1S2 G2例例 4第二十六页，本课件共有32页课程名C时间H教室R学生S成绩GC1H1R1S1G1C1H2R2S2G2C1H1R1S2G2C1H2R2S1G1CHR，CSG第二十七页，本课件共有32页多值依

15、赖的性质多值依赖的性质1）若）若X Y，则，则X Z，其中，其中Z=U X Y。2）若）若X Y，Y Z，则，则X Z Y。3）若）若X Y，X Z，则，则X YZ。4）若）若X Y，X Z，则，则X Y Z。5）若）若X Y，X Z，则则X Y Z，X Z Y。6）函数依赖可以看作多值依赖的特殊情况。）函数依赖可以看作多值依赖的特殊情况。（1）多值依赖的有效性与属性集的范围有关。）多值依赖的有效性与属性集的范围有关。（2）若）若函数依赖函数依赖XY在上在上R（U）成立，则对于任何）成立，则对于任何 Y Y均有均有X Y成立。而成立。而多值依赖多值依赖X Y若若 在在R（U）上成立，却不能断言

16、对于任何）上成立，却不能断言对于任何 Y Y 有有 X Y成立成立。第二十八页，本课件共有32页关系模式关系模式R（U，F）1NF1NF，如果对于，如果对于R R的每个的每个非平凡多值依赖非平凡多值依赖 XY XY（Y Y不是不是X X的真子集），的真子集），X X都含有码，则称都含有码，则称R R（U U，F F）4NF4NF。6、4NF例例1 1关系模式关系模式 TEACHINGTEACHING（课程（课程C C，教员，教员T T，参考书，参考书B B）可以分解为：可以分解为：CT CT（课程（课程C C，教员，教员T T）CB CB（课程（课程C C，参考书，参考书B B）CT4NFCT

17、4NF，CB4NFCB4NF第二十九页，本课件共有32页模式分解模式分解“一事一地一事一地”（One Fact In One Place）原）原则则第三十页，本课件共有32页例例1 关系关系R职工号 职工名年龄性别单位号单位名E1ZHAO45FD3CCCE2QIAN25MD1AAAE3SEN38MD3CCCE3LI26FD3CCCR属于第几范式，应如何规范它？属于第几范式，应如何规范它？第三十一页，本课件共有32页例例2 关系关系SCGSCG是第几范式，应如何分解？是第几范式，应如何分解？SNOCNOCNAMETNAMETLOCAGRADE80152C1OS王平D17080153C2DB高升D28580154C1OS王平D18680154C3AI杨杨D37280155C4CL高升D292第三十二页，本课件共有32页