第五章關(guān)系數(shù)據(jù)理論

第五章關(guān)系數(shù)據(jù)理論第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四1、關(guān)系模式R（U，D，dom，F(xiàn)）

R關(guān)系名

U屬性組

D屬性組U中屬性所來自的域

dom屬性到域的映射F屬性組U上的一組數(shù)據(jù)依賴一般把關(guān)系模式看作三元組：R（U，F(xiàn)）第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四2、函數(shù)依賴設(shè)R（U）是屬性集U上的關(guān)系模式。X，Y是U的子集。若對于R(U)的任意一個可能的關(guān)系r，r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴于X，記作XY。若Y不是X的子集，則為非平凡的函數(shù)依賴；若Y是X的子集，則為平凡的函數(shù)依賴。第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四碼設(shè)K為R（U，F(xiàn)）中的屬性或?qū)傩越M合，若KU

則K為的候選碼。若候選碼多于一個，則選定其中的一個為主碼。包含在任何一個候選碼中的屬性，叫主屬性。不包含在任何碼中的屬性叫非主屬性，或非碼屬性。F關(guān)系模式R中屬性或?qū)傩越MX并非R的碼，但X是另一個關(guān)系模式的碼，則稱X是R的外碼。第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四1、1NF關(guān)系模式R的每個關(guān)系r的每個屬性值都是不可再分的數(shù)據(jù)項，則R∈1NF。例借書人所借書名日期張平T1D1T2D2T3D3李文T4D4范式第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四借書人所借書名日期張平T1D1張平T2D2張平T3D3李文T4D4第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四2、2NF若R∈1NF，且每個非主屬性都完全函數(shù)依賴于碼，則R∈2NF。例借閱（借書證號，姓名，所借書名，日期）主碼（借書證號，所借書名）借書證號姓名所借書名日期001張平T1D1001張平T2D2002李文T2D3p（借書證號，所借書名）→姓名第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四借書證（借書證號，姓名）借閱（借書證號，所借書名，日期）借書證號姓名001張平002李文借書證號所借書名日期001T1D1001T2D2002T2D3借閱關(guān)系模式分解為：第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，年齡，所在系，系主任，課程名，成績）主碼（學(xué)號，課程名）（學(xué)號，課程名）→（姓名，性別，年齡，所在系，系主任）P第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系名，系主任）選課（學(xué)號，課程號，成績）學(xué)生關(guān)系模式分解為：學(xué)號姓名年齡性別系名系主任98001李華20男數(shù)學(xué)系王民98002張敏21女?dāng)?shù)學(xué)系王民98003陳兵20男物理系趙敏第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四學(xué)號課程名成績98001高等數(shù)學(xué)8198001離散數(shù)學(xué)7298001線形代數(shù)9498001概率統(tǒng)計8798002概率統(tǒng)計7498002線形代數(shù)9298002高等數(shù)學(xué)8898003普通物理6398003數(shù)字電路7898003模擬電路82第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四關(guān)系模式R（U，F(xiàn)）中若不存在這樣的碼X，屬性組Y，及非主屬性Z（ZY），使得XY，YX，YZ成立，則稱R（U，F(xiàn)）3NF。3、3NF若R3NF，則每一個非主屬性既不部分依賴于碼也不傳遞依賴于碼。第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四學(xué)號姓名年齡性別系名98001李華20男數(shù)學(xué)系98002張敏21女?dāng)?shù)學(xué)系98003陳兵20男物理系系名系主任數(shù)學(xué)系王民物理系趙敏學(xué)生系學(xué)生關(guān)系模式分解為：學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系名）系（系名，系主任）第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四BCNF滿足：1）所有非主屬性對每一個碼都是完全函數(shù)依賴。2）所有的主屬性對每一個不包含它的碼，也是完全函數(shù)依賴。3）沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼的任何一組屬性。即不存在傳遞函數(shù)依賴。4、BCNF關(guān)系模式R∈1NF，若X→Y（Y不是X的真子集）時，X必含有碼，則R∈BCNF。第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四例

關(guān)系模式SJP（S，J，P）中，S是學(xué)生，J表示課程，P表示名次。若不存在并列名次，則有（S，J）→P；（J，P）→SSJP∈BCNF第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四例

關(guān)系模式STJ（S，T，J）中，S表示學(xué)生，T表示教師，J表示課程。學(xué)生S教師T課程J99001001C199001002C299002001C199002002C2每一教師只教一門課，每門課有若干教師，某一學(xué)生選定某門課，就對應(yīng)一個固定的教師。則有：（S，J）→T；（S，T）→J；T→JSTJ∈3NF第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四STJ模式分解為：ST（S，T），TJ（T，J）學(xué)生S教師T99001001990010029900200199002003教師T課程J001C1002C2003C2ST∈BCNF，TJ∈BCNF第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四例1關(guān)系模式TEACHING（C，T，B）C表示課程，T表示教員，B表示參考書5、多值依賴某一門課程由多個教員講授，使用相同的一套參考書，每個教員可以講授多門課程，每種參考書可以供多門課程使用。TEACHING的碼是（C，T，B）TEACHING∈BCNF第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四課程C教員T參考書T物理李勇王軍普通物理學(xué)光學(xué)原理物理習(xí)題集數(shù)學(xué)李勇張平數(shù)學(xué)分析微分方程高等代數(shù)第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四課程C教員T參考書T物理李勇普通物理學(xué)物理李勇光學(xué)原理物理李勇物理習(xí)題集物理王軍普通物理學(xué)物理王軍光學(xué)原理物理王軍物理習(xí)題集數(shù)學(xué)李勇數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)李勇微分方程數(shù)學(xué)李勇高等代數(shù)數(shù)學(xué)張平數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)張平微分方程數(shù)學(xué)張平高等代數(shù)第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四設(shè)R（U）是屬性集U上的一個關(guān)系模式。X，Y，Z是U的子集，并且Z=U－X－Y。關(guān)系模式R（U）中多值依賴X→→Y成立，當(dāng)且僅當(dāng)對R（U）的任一關(guān)系r，給定的一對（x，z）值，有一組Y的值，這組值僅僅決定于x值而與z值無關(guān)。關(guān)系模式TEACHING（C，T，B）中，有C→→T，C→→B。多值依賴第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四關(guān)系模式WSC（W，S，C）W表示倉庫，S表示保管員，C表示商品。每個倉庫有若干個保管員有若干種商品。每個保管員保管所在的倉庫的所有商品，每種商品被所有保管員保管。例2第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四倉庫W保管員S商品CW1S1C1W1S1C2W1S1C3W1S2C1W1S2C2W1S2C3W2S3C4W2S3C5W2S4C4W2S4C5W→→S，W→→C第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四電視機顯像管電源開關(guān)焊接調(diào)試測試裝配調(diào)試焊接調(diào)試例3JPW（產(chǎn)品，零件，工序）第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四產(chǎn)品零件工序電視機顯像管焊接電視機顯像管調(diào)試電視機電源測試電視機電源裝配電視機電源調(diào)試電視機開關(guān)焊接電視機開關(guān)調(diào)試第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四R（課程名C，時間H，教室R，學(xué)生S，成績G）某一門課程在不同時間可以安排在不同的教室，即同一門課可以有一組（時間，教室）與之對應(yīng)。而聽課的學(xué)生及其成績與此無關(guān)。C1H1R1H2R2S1G1S2G2例4第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四課程名C時間H教室R學(xué)生S成績GC1H1R1S1G1C1H2R2S2G2C1H1R1S2G2C1H2R2S1G1CHR，CSG第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四多值依賴的性質(zhì)1）若X

Y，則X

Z，其中Z=UX

Y。2）若X

Y，Y

Z，則X

ZY。3）若X

Y，X

Z，則X

YZ。4）若X

Y，X

Z，則X

YZ。5）若X

Y，X

Z，則X

YZ，X

ZY。6）函數(shù)依賴可以看作多值依賴的特殊情況。（1）多值依賴的有效性與屬性集的范圍有關(guān)。（2）若函數(shù)依賴XY在上R（U）成立，則對于任何

Y’Y均有XY’成立。而多值依賴X

Y若在R（U）上成立，卻不能斷言對于任何Y’Y

有X

Y’成立。第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四關(guān)系模式R（U，F(xiàn)）∈1NF，如果對于R的每個非平凡多值依賴X→→Y（Y不是X的真子集），X都含有碼，則稱R（U，F(xiàn)）∈4NF。6、4NF例1關(guān)系模式TEACHING（課程C，教員T，參考書B）可以分解為：CT（課程C，教員T）CB（課程C，參考書B）

CT∈4NF，CB∈4NF第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四模式分解“一事一地”（OneFactInOnePlace）原則第三十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期四例1關(guān)系R職工號職工名年齡性別單位號單位名E1ZHAO45FD3CCCE2QIAN25MD1AAAE3SEN38MD3C