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1、要 点,数据库系统概述数据模型关系数据库 关系的规范化数据库设计,一、数据库基础理论,4.1 问题的提出4.2 数据依赖 4.3 范式,教学要求,理解规范化概念理解数据依赖概念会利用范式进行规范化,第四章关系数据库的规范化理论,4.1 问题的提出,引例：要求设计一个教学管理数据库，希望从该数据库中得到以下信息：学生学号(SNO)，系别(SDEPT)，系主任姓名(MN)，学生的课程号(CNO)以及成绩(GRADE)。,设计关系模式R(SNO，CNO，SDEPT，MN，GRADE)。,插入异常,删除异常,数据冗余,修改复杂,这些问题的解决需要用到规范化理论。,缺点：,若学生未选课，则无法插入,若删
2、除学生成绩，则学生基本信息也被删除,4.2 数据依赖,事物之间、事物内部的各特征之间的相互依赖和制约关系即数据依赖。反映到关系数据库中，即为各关系和关系内部的各属性之间。,数据依赖具有很多类型，其中最重要的一种叫函数依赖。,例如，在学生关系中，学号是唯一的。即不存在学号相同，而姓名不同的学生元组，即有学号决定了姓名，或者说姓名依赖于学号，记为：学号姓名。,函数依赖内容请同学自学教材内容。,范式(NF:Normal Forms)：衡量一个关系模式好坏的标准.标准的要求又可以分为若干等级，根据要求的不同，每个等级对应一个相应的范式。常见的1NF，2NF，3NF等。,4.3 关系的规范化,4.3 关
3、系的规范化,第一范式（1NF）：如果一个关系R的每一分量都是不可分的数据项，则称R是第一范式。,不是1NF,4.3 关系的规范化,数据冗余度大,如何解决？,再考察如下1NF关系：,第二范式（2NF）：若R1NF，且它的每一非主属性完全依赖于主键，则R2NF。,例：关系R(A，B，C，D，E)KEY=(A，B)C的值由A决定，D的值由B决定，E的值由A和B共同决定，则称C依赖于A，D依赖于B，E完全依赖于主码(A，B)。该关系就不是2NF。如：R(学号，课程号，姓名，课程名，成绩)解决方法：规范化将R分解为三个关系：R1(A，C)R2(B，D)R3(A，B，E),4.3 关系的规范化,4.3 关
4、系的规范化,存在冗余！,再考察如下2NF关系：,如何解决呢？,第三范式（3NF）：若R2NF，且每一非主属性不传递依赖于主键，则R3NF。,例：关系R(A，B，C，D，E)KEY=A B、C、E的值由A决定，D的值由C决定，则称D传递依赖于A。解决方法：规范化将R分解为两个关系。R1(A，B，C，E)R2(C，D),4.3 关系的规范化,系名称，地址，系主任由系号传递依赖于编号，因此分解成两个关系：,4.3 关系的规范化,例：如下2NF关系：,4.3 关系的规范化,切记:概念单一化原则(一个关系反映一个对象),每个关系的属性都是对主码的具体描述,必要时加入一些联系属性做外码使用。,4.3 关系
5、的规范化,小结：合理分解关系的过程。,关系规范化的过程就是概念单一化和逐步分解关系的过程，就是把属性间存在的部分和传递依赖逐步转化为关系之间1对1或1对多联系的过程。,4.3 关系的规范化,通过关系的规范化能够逐步消除数据冗余和操作异常，从而提高数据的共享度，提高插入、删除修改数据安全性、一致性、单一性和灵活性。但规范化程度越高，查询时愈需要进行多个关系之间的连接操作，从而增加了一些查询的复杂性。对于一般应用来说，通常是规范化到第三范式就可以了。,2NF,3NF,BCNF,4NF,1NF,消除非主属性对码的部分函数依赖,消除非主属性对码的传递函数依赖,消除主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖
6、,消除非平凡且非函数依赖的多值依赖,4.3 关系的规范化,自学教材,例如1：,一个订户有唯一的订户号，一种书有唯一的书号，一个订户可以订购多种书；一种书可由多个订户订购。,建立E-R模型：,关系的规范化处理,订户：订户号，订户名，订户地址，订户电话 书籍：书籍号，书籍名，作者，出版社，单价 订单：订户号，书籍号，订数，日期，金额,存在问题：如果订户增订某种书籍，那么主码不唯一,将日期作为主码的一部分,增加订单号，并作为主码，替换原主码,解决方法：,订单：订户号，书籍号，日期，订数，金额,订单-订户：订单号，订户号，日期，金额,订单-书籍：订单号，书号，订数,人才基本信息情况表,例如2：,一对多,一对一,
