数据依赖课件学习培训课件.ppt

1、4.1.1 关系模式中的数据依赖关系模式中的数据依赖 关系模式是对关系的描述，为了能够清楚地刻划出一个关系，它需要由五部分组成，即应该是一个五元组：R(U,D,DOM,F)其中 R 为关系名，U 为组成该关系的属性名集合，D 为属性组 U 中属性所来自的域，DOM 为属性向域的映象集合，F 为属性间数据的依赖关系集合。由于在关系模式 R(U,D,DOM,F)中影响数据库模式设计的主要是 U 和 F，D 和 DOM 对其影响不大，为了方便讨论，本章将关系模式简化为一个三元组：R（U，F）当且仅当 U 上的一个关系 r 满足 F 时，r 称为关系模式 R（U，F）的一个关系。4.1.2 数据依赖对

2、关系模式的影响数据依赖对关系模式的影响 数据依赖是通过一个关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系，是现实世界属性间相互联系的抽象，是数据内在的性质，是语意的体现。现在人们已经提出了许多种类型的数据依赖，其中最重要的是函数依赖（functional dependency，简记为FD）和多值依赖（multivalued dependency，简记为MVD）。函数依赖普遍地存在于现实生活中。比如，描述一个学生的关系，可以有学号（Sno）、姓名（Sname）、所在系（Sdept）等几个属性。由于一个学号只对应一个学生，一个学生只在一个系。因而当“学号”值确定后，姓名及其所在系的值也就被唯一

3、地确定了。属性间的这种依赖关系类似于数学中的函数。因此说Sno函数决定 Sname和 Sdept，或者说 Sname和 Sdept函数依赖于 Sno，记作：SnoSname，SnoSdept。现在建立一个描述学校的数据库，该数据库涉及的对象包括学生的学号（Sno）、所在系（Sdept）、系主任姓名（Mname）、课程名（Cname）、和成绩（Grade）。假设学校的数据库模式由一个单一的关系模式Student构成，则该关系模式的属性集合为 U=Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade 现实世界的已知事实告诉我们：a.一个系有若干学生，但一个学生只属于一个系；b.一个系只有一名主任

4、；c.一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修；d.每个学生所学的每门课程都有一个成绩；从上述事实可以得到属性组 U 上的一组函数依赖 F（如图4-1所示）2.更新异常。由于数据冗余，当更新数据库中的数据时，系统要付出很大的代价来维护数据库的完整性，否则会面临数据不一致的危险。比如，某系更换系主任后，系统必须修改与该系学生有关的每一个元组。3.插入异常。如果一个系刚成立，尚无学生，就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库。4.删除异常。如果某个系的学生全部毕业了，在删除该系学生信息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉了。鉴于存在以上种种问题，可得出结论：Student关系模式不是一个

5、好的模式。一个“好”的模式应该不会发生插入异常、删除异常、更新异常、数据冗余应尽可能少。一个关系模式之所以会产生上述问题，是由存在于模式中的某些数据依赖引起的。规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中的某些不合适的数据依赖，以解决 插入异常、删除异插入异常、删除异常、更新异常、数据冗余度大常、更新异常、数据冗余度大 的问题。规范化理论致力于解决关系模式中不合适的数据依赖的问题，而函数依赖和多值依赖是最重要的数据依赖。1.函数依赖函数依赖定义：设 R（U）是一个关系模式，U 是 R 的属性集合，X 和Y 是 U 的子集。对于 R（U）的任意一个可能的关系 r，如果 r 中不存在

6、两个元组，它们在 X 上的属性值相同，而在 Y 上的属性值不同，则称“X函数确定函数确定Y”或“Y函数依赖于函数依赖于X”，记作：XY。对于函数依赖，需要说明以下几点：2.函数依赖不是指关系模式R的某个或某些关系实例满足的约束条件，而是指R的所有关系实例均要满足的约束条件。2.函数依赖和别的数据之间的依赖关系一样，是语义范畴的概念。我们只能根据数据的语义来确定函数依赖。例如“姓名年龄”这个函数依赖只有在没有同名人的条件下成立。如果有同名字的人，则“年龄”就不再函数依赖于“姓名”了。3.数据库设计者可以对现实世界作强制的规定。例如，在上例中，设计者可以强制规定不允许同名人出现，因而使函数依赖“姓

7、名年龄”成立。这样当插入某个元组时这个元组上的属性值必须满足规定的函数依赖，若发现有同名人出现，则拒绝装入该元组。4.若 XY，则 X 称为这个函数依赖的决定属性集。5.若 XY，并且YX，则记为 XY。6.若Y不函数依赖于X，则记为 。XY定义：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是非平凡函数依赖非平凡函数依赖。若YX，则称XY为平凡函数平凡函数依赖依赖。对于任一关系模式，平凡函数依赖都是必然成立的，但是它不反映新的语义，对我们分析问题没有什么帮助，所以若不特别声明，我们总是讨论非平凡函数依赖。3.完全函数依赖与部分函数依赖完全函数依赖与部分函数依赖定义：在关系

8、模式R（U）中，如果XY，并且对于X的任何一个真子集X，都有 ，则称Y完全函数依赖完全函数依赖于X，记作：。若XY，但Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依赖部分函数依赖于X，记作 。XYXYfXYp4.传递函数依赖传递函数依赖定义：在关系模式R（U）中，如果XY，YZ，且YX，则称Z传递函数依赖传递函数依赖于X。传递函数依赖定义中之所以要加上条件 ，是因为如果YX，则XY，这实际上是Z直接依赖于X（）而不是传递函数依赖了。例如：在关系Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)中，有SnoSsex，SnoSage，SnoSdept，SnoSname，（若无人重名）但

9、。在关系SC(Sno,Cno,Grade)中，有 ,。(Sno,Cno)是决定属性集。在关系Std(Sno,Sdept,Mname)中，有SnoSdept，SdeptMname，。YXXYXZ直接SsexSageSnoGrade CnoGrade(Sno,Cno)GradefSnoMname传递5.码码 定义：设 K 为关系模式 RU，F中的属性或属性组合。若 ，则 K 称为 R 的一个候选码。若关系模式R有多个候选码，则选定其中的一个作为主码主码。码是关系模式中的一个重要概念。候选码能够唯一地标识关系的元组，是关系模式中一组最重要的属性。另一方面，主码又和外部码一起提供了一个表示关系间联系的手段。KUf