数据库技术及应用
学号姓名性别出生年月班级系编号系名称课程编号课程名称成绩A101100102赵盘男1988/2/4 A1011001 A101 软件工程A101-01软件制作84 A101100109江鑫男1988/1/9 A1011001 A101 软件工程A101-01软件制作97 A101100113刘鹏男1988/3/8 A1011001 A101 软件工程A101-04程序设计78 A102100132白涛男1988/5/18 A1021001 A102 信息安全A102-01离散数学76 A102100132白涛男1988/5/18 A1021001 A102 信息安全A102-02概率统计85 A102100132白涛男1988/5/18 A1021001 A102 信息安全A102-03高等数学89
但性别→系编号。
个真子集X’，都有X’→Y→X，则称
学号姓名
成绩
数据库原理程序设计软件制作
A101100102赵盘768984 A101100109江鑫979597 A101100113刘鹏457856…………………………
学号姓名数据库原理程序设计软件制作A101100102赵盘768984
A101100109江鑫979597
A101100113刘鹏457856…………………………
课程编号→姓名
关系数据库设计 目录 第1章简 介 (1) 第2章函数依 赖 (1) 1 函数依赖的定 义 (1) 2 关系的键 码 (2) 3 超键 码 (3) 4 函数依赖规 则 (3)
2 平凡依赖规则 (3) 3 传递规则 (4) 第3章模式设 计 (4) 1 问题的提 出 (4) 2 问题的根 源 (5) 1 完全依赖和部分依赖 (5) 2 传递依赖 (6) 3 解决的途 径 (7)
2 第2范式（2NF ） (7) 3 第3范式（3NF ） (8) 4 BC范式（BCNF ） (8) 4 分解的原 则 (9) 5 分解的方 法 (12) 1 模式分解的两个原则 (12) 2 模式分解的3种方法 (13) 3 把关系模式分解成BC 范式的方法总结 . ...................................................... 14 6 关系模式规范化小
结 (15) 第4章多值依 赖 (16) 1 属性独立性带来的冗 余 (16) 2 多值依赖的定 义 (17) 3 第4范 式 (18) 4 分解成第4范 式 (18) 第5章总 结 (19) 第1章简介
关系数据库是由一组关系组成，所以关系数据库的设计归根到底是如何构造关系，即如何把具体的客观事物划分为几个关系，而每个关系又有哪些属性组成。在我们构造关系时，经常会发现数据冗余和更新异常等现象，这是由于关系中个属性之间的相互依赖性和独立性造成的。 关系模型有严格的数学理论基础，并形成了关系数据库的规范化理论，这为我们设计出合理的数据库提供了有利的工具。 第2章函数依赖 1 函数依赖的定义 为了便于了解函数依赖（functional dependency）的概念，先看一个具体的关系实例。例考虑学生关系Student ，该关系中涉及的属性包括学生的学号（Sno ）、姓名（Sname ）、所在系（Sdept ）、系主任姓名（Mname ）、课程名（Cname ）和成绩（Grade ）。学生关系Student 的实例如表1所示。 表1 学生关系Student 实例 在这个实例中，我们可以看到属性之间存在某些内在的联系 由于一个学号值对应一个学生，一个学生只在一个系，因而当“学号”确定
规范化理论习题1. 解释下列名词： 函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖、候选关键字、主关键字、全关键字、1NF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF、连接依赖、5NF、最小函数依赖集、无损分解 函数依赖：FD(function dependency)，设有关系模式R(U)，X，Y是U的子集， r是R的任一具体关系，如果对r的任意两个元组t1,t2,由t1[X]=t2[X]导致t1[Y]=t2[Y], 则称X函数决定Y,或Y函数依赖于X，记为X→Y。X→Y为模式R的一个函数依赖。 部分函数依赖：即局部依赖，对于一个函数依赖W→A，如果存在X W(X包含于W)有X→A成立，那么称W→A是局部依赖，否则称W→A为完全依赖。 完全函数依赖：见上。 传递函数依赖：在关系模式中，如果Y→X，X→A，且X Y（X不决定Y）， A X（A不属于X）,那么称Y→A是传递依赖。 候 选关键字：设K 为关主关键字：若关系模式R有多个候选码，则选定其中一个作为主关键字 （Primary Key），有时也称作为主码。 全关键字：若关系模式R整个属性组都是码，称为全关键字（All Key）或全码。 1NF：第一范式。如果关系模式R的所有属性的值域中每一个值都是不可再分解的值, 则称R是属于第一范式模式。如果某个数据库模式都是第一范式的，则称该数据库存模式属于第一范式的数据库模式。第一范式的模式要求属性值不可
再分裂成更小部分，即属性项不能是属性组合和组属性组成。 2NF：第二范式。如果关系模式R为第一范式，并且R中每一个非主属性完全函数依赖于R的某个候选键，则称是第二范式模式；如果某个数据库模式中每个关系模式都是第二范式的，则称该数据库模式属于第二范式的数据库模式。 (注：如果A是关系模式R的候选键的一个属性，则称A是R的主属性，否则称A是R 的非主属性。) 。 3NF：第三范式。如果关系模式R是第二范式，且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键，则称R是第三范式的模式。如果某个数据库模式中的每个关系模式都是第三范式，则称为3NF的数据库模式。 BCNF：BC范式。如果关系模式R是第一范式，且每个属性都不传递依赖于R 的候选键，那么称R是BCNF的模式。 多值依赖：设R(U)是属性集U上的一个关系模式，X，Y，Z是U的子集，并且Z=U-X-Y, 用x,y,z分别代表属性集X,Y，Z的值，只要r是R的关系，r中存在元组(x,y1,z1)和(x,y2,z2)时，就也存在元组(x,y1,z2)和(x,y2,z1),那么称多值依赖(MultiValued Dependency MVD) X→→Y在关系模式R中成立。 4NF：第四范式。设R是一个关系模式，D是R上的多值依赖集合。如果D中成立非平凡多值依赖X→→Y时， X必是R的超键，那么称R是第四范式的模式。 连接依赖：关系模式R(U)中，U是全体属性集，X，Y，…，Z是U的子集，当且仅当R是由其在X，Y，…，Z上投影的自然连接组成时，称R满足对X，Y，…，Z的连接依赖。记为JD（X，Y，…，Z）。 5NF：关于模式R中，当且仅当R中每个连接依赖均为R的候选码所蕴涵时，称R属于5NF。
关系模式规范化实例析解 摘要：关系模式是关系数据库的重要组成部份，其规范化理论在整个模式设计中占有主导地位。下面我们试图采用接近课堂教学的方式给出一个完整实例，希望对初学者有所帮助。 关键词：关系模式；规范化；函数依赖；范式 众所周知，关系模式是关系数据库的重要组成部份，其好坏直接影响关系数据库的性能。而关系模式的设计必须满足一定的规范化要求，从而满足不同的范式级别。[1](P.46-52,57)在指导关系模式的设计中，规范化理论占有着主导地位，其基本思想是：消除数据依赖中不合理的部份，使各关系模式达到某种程度的分离，使一个关系仅描述一个实体或者实体间的一种联系。[2]关系模式及其规范化的理论是我们设计和优化关系模式的指南。作为一种优秀而成熟的理论，学习和实践会有一定的难度，但在因特网和相关书籍中难得有比较全面的实例，给我们学习和实践造成不便。下面，我们试图采用接近课堂教学的方式给出一个完整的析解实例，以期对初学者有所帮助。 一、实例 假设某商业集团数据库中有一关系模式R（商店编号，商品编号，数量，部门编号，负责人），如果规定： （1）每个商店的每种商品只在一个部门销售； （2）每个商店的每个部门只有一个负责人； （3）每个商店的每种商品只有一个库存数量。 试回答下列问题： （1）根据上述规定，写出关系模式R的基本函数依赖； （2）找出关系模式R的候选关键字； （3）试问关系模式R最高已经达到第几范式为什么 （4）如果R已达3NF，是否已达BCNF 若不是BCNF，将其分解为BCNF模式集。 二、预处理 为了方便，我们用代号代表每个属性： A—商店编号B—商品编号 C—部门编号D—数量 E—负责人 这样，有关系模式：R（U，F）U={A，B，C，D，E} 三、根据上述规定，写出关系模式R的基本函数依赖
设有关系模式：学生修课管理（学号，姓名，所在系，性别，课程号，课程名，学分，成绩）。设一个学生可以选多门课程，一门课程可以被多名学生选。一个学生有唯一的所在系，每门课程有唯一的课程名和学分。请指出此关系模式的候选码，判断此关系模式是第几范式的，若不是第三范式的，请将其规范化为第三范式关系模式，并指出分解后的每个关系模式的主键和外键。 答：候选码：（学号，课程号） 是第一范式。但有：学号-->姓名，因此存在部分函数依赖（学号，课程号）p-->姓名，因此不是第三范式。 第三范式关系模式： 学生（学号，姓名，所在系，性别） 课程（课程号，课程名，学分） 考试（学号，课程号，成绩），学号为引用学生的外键，课程号为引用课程的外键。 设有关系模式：学生（学号，姓名，所在系，班号，班主任，系主任），其语义为：一个学生只在一个系的一个班学习，一个系只有一个系主任，一个班只有一名班主任，一个系可以有多个班。请指出此关系模式的候选码，判断此关系模式是第几范式的，若不是第三范式的，请将其规范化为第三范式关系模式，并指出分解后的每个关系模式的主键和外键。 答：候选码：学号 属于第二范式。 但有：学号—>班号，班号—>班主任，因此存在传递函数依赖：学号传递—>班主任。 第三范式关系模式： 学生（学号，姓名，所在系，班号），班号为引用班的外键，所在系为引用系的外键。 班（班号，班主任） 系（系名，系主任） 设有关系模式：教师授课（课程号，课程名，学分，授课教师号，教师名，授课时数），其语义为：一门课程（由课程号决定）有确定的课程名和学分，每名教师（由教师号决定）有确定的教师名，每门课程可以由多名教师讲授，每名教师也可以讲授多门课程，每名教师对每门课程有确定的授课时数。指出此关系模式的候选码，判断此关系模式属于第几范式，若不属于第三范式，请将其规范化为第三范式关系模式，并指出分解后的每个关系模式的主键和外键。 答：候选码：（课程号，授课教师号） 属于第一范式。因为有：课程号?课程名，因此存在部分函数依赖关系：（课程号，授课教师号）p—>课程名 第三范式关系模式： 课程（课程号，课程名，学分） 教师（教师号，教师名） 授课（课程号，教师号，授课时数），课程号为引用课程的外键，教师号为引用教师的外键。 在关系模式R（A，B，C，D）中，存在函数依赖关系{A→B，A→C，A→D，（B，C）→A}，则候选码是___________，关系模式R （A， B，C，D）属于____________ 。 （B，C） 2NF
关系数据库规范化理论常见试题及答案 1．关系规范化中的操作异常有哪些？它是由什么引起的？解决的办法是什么？ 答：关系规范化中的操作异常有插入异常、更新异常和删除异常，这些异常是由于关系中存在不好的函数依赖关系引起的。消除不良函数依赖的办法是进行模式分解，即将一个关系模式分解为多个关系模式。 2．第一范式、第二范式和第三范式的关系的定义是什么？ 答：不包含非原子项属性的关系就是第一范式的关系；对于第一范式的关系，如果此关系中的每个非主属性都完全函数依赖于主键，则此关系属于第二范式；对于第二范式的关系，如果所有的非主属性都不传递依赖于主键，则此关系就是第三范式的。 3．什么是部分依赖？什么是传递依赖？请举例说明。 答：部分依赖关系是指某个属性只由构成主键的部分列决定，而和另一些列无关。例如对关系：学生选课（学号，姓名，课程号，成绩），此关系的主键是（学号，课程号），而“姓名”列只由“学号”决定，与“课程号”无关，这就是部分依赖关系。 传递依赖指的是某个非主键属性是由另一个非主键属性决定的，而这个非主键属性再由主键决定。例如对关系：学生（学号、姓名、所在系，系主任），此关系的主键为（学号），而“系主任”由“所在系”决定，“所在系”又由“学号”决定，因此“系主任” 对“学号”是传递依赖关系。 4．第三范式的表是否一定不包含部分依赖关系？ 答：是的。 5．对于主键只由一个属性组成的关系，如果它是第一范式关系，则它是否一定也是第二范式关系？答：是的。因为如果一个关系的主键只由一个属性组成，则此关系中一定不会存在部分依赖关系。 6．设有关系模式：学生修课管理（学号，姓名，所在系，性别，课程号，课程名，学分，成绩）。设一名学生可以选修多门课程，一门课程可以被多名学生选修。一名学生有唯一的所在系，每门课程有唯一的课程名和学分。请指出此关系模式的候选键，判断此关系模式是第几范式的；若不是第三范式的，请将其规范化为第三范式关系模式，并指出分解后的每个关系模式的主键和外键。 答：候选键为：（学号，课程号），它也是此关系模式的主键。由于存在函数依赖：学号→姓名，课程号→课程名 因此，存在非主属性对主键的部分函数依赖关系，因此它不是第二范式的表。分解如下：学生表（学号，姓名，所在系，性别），主键为“学号”，已属于第三范式。 课程表（课程号，课程名，学分），主键为“课程号”，已属于第三范式。 选课表（学号，课程号，成绩），主键为（学号，课程号），已属于第三范式 7．设有关系模式：学生表（学号，姓名，所在系，班号，班主任，系主任），其语义为：一名学生只在一个系的一个班学习，一个系只有一名系主任，一个班只有一名班主任，一个系可以有多个班。请指出此关系模式的候选键，判断此关系模式是第几范式的；若不是第三范式的，请将其规范化为第三范式关系模式，并指出分解后的每个关系模式的主键和外键。
第7章关系规范化理论 一、单项选择题 1．关系规范化中的删除操作异常是指①，插入操作异常是指②。 A．不该删除的数据被删除 B．不该插入的数据被插入 C．应该删除的数据未被删除 D．应该插入的数据未被插入 答案：①A ②D 2．设计性能较优的关系模式称为规范化，规范化主要的理论依据是。 A．关系规范化理论 B．关系运算理论 C．关系代数理论 D．数理逻辑 答案：A 3．规范化理论是关系数据库进行逻辑设计的理论依据。根据这个理论，关系数据库中的关系必须满足：其每一属性都是。 A．互不相关的 B．不可分解的 C．长度可变的 D．互相关联的 答案：B 4．关系数据库规范化是为解决关系数据库中问题而引入的。 A．插入、删除和数据冗余 B．提高查询速度 C．减少数据操作的复杂性 D．保证数据的安全性和完整性 答案：A 5．规范化过程主要为克服数据库逻辑结构中的插入异常，删除异常以及的缺陷。 A．数据的不一致性 B．结构不合理 C．冗余度大 D．数据丢失 答案：C 6．当关系模式R(A，B)已属于3NF，下列说法中是正确的。 A．它一定消除了插入和删除异常 B．仍存在一定的插入和删除异常 C．一定属于BCNF D．A和C都是 答案：B 7. 关系模式1NF是指_________。 A. 不存在传递依赖现象 B. 不存在部分依赖现象
C．不存在非主属性 D. 不存在组合属性 答案：D 8. 关系模式中2NF是指_______。 A.满足1NF且不存在非主属性对关键字的传递依赖现象 B.满足1NF且不存在非主属性对关键字部分依赖现象 C.满足1NF且不存在非主属性 D.满足1NF且不存在组合属性 答案：B 9. 关系模式中3NF是指___________。 A.满足2NF且不存在非主属性对关键字的传递依赖现象 B.满足2NF且不存在非主属性对关键字部分依赖现象 C.满足2NF且不存在非主属性 D.满足2NF且不存在组合属性 答案：A 10．关系模型中的关系模式至少是。 A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF 答案：A 11．关系模式中，满足2NF的模式，。 A．可能是1NF B．必定是1NF C．必定是3NF D．必定是BCNF 答案：B 12．X→Y为平凡函数依赖是指__________。 A．X 第37卷第4期 2003年4月 上海交通大学学报 JOU RNAL O F SHAN GHA I J I AO TON G UN I V ER S IT Y V o l .37N o.4 A p r .2003 收稿日期:2002205216 作者简介:孙昌言(19492),男,安徽芜湖市人,副教授,硕士,研 究方向为管理信息系统、经济定量分析. 文章编号:100622467(2003)0420523204 关系模型规范化的有关理论与应用 孙昌言 (同济大学经济与管理学院,上海200092) 摘 要:在函数依赖的范畴内对关系模型的规范化理论及其运用问题进行了研究,证明了关于Boyce 2Codd (BC )范式两个定义的等价性,提出了关于BC 范式的一个实用的判定定理并加以证明.提出了一整套实用关系规范化的具体方法,有助于关系规范化理论的进一步完善及其学习和运用. 关键词:关系规范化理论;函数依赖;Boyce 2Codd 范式;判定定理;规范化中图分类号:T P 311.131 文献标识码:A The o ry a nd App lica tion a bout No r m a liza tion of Re la tion M ode l SUN Chang 2y an (Schoo l of Econom ics and M anagem en t ,Tongji U n iv .,Shanghai 200092,Ch ina ) A bs tra c t :W ith in the catego ry of functi on dep endency ,the theo ry and app licati on of no r m alizati on of rela 2 ti on m odel w ere studied .A t first ,the equ ivalency of the tw o defin iti on s abou t Boyce 2Codd no r m al fo r m w as p roved .T hen ,a u sefu l judgem en t theo rem abou t Boyce 2Codd no r m al fo r m w as advanced and p roved .A t last ,a set of p ractically sp ecific m ethods of relati on no r m alizati on w ere system atically pu t fo r w ard .T hese studies can give som e help to the fu rther p erfecti on of the relati on no r m alizati on theo ry and its app li 2cati on s . Ke y w o rds :relati on no r m alizati on theo ry ;functi on dep endency ;Boyce 2Codd no r m al fo r m (BCN F ); judgem en t theo rem ;no r m alizati on 关系模型是目前应用得最为广泛的数据库模型,其规范化理论是关系型数据库逻辑设计的基础.信息系统开发人员对关系规范化的运用能力将直接影响所设计数据库系统的质量,进而影响整个系统的性能.范式的概念最早是由Codd 提出的,他于1971～1972年发表的一系列论文中系统地提出了1范式(1N F )、2N F 、3N F 的标准,并深入探讨了关系 进一步规范化的问题,由此奠定了关系规范化理论 的基础.1974年,Codd 等提出了BCN F ;1976年, Fagin 又提出了4N F [1] .虽然关系规范化的理论研 究发展至今已经相当完备,但仍有进一步完善和充 实的必要.在函数依赖的范畴内,BC 范式已达到完 美的程度(已完全消除了有害的函数依赖关系),本文将在函数依赖的范畴内对关系规范化的理论和运用展开进一步研究. 1 BC 范式的两个定义及等价性证明 定义1 对1N F 的关系模式(以下简称关系)R 中的任意两个属性集X 、Y ,若有X →Y ,且Y ?X ,则X 必含有R 的关键字(也称键或码).称具有以上性质的关系是BC 范式[2]. 这是使用得最为普遍的关于BCN F 的定义,它说明在BCN F 中只有关键字才能是函数决定因素.其实,BCN F 还可以有另一个等价定义,该定义直观地指出了BCN F 与3N F 的联系与区别. 第四章关系数据库规范化理论 一个关系数据库模式由一组关系模式组成，一个关系模式由一组属性名组成。关系数据库设计，就是如何把已给定的相互关联的一组属性名分组，并把每一组属性名组成关系的问题。然而，属性的分组不是唯一的，不同的分组对应着不同的数据库应用系统，它们的效率往往相差很远。 为了使数据库设计合理可靠，简单实用，长期以来，形成了关系数据库设计的理论——规范化理论。 4.1 关系规范化的作用 规范化，就是用形式更为简洁，结构更加规范的关系模式取代原有关系模式的过程。 如果将两个或两个以上实体的数据存放在一个表里，就会出现下列三个问题：?数据冗余度大 ?插入异常 ?删除异常 所谓数据冗余，就是相同数据在数据库中多次重复存放的现象。数据冗余不仅会浪费存储空间，而且可能造成数据的不一致性。 插入异常是指，当在不规范的数据表中插入数据时，由于实体完整性约束要求主码不能为空的限制，而使有用数据无法插入的情况。 删除异常是指，当不规范的数据表中某条需要删除的元组中包含有一部分有用数据时，就会出现删除困难。 （以P98工资表为例） 解决上述三个问题的方法，就是将不规范的关系分解成为多个关系，使得每个关系中只包含一个实体的数据。 （讲例子解） 当然，改进后的关系模式也存在另一问题，当查询职工工资时需要将两个关系连接后方能查询，而关系连接的代价也是很大的。 那么，什么样的关系需要分解？分解关系模式的理论依据又是什么？分解完后能否完全消除上述三个问题？回答这些问题需要理论指导。下面，将加以讨论： 4.2 函数依赖 4.2.1属性间关系 实体间的联系有两类：一类是实体与实体之间联系；另一类是实体内部各属性间的联系。 中农大数据库原理_在线作业_3 1. 在关系模式规范化过程中，保证分解后产生的模式与原模式等价的定义有（） （5分） A分解后的关系相互独立 B分解具有无损连接性，且分解后的关系相互独立 C分解具有无损连接性 D分解具有无损连接性，且保持函数依赖 正确答案您的答案是D回答正确展开 2. 系统故障是指整个系统的正常运行突然被破坏、所有正在运行的事务都非正常终止、内存中数据库缓冲区的信息全部丢失、外部存储设备上的数据未受影响，以下故障不属于系统故障的是（） （5分） A系统断电 B操作系统错误 C CPU故障 D运算溢出 正确答案您的答案是D回答正确展开 3. 对表进行水平方向的分割用的运算是（） （5分） A投影 B选择 C交 D连接 正确答案您的答案是B回答正确收起 解析 知识点 2.4 关系代数 4. SQL语言中，删除一个表(或视图)的命令是（） （5分） A CLEAR B DELETE C REMOVE DDROP 正确答案您的答案是D回答正确展开 5. SQL语言具有数据定义、查询、数据操作和控制等功能。其中，CREATE、DROP、ALTER语句实现的是（） （5分） A数据操纵 B数据控制 C数据查询 D数据定义 正确答案您的答案是D回答正确展开 6. 现有表book，字段：id (int)，title (varchar)，price (float); 其中id字段设为主键，使用insert语句向book表中插入数据，以下语句正确的是（） （5分） A insert into book (title,price) values('java',100) B insert book values('java',100) C insert into book values ('java',100) DINSERT INTO BOOK (ID,TITLE,PRICE) VALUES(1,'JAVA',100) 正确答案您的答案是D回答正确展开 7. SQL语言是（）的语言，容易学习 （5分） A格式化 B导航式 C非过程化 D过程化 正确答案您的答案是C回答正确展开 第6章关系模式的规范化理论 关系数据库的规范化设计是指面对一个现实问题，如何选择一个比较好的关系模式集合。规范化设计理论对关系数据库结构的设计起着重要的作用。 关系模型有严格的数学理论基础，因此人们就以关系模型为作为讨论对象，形成了数据库逻辑设计的一个有力工具――关系数据库的规范化理论。 本章内容 （1）关系模式的冗余和异常问题。 （2）FD的定义、逻辑蕴涵、闭包、推理规则、与关键码的联系；平凡的FD；属性集的闭包；推理规则的正确性和完备性；FD集的等价；最小依赖集。 （3）无损分解的定义、性质、测试；保持依赖集的分解。 （4）关系模式的范式：1NF，2NF，3NF，BCNF。分解成2NF、3NF模式集的算法。 （5）MVD、4NF、5NF的定义。 一，关系模式设计中的问题 1.什么是好的数据库 构建好的，合适的数据库模式，是数据库设计的基本问题 a) 体现客观世界的信息 b) 无过度的冗余 c) 无插入异常 d) 无删除异常 e) 无更新复杂 如书上的S_C_G关系。 假设需要设计一个学生学习情况数据库StuDB。 下面我们以模式S_C_G（Sno，Sname，Dname，Age，Cno，Cname，Score，Pre_cno）为例来说明该模式存在的问题。下表是其一个实例。 3冗余度大：每选一门课，他本人信息和有关课程信息都要重复一次。 4插入异常：插入一门课，若没学生选修，则不能把该课程插入表中。 5删除异常：如S11号学生的删除，有一门只有他选，会造成课程的丢失。 6更新复杂：更新一个人的信息，则要同时更新很多条记录。还有更新选修课时也存在这样的情况。 2.异常的原因： 数据信赖的约束 3.解决方法： 数据库设计的规范化：分解，每个相对的独立，依赖关系比较单纯，如分解为3NF 我们采用分解的方法，将上述S_C_G分解成以下三个模式： S（Sno，Sname，age，Dname） C（Cno，Cname，Pre_cno） S_C（Sno，Cno，Score） 4.规范化设计理论包括三个内容： i> 数据信赖---- 核心，研究数据之间的联系 ii> 范式---- 关系模式的标准 iii> 模式设计方法---- 自动化设计的基础 二，函数依赖（Functional Dependency，FD） 1. 函数依赖的定义：（还有非函数的依赖？，什么是函数？给出一个值能唯一确 定另外一个值？映射：一对一，多对一，一对多?） 定义：函数依赖是指一个或一组属性可以（唯一）决定其它属性的值。 数学的语言： 设有关系模式R(U)，其中U=｛A1，A2，…，A n｝是关系的属性全集，X、Y是U的属性子集，设t和u是关系R上的任意两个元组，如果t和u在X的投影t[X]=u[X]推出t[Y]=u[Y]，即：t[X]＝u[X] => t[Y]＝u[Y], 关系规范化 规范化理论是数据库逻辑设计的指南和工具，具体步骤如下：（1）考察关系模型的函数依赖关系，确定范式等级。逐一分析各关系模式，考察是否存在部分函数依赖、传递函数依赖等，确定它们分别属于第几范式。 （2）对关系模式进行合并或分解。根据应用要求，考察这些关系模式是否合乎要求，从而确定是否要对这些模式进行合并或分解，例如，对于具有相同主码的关系模式一般可以合并；对于非BCNF的关系模式，要考察“异常弊病”是否在实际应用中产生影响，对于那些只是查询，不执行更新操作，则不必对模式进行规范化（分解），实际应用中并不是规范化程度越高越好，有时分解带来的消除更新异常的好处与经常查询需要频繁进行自然连接所带来的效率低相比会得不偿失。对于那些需要分解的关系模式，可以用规范化方法和理论进行模式分解。最后，对产生的各关系模式进行评价、调整，确定出较合适的一组关系模式。 关系规范化理论提供了判断关系逻辑模式优劣的理论标准，帮助预测模式可能出现的问题，是产生各种模式的算法工具，因此是设计人员的有力工具。 扩展阅读： ?1 《数据库设计解决方案》 1.3 关系规范化 https://www.doczj.com/doc/6c14210263.html, 2007-04-07 13:31 史创明、王俊伟清华大学出版社我要评论(0) ?摘要：在数据库中，数据之间存在着密切的联系。关系数据库由相互联系的一组关系所组成，每个关系包括关系模式和关系值两个方面。关系模式是对关系的抽象定义，给出关系的具体结构；关系的值是关系的具体内容，反映关系在某一时刻的状态。 ?标签：SQL SQL2000微软数据库 ?在数据库中，数据之间存在着密切的联系。关系数据库由相互联系的一组关系所组成，每个关系包括关系模式和关系值两个方面。关系模式是对关系的抽象定义，给出关系的具体结构； 关系的值是关系的具体内容，反映关系在某一时刻的状态。一个关系包含许多元组，每个元组都是符合关系模式结构的一个具体值，并且都分属于相应的属性。在关系数据库中的每个关系都需要进行规范化，使之达到一定的规范化程度，从而提高数据的结构化、共享性、一 第三章 关系规范化基础 一、内容提要 关系数据库的设计中，一个非常重要的被视为理论问题的内容是如何构造合理的关系，使之能准确地反应现实世界，有利于应用和具体的操作。这一问题就是关系规范化要研究的问题。 通过本章的学习，应重点掌握： (1)函数依赖及Armstrong 公理系统 (2)为什么要对模式进行分解，如何分解 (3)如何判断关系模式达到几范式 (4)如何求属性的闭包及如何求最小函数依赖集 (5)判断分解后的关系模式是不是无损连接或保持函数依赖 (6)判断分解后的关系模式既无损连接又保持函数依赖 (一)函数依赖及相关概念 定义 设R(U)是属性集U 上的关系模式，X ，Y 是U 的子集。若对R(U)的任何一个可能的关系r ，r 中不可能存在两个元组在X 上的属性值相等，而在Y 上的属性值不等，则称X 函数决定Y 或Y 函数依赖于X ，记作：X →Y 。 (1)完全函数依赖：在R(U)中，如果X →Y ，并且对于X 的任何一个真子集 X `，都有X `不能决定Y ，则称Y 对X 完全函数依赖，记作： X →Y 例 给定一个学生选课关系SC(Sno ，Cno ，G)，我们可以得到 F={(Sno ，Cno) →G}，对(Sno ，Cno)中的任何一个真子集Sno 或Cno 都不能决定G ，所 以，G 完全依赖于Sno ，Cno 。 (2)平凡的函数依赖：如果X →Y ，但Y 不完全函数依赖于X ，则称Y 对X 部分函数依赖，记作：X →Y (3)传递依赖：在R(U)中，如果X →Y ，(Y ?X)，Y →X ，Y →Z 则称Z 对X 传递依赖。 (4)码：设K 为R(U ，F)中的属性的组合，若K →U ，则K 为R 的候选码， 若有多个候选码，选一个作为主码。 注: 候选码也称候选关键字。 f p f 标准化理论知识 1、什么是标准？ 为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件。该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。标准应以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。 2、什么是标准化？ 为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。 3、标准化的对象是什么？ 在国民经济的各个领域中，凡具有多次重复使用和需要制定标准的具体产品，以及各种定额、规划、要求、方法、概念等，都可成为标准化对象。 标准化对象一般可分为两大类：一类是标准化的具体对象，即需要制定标准的具体事物；另一类是标准化总体对象，即各种具体对象的总和所构成的整体，通过它可以研究各种具体对象的共同属性、本质和普遍规律。 4、标准化的基本特性是什么？ 标准化的基本特性主要包括以下几个方面： ①抽象性； ②技术性； ③经济性； ④连续性； ⑤约束性； ⑥政策性。 5、标准化的基本原理是什么？ 标准化的基本原理通常是指统一原理、简化原理、协调原理和最优化原理。 统一原理就是为了保证事物发展所必须的秩序和效率，对事物的形成、功能或其它特性，确定适合于一定时期和一定条件的一致规范，并使这种一致规范与被取代的对象在功能 上达到等效。 统一原理包含以下要点： ①统一是为了确定一组对象的一致规范，其目的是保证事物所必须的秩序和效率。 ②统一的原则是功能等效，从一组对象中选择确定一致规范，应能包含被取代对象 所 具备的必要功能； ③统一是相对的，确定的一致规范，只适用于一定时期和一定条件，随着时间的推移和条件的改变，目的统一就要由新的统一所代替。 简化原理是为了经济有效地满足需要，对标准化对象的结构、型式、规格化或其它性能进行筛选提炼，剔除其中多余的、低效能的、可替换的环节，精炼并确定出能满足全面需要所必要的高效能的环节，保持整体构成精简合理，使之功能效率最高。 简化原理包含以下几个要点： ①简化的目的是为了经济，使之更有效地满足需要； ②简化的原则是从全面需要出发，保持整体构成精简合理，使之功能效率最高。所谓功能效率系指功能全面需要的能力； ③简基本方法是对处于自然存在状态的对象进行科学的筛选提炼，易除其中多余的、低效能的、可替换的环节，精炼出高效能的能全面需要所必须的环节； ④简化的实质不是简单化而是精炼化、其结果不是以少替多，而是以少胜多。 协调原理是为了使标准系统的整体功能达到最佳，并产生实际效果，必须通过有效的方式协调系统内外相关因素之间的关系，确定为建立和保持相互一致，适应或平衡关系所必须具备的条件。 协调原理包含以下要点： ①协调的目的在于使标准系统的整体功能达到最佳并产生实际效果； ②协调对象是系统内相关因素的关系以及系统与外部相关因素的关系； ③相关因素之间需要建立相互一致关系，相互适应关系，相互平衡关系（技术经济指标平衡、有关各方利益矛盾的平衡），为此必须确立条件； ④协调的有效方式有：有关各方面的协商一致，多因素的综合效果最优化，多因素矛盾的综合平衡等。 按照特定的目标，在一定的限制条件下，对标准系统的构成因素及其关系进行选择、设 一、单项选择题 1．规范化理论是关系数据库进行逻辑设计的理论依据。根据这个理论，关系数据库中的关系必须满足：其每一属性都是（）。 A．互不相关的B．不可分解的 C．长度可变的D．互相关联的 2.关系模式中2NF是指_______。 A.满足1NF且不存在非主属性对码的传递依赖 B.满足1NF且不存在非主属性对码部分依赖 C.满足1NF且不存在非主属性 D.满足1NF且不存在组合属性 3. 关系模式中3NF是指___________。 A.满足2NF且不存在非主属性对码的传递依赖 B.满足2NF且不存在非主属性对码部分依赖 C.满足2NF且不存在非主属性 D.满足2NF且不存在组合属性 4．关系模型中的关系模式至少是（）。 A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF 5. 在关系模式R（A，C，D）中，存在函数依赖关系{ A→C，A→D }，则候选码是______ ，关系模式R（A，C，D）最高可以达到_____________ 。 6.在关系模式R（A，B，C，D）中，存在函数依赖关系{A→B，A→C，A →D，（B，C）→A}，则候选码是___________，关系模式R（A，B，C，D）属于____________ 。 1.关系规范化中的操作异常有哪些？它是由什么引起的？解决的办法是什么？ 2．第一范式、第二范式和第三范式的关系的定义是什么？ 3什么是部分依赖？什么是传递依赖？请举例说明。 4．第三范式的表是否一定不包含部分依赖关系？ 5．对于主键只由一个属性组成的关系，如果它是第一范式关系，则它是否一定也是第二范式关系？ 6．设有关系模式：学生选修课程（学号，姓名，所在系，性别，课程号，课程名，学分，成绩）。设一名学生可以选修多门课程，一门课程可以被多名学生选修。一名学生有唯一的所在系，每门课程有唯一的课程名和学分。请指出此关系模式的候选键，判断此关系模式是第几范式的；若不是第三范式的，请将其规范化为第三范式关系模式，并指出分解后的每个关系模式的主键和外键。 7．设有关系模式：学生表（学号，姓名，所在系，班号，班主任，系主任），其语义为：一名学生只在一个系的一个班学习，一个系只有一名系主任，一个班只有一名班主任，一个系可以有多个班。请指出此关系模式的候选键，判断此关系模式是第几范式的；若不是第三范式的，请将其规范化为第三范式关系模式，并指出分解后的每个关系模式的主键和外键。8．设有关系模式：授课表（课程号，课程名，学分，授课教师号，教师名，授课时数），其语义为：一门课程（由课程号决定）有确定的课程名和学分，每名教师（由教师号决定）有确定的教师名，每门课程可以由多名教师讲授，每名教师也可以讲授多门课程，每名教师对每门课程有确定 对统计基础工作规范化建设的感悟和认识 统计基础工作的扎实程度决定着统计数据质量，统计数据质量的真实程度直接关系着社会经济发展和人民群众的切身利益。加强统计基层基础工作建设的规范化工作，通过采取一系列行之有效的措施，逐步实现统计管理规范化、业务流程标准化、任务落实制度化、统计调查法治化、统计人员专业化和统计手段现代化工作机制，成为目前摆在各级统计机构和每一名统计工作者面前的一项重要而艰巨的政治任务。结合工作实际，对加强基层基础工作的谈几点浅薄的感悟和认识。 一、基层基础工作存在的问题 1、部分调查对象的认识偏差导致配合程度偏离。一方面存在“七分统计，三分估计”的陈旧观念依然在某些统计对象的脑海里存在，调查对象为了某种利益的驱动，导致他们对统计工作的严肃性和重要性产生偏见，或者怕泄露自己的实底有意虚报或瞒报，故意不提供真实的第一手统计资料，人为地造成了统计基础资料来源的渠道受阻。另一方面基层单位报表的主动性和及时性比较差，基层源头数据搜集难度大。每当临近报表送审时间，县（区）级统计机构的工作人员就开始电话催表，一两次还不行，得反反复复才能把报表催到手，无论是定期的报表还是抽样调查表，催报难度及花费时间和精力远远大于报表录入处理分析过程。 2、基层统计机构力量薄弱，特别是县（区）、乡镇两级统计机构承担的统计任务与人员力量过分悬殊。目前县（区）、乡两级统计机构承担了大量的统计数据收集、审核、汇总任务，特别是上级统计机构局、队分设后，县（区）级统计局在原有的在职人员和工作条件不变的情况下，必须同时承担上级局、队安排的统计业务和调查任务，人员配备和力量与统计工作量之间矛盾日益突出。 3、基层统计人员素质不能完全满足统计形势和工作任务的需要，一定程度上使基层的统计数据的质量受影响。按照统计工作对统计人员要求，真正达到会统计、会调研、会分析、会微机的“四会”标准的人员为数很不乐观，而懂政策经济、知法规、能统计、会预测的复合型人才更是稀少缺乏。 4、基层经费紧张成为制约基层统计事业发展的“瓶颈”。除上级业务部门仅有的一点业务经费外，统计部门的经费主要来源于当地政府的财政资金，县（区）级财政以保人员工资为根本，而满足统计基础设施及网络化建设的需要举步维艰。 5、统计执法举步维艰。统计违法行为多发生在为单位工作的行为上，一般都是对单位进行处罚，如果某单位受到违规处理，势必有来自各方面的压力。 二、对基层基础规范化工作的建议和思考 1、强基固本夯实统计基础。健全机构和人员是夯实统计基础的关键。一是不断完善壮大县（区）、乡统计机构，充实、培训县（区）乡统计人员，在筹备成立市级调查总队的基础上，应尽快考虑成立县（区）级相应的调查机构，增加人员编制和经费投入，加大对基层工作的督导力度，提高局、队统筹组织协调和统计业务能力，确保基层各项统计任务的顺利组织实施。二是加强对部门统计的指导和管理，理顺政府统计和部门统计的关系，实现资源共享，使部门统计成为统计部门依靠的重要力量；三是搞好统计从业资格认定，加强对基层统计人员的培训力度，强化统计职业道德意识，强化统计法律意识，提高统计从业水平，为统计工作规范化管理奠定基础。四是建议上级业务单位要加强统计报表的管理和各专业报表间的衔接，杜绝统计报表指标重复统计，不随意增加基层工作负担。 2、质效并重提高统计数据质量。提高统计数据质量重点从完整性、准确性、及时性、简便性和适用性等五个方面下功夫。一是统计数据在统计信息的采集范围和内容含量上的完整性。要求统计调查覆盖的范围要完整，被调查对象的报表起报要完整。二是统计数据质量 一、选择题 1. 为了设计出性能较优的关系模式，必须进行规范化，规范化主要的理论依据是（A ）。 A. 关系规范化理论 B. 关系代数理论 C．数理逻辑 D. 关系运算理论 2. 规范化理论是关系数据库进行逻辑设计的理论依据，根据这个理论，关系数据库中的关系必须满足：每一个属性都是（B ）。 A. 长度不变的 B. 不可分解的 C．互相关联的 D. 互不相关的 3. 已知关系模式R（A，B，C，D，E）及其上的函数相关性集合F＝{A→D，B→C ，E→A }，该关系模式的候选关键字是（B ）。 A.AB B. BE C.CD D. DE 4. 设学生关系S（SNO，SNAME，SSEX，SAGE，SDPART）的主键为SNO，学生选课关系SC（SNO，CNO，SCORE）的主键为SNO和CNO，则关系R（SNO，CNO，SSEX，SAGE，SDPART，SCORE）的主键为SNO和CNO，其满足（AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA）。 A. 1NF B.2NF C. 3NF D. BCNF 注：存在非主属性对码的部分函数依赖：SNO—>SNAME; SNO—>SSEX; SNO—>SAGE; SNO—>SDPART.而主码为：SNO,CNO 5. 设有关系模式W（C，P，S，G，T，R），其中各属性的含义是：C表示课程，P表示教师，S表示学生，G表示成绩，T表示时间，R表示教室，根据语义有如下数据依赖集：D={ C→P，（S，C）→G，（T，R）→C，（T，P）→R，（T，S）→R }，关系模式W的一个关键字是（D ）。 A. （S，C） B. （T，R） C. （T，P） D. （T，S） 6. 关系模式中，满足2NF的模式（B ）。 A. 可能是1NF B. 必定是1NF C. 必定是3NF D. 必定是BCNF 7. 关系模式R中的属性全是主属性，则R的最高范式必定是（CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC ）。 A. 1NF B. 2NF C. 3NF D. BCNF 注：不存在非主属性对码的传递函数依赖 8. 消除了部分函数依赖的1NF的关系模式，必定是（B ）。 A. 1NF B. 2NF C. 3NF D. BCNF 9. 如果A－>B ,那么属性A和属性B的联系是（BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB ）。 A. 一对多 B. 多对一 C．多对多D. 以上都不是 注：例如sno->sdept (学号—>所在系) 第三章关系规范化理论 关系的规范是关系数据模型设计中的一个非常重要的问题，它可以指导我们设计出好的关系。设计和构造合理的关系，使之能准确地反映现实世界并有利于应用和具体操作，是关系的规范和探讨的问题。所以有人把关系的规范化理论称为设计数据库的理论。 第一节关系中的键 一、候选键（candidate key） 凡在一个关系中具有主键特性的属性或属性组，均称为候选键。因为它们都具有被选为主键的条件，所以一个关系可能有多个候选键，但只能选其中的一个为主键。 候选键中包含的属性，期于的属性称为非主属性。 例：在职工关系ZG （姓名，性别，年龄）中，增加一个属性：职工号，即得到一个新关系：ZG （职工号，姓名，性别，年龄） 又假定职工号与职工姓名是一一对应的，即没有两个职工的姓名相同，则“职工号”和“姓名”两个都是候选键。 二、替代键(alternate key) 对于某一指定的关系可能存在多个候选键，但只能选其中的一个为主键。在确定主键后，其余的候选键都是替代键，替代键在需要时可代替主键。 二、外来键(foreign key) 但关系中的某些属性系由另一个关系的主键构成时，则该属性（或属性组）称为外来键。 第二节函数依赖 一、函数依赖 定义1：设R是一个关系，X和Y是R中的两个属性。若R中X的任何一个值，仅有一个Y的值与之对应，则称为R的属性Y函数依赖（FD）于属性X，记作X Y。 例如：在描述船员的关系 CREW（NO，NAME，AGE，JOB，PAY） 它表示由任一船员号NO，仅能找到一个姓名、一个年龄、一个。。。 定义中的属性X可以是复合属性，例如 SP（S#，P#，QTY-USED）中的（S#，P#） 二、完全函数依赖和部分函数依赖 定义2：如果属性Y函数依赖于复合属性X，而且不与X的任一子集X‘函数依赖（X’→Y ），则称属性Y完全函数依赖（FFD）于复合函数X，记作X→Y。 若X→Y但不是完全函数依赖，则称Y部分函数依赖于X。 例：在关系SP（S#，P#，QTY-USED）中QTY-USED表示部件P#在S#船上使用的数量，只有同时指定S#和P#，才能说明某部件在某船上的用量，缺一不可，因此QTY-USED完全函数依赖于（S#，P#）。 三、传递函数依赖 定义3：如果X，Y，Z是R中的三个属性（或属性复合）若X→Y， Y→X， Y→Z，则称Z对X 传递函数依赖。 例如：S（S#，SNAME，CITY，POSTCODE）中S#→CITY，CITY→ S#，若CITY→ POSTCODE，则称POSTCODE传递依赖于S#。 例：设有下列关系 GPD（零件号，零件名，设计人，设计人等级） 因为零件号→零件名零件号→设计人设计人→设计人等级 故零件号→设计人等级 第三节规范化和范式 一、规范化问题的提出 关系模型的特点是使用二维表来表示现实世界的实体集合和属性关系，这样容易历届和被用户所接受，然而并不是所有二维表都能构成关系模型，见表关系模型规范化的有关理论与应用
关系数据库规范化理论
中农大_数据库原理_在线作业_3
第六章 关系模式的规范化理论
关系规范化
关系规范化基础
标准化理论知识
关系规范化练习题
对统计基础工作规范化建设的感悟和认识
1关系规范化自测
关系规范化样例
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