关系数据理论(习题课).ppt
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1、1数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to Database System第六章第六章 关系数据理论关系数据理论(习题课)(习题课)2基本知识点基本知识点需要了解的需要了解的:1.1.什么是一个什么是一个“不好不好”的数据库模式;的数据库模式;2.2.什么是关系模式的操作异常;什么是关系模式的操作异常;3.3.规范化理论的重要意义。规范化理论的重要意义。3基本知识点基本知识点需要牢固掌握的:需要牢固掌握的:1.1.关系的形式化定义;关系的形式化定义;2.2.数据依赖的基本概念数据依赖的基本概念 (函数依赖、平凡函数依赖、非平凡函数依赖、函数依赖、平凡函数依赖、非平凡函数
2、依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖、码、候选码、外码码、候选码、外码);3.3.范式的概念;范式的概念;4.4.从从1NF1NF到到BCNFBCNF的定义;的定义;5.5.规范化的含义和作用。规范化的含义和作用。4需要举一反三的:需要举一反三的:1.1.四个范式的理解与应用四个范式的理解与应用2.2.能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式;能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式;3.3.能够根据应用语义,完整地写出关系模式的函数依赖能够根据应用语义,完整地写出关系模式的函数依赖集合,并求出最小依赖集;集合,并求出最小依赖集;4.
3、4.能确定关系模式能确定关系模式R R的候选码;的候选码;5.5.能判断模式分解是否具有无损连接性和保持函数依赖能判断模式分解是否具有无损连接性和保持函数依赖6.6.掌握模式分解的方法掌握模式分解的方法基本知识点基本知识点5难点:难点:判断关系满足的范式判断关系满足的范式关系模式的分解。关系模式的分解。基本知识点基本知识点6 理解并给出下列术语的定义:函数依赖、部分函数依赖、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、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码、1NF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、多值依赖、4NF。n函数依赖
4、函数依赖 :设设R(U)R(U)是一个属性集是一个属性集U U上的关系模式,上的关系模式,X X和和Y Y是是U U的子集。的子集。若对于若对于R(U)R(U)的任意一个可能的关系的任意一个可能的关系r r,r r中不可能存在两个中不可能存在两个元组在元组在X X上的属性值相等,上的属性值相等,而在而在Y Y上的属性值不等,上的属性值不等,则称则称 “X“X函数确定函数确定Y”Y”或或 “Y “Y函数依赖于函数依赖于X”X”,记作,记作XYXY。基本概念基本概念77函数依赖的基本概念8n解析:解析:函数依赖是最基本的、也是最重要的一种数据依赖。函数依赖是最基本的、也是最重要的一种数据依赖。函数
5、依赖是属性之间的一种联系,体现在属性值是否相函数依赖是属性之间的一种联系,体现在属性值是否相等。由定义可知,若等。由定义可知,若XYXY,则,则 r r中任意两个元组,如果它中任意两个元组,如果它们在们在X X上的属性值相等,上的属性值相等,那么在那么在Y Y上的属性值也一定相等。上的属性值也一定相等。要从属性间要从属性间实际存在的语义实际存在的语义来确定属性间的函数依赖。来确定属性间的函数依赖。函数依赖不是指关系模式函数依赖不是指关系模式R R在某个时刻的关系在某个时刻的关系(值值)满足的满足的约束条件,而是指约束条件,而是指R R在任何时刻的一切关系均要满足的约束在任何时刻的一切关系均要满
6、足的约束条件。条件。基本概念基本概念99n n若若若若XYXYXYXY,但,但,但,但Y Y Y Y X,X,X,X,则称则称则称则称XYXYXYXY是是是是平凡函数依赖;平凡函数依赖;平凡函数依赖;平凡函数依赖;(对于任一关系,平凡函数依赖必然成立对于任一关系,平凡函数依赖必然成立对于任一关系,平凡函数依赖必然成立对于任一关系,平凡函数依赖必然成立)n n如果如果如果如果XYXYXYXY,但,但,但,但Y Y Y Y X X X X,则称,则称,则称,则称XYXYXYXY是是是是非平凡函数依赖。非平凡函数依赖。非平凡函数依赖。非平凡函数依赖。几种函数依赖类型(一):例:例:例:例:Sno S
7、noSno SnoSno SnoSno Sno(Sno,Cname)Cname(Sno,Cname)Cname(Sno,Cname)Cname(Sno,Cname)Cname Sno SdeptSno SdeptSno SdeptSno Sdept(Sno,Cname)Grade(Sno,Cname)Grade(Sno,Cname)Grade(Sno,Cname)Grade平凡函数依赖不反映新的语义,无实际意义和价值;平凡函数依赖不反映新的语义,无实际意义和价值;无特别声明,均讨论有语义价值的非平凡依赖。无特别声明,均讨论有语义价值的非平凡依赖。1010几种函数依赖类型(二):n n在关系模式
8、在关系模式在关系模式在关系模式R(U)R(U)R(U)R(U)中,如果中,如果中,如果中,如果XYXYXYXY,并且对于,并且对于,并且对于,并且对于X X X X的任何一的任何一的任何一的任何一个真子集个真子集个真子集个真子集X,X,X,X,都有都有都有都有X Y,X Y,X Y,X Y,则称则称则称则称Y Y Y Y完全函数依赖完全函数依赖完全函数依赖完全函数依赖于于于于X X X X,记作记作记作记作X YX YX YX Y,否则称否则称否则称否则称Y Y Y Y部分函数依赖部分函数依赖部分函数依赖部分函数依赖于于于于X X X X,记作,记作,记作,记作X YX YX YX Y。P P
9、 P P例:例:例:例:(Sno,Cname)Grade(Sno,Cname)Grade(Sno,Cname)Grade(Sno,Cname)Grade (Sno,Cname,Sdept)Grade (Sno,Cname,Sdept)Grade (Sno,Cname,Sdept)Grade (Sno,Cname,Sdept)Grade (Sno,Cname,Mname)Grade(Sno,Cname,Mname)Grade(Sno,Cname,Mname)Grade(Sno,Cname,Mname)Grade真正起作用的函数依赖;派生出的函数依赖;真正起作用的函数依赖;派生出的函数依赖;不完全
10、函数依赖或部分函数依赖的存在使依赖关系复杂化。不完全函数依赖或部分函数依赖的存在使依赖关系复杂化。f f f fP P P PP P P P1111几种函数依赖类型(三):n n在关系模式在关系模式在关系模式在关系模式R(U)R(U)R(U)R(U)中,如果中,如果中,如果中,如果XYXYXYXY,YZYZYZYZ,且,且,且,且Y Y Y Y X X X X,Y XY XY XY X,则称,则称,则称,则称Z Z Z Z传递函数依赖传递函数依赖传递函数依赖传递函数依赖于于于于X X X X。若若若若YXYXYXYX,则,则,则,则X X X XYYYY,实际上是,实际上是,实际上是,实际上是
11、XZXZXZXZ,即,即,即,即直接函数依直接函数依直接函数依直接函数依赖赖赖赖。例:例:例:例:SnoSdept,SdeptMname,SnoMnameSnoSdept,SdeptMname,SnoMnameSnoSdept,SdeptMname,SnoMnameSnoSdept,SdeptMname,SnoMnameSnoSnoSnoSnoSidSidSidSid,SidSidSidSidStelStelStelStel,Sno,Sno,Sno,SnoStelStelStelStel传递函数依赖与非传递传递函数依赖与非传递/直接函数依赖形式表示相同;直接函数依赖形式表示相同;传递函数依赖的
12、存在使依赖关系复杂化,其语义关系比较复传递函数依赖的存在使依赖关系复杂化,其语义关系比较复杂,容易产生异常及冗余。杂,容易产生异常及冗余。1212课堂练习题:n下列关于函数依赖的叙述中,哪一条是不下列关于函数依赖的叙述中,哪一条是不正确的?正确的?(A)若若XY,YZ,则,则XZ(B)若若XY,Y Y,则,则X Y(C)若若XY,X X,则,则XY(D)若若X X,则,则XXn解析:C1313课堂练习题:(续)n下列哪一项成立时,称下列哪一项成立时,称XY为平凡的函数为平凡的函数依赖(依赖()(A)XY=空空(B)X Y=空空(C)X Y(D)Y Xn解析:D1414课堂练习题:(续)n下列关
13、于下列关于Y对X部分函数依赖的叙述中正确的叙述中正确的是(的是()(A)若若XY,且存在,且存在Y的真子集的真子集Y,XY,则,则称称(B)若若XY,且存在,且存在Y的真子集的真子集Y,XY,则,则称称(C)若若XY,且存在,且存在X的真子集的真子集X,XY,则,则称称(D)若若XY,且存在,且存在Y的真子集的真子集X,XY,则,则称称n解析:C1515课堂练习题:(续)n下述不是由于关系模式设计不当而引起的下述不是由于关系模式设计不当而引起的是(是()(A)数据冗余数据冗余(B)丢失修改丢失修改(C)插入异常插入异常(D)更新异常更新异常n解析:B,丢失修改属于并发操作带来的数据不一致性。1
14、6n候选码:候选码:设设K K为关系模式为关系模式RR中的属性或属性组合,若中的属性或属性组合,若K K U U,则则K K称为称为R R的一个侯选码。的一个侯选码。n主码主码 若候选码多于一个,则选定其中的一个为主码。若候选码多于一个,则选定其中的一个为主码。n外码:外码:关系模式关系模式R R中属性或属性组中属性或属性组X X并非并非R R的码,但的码,但X X是另一个是另一个关系模式的码,则称关系模式的码,则称X X是是R R的外码。的外码。n全码:全码:整个属性组是码,称为全码。整个属性组是码,称为全码。码(由函数依赖的概念来定义)(由函数依赖的概念来定义)1717码(续)n n定义定
15、义关系模式关系模式 R R 中属性或属性组中属性或属性组X X 并非并非R R的码,的码,但但X 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 X是是R R 的外部码的外部码(Foreign KeyForeign Key)也称也称外码外码。00300300300322222222张林张林张林张林200101320010132001013200101300200200200221212121顾芳顾芳顾芳顾芳200101220010122001012200101200100100100120202020李华李华李华李华2001011200101120010112001011SdeptS
16、deptSdeptSdeptSageSageSageSageSnameSnameSnameSnameSnoSnoSnoSnoStudentStudent王五王五王五王五管理管理管理管理003003003003李四李四李四李四计算机计算机计算机计算机002002002002张三张三张三张三自动化自动化自动化自动化001001001001MnameMnameMnameMnameDnameDnameDnameDnamedeptIDdeptIDdeptIDdeptIDDepartmentDepartmentFKFK主码和外码表示了关系之间的联系。主码和外码表示了关系之间的联系。主码和外码表示了关系之间
17、的联系。主码和外码表示了关系之间的联系。1818课堂练习题:n下列关于关系模式的码的叙述中,哪一条下列关于关系模式的码的叙述中,哪一条是正确的?(是正确的?()(A)主码只能包含单属性主码只能包含单属性(B)任何候选码都不能包含关系中的全部属性任何候选码都不能包含关系中的全部属性(C)包含在任一个候选码中的属性称作主属性包含在任一个候选码中的属性称作主属性(D)包含在素有候选码中的属性称作主属性包含在素有候选码中的属性称作主属性n解析:C19199.3 范式(续)n n各种范式之间存在联系:各种范式之间存在联系:1NF1NF2NF2NF3NF3NFBCNFBCNF4NF4NF某一关系模式某一关
18、系模式R R为第为第n n范式,可简记为范式,可简记为RnNFRnNF。2020课堂练习题:n下列关于关系模式规范化的叙述中,哪一下列关于关系模式规范化的叙述中,哪一条是不正确的?(条是不正确的?()(A)若若R4NF,则必然,则必然R3NF(B)若若R3NF,则必然,则必然R2NF(C)若若R2NF,则必然,则必然R1NF(D)若若R3NF,则必然,则必然RBCNFn解析:D21测验测验1.1.关系数据库规范化是为解决关系数据库中的关系数据库规范化是为解决关系数据库中的_问问题而引入的。题而引入的。A.A.操作异常和数据冗余操作异常和数据冗余 B.B.提高查询速度提高查询速度 C.C.减少数
19、据操作的复杂性减少数据操作的复杂性 D.D.保证数据的安全性和完整性保证数据的安全性和完整性2.2.假设关系模式属于假设关系模式属于R(A,B)R(A,B)属于属于3NF3NF,下列说法中,下列说法中_是正确的。是正确的。A.A.它一定消除了插入和删除异常它一定消除了插入和删除异常 B.B.仍存在一定的插入或删除异常仍存在一定的插入或删除异常 C.C.一定属于一定属于BCNFBCNF D.B D.B和和C C均是正确的均是正确的22测验测验3.3.当当B B属性函数依赖于属性函数依赖于A A属性时,属性属性时,属性A A与与B B的关系是的关系是_ A.A.一对多一对多 B.B.多对一多对一
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