数据库-关系模式的设计-规范化:关系模式规范化设计的基本思想
- 格式:doc
- 大小:77.00 KB
- 文档页数:45
常见问答1.试述数据库系统有哪些特点(特别是相对于文件系统)?2.简述关系的性质?3.数据库设计过程包括哪几个主要阶段?哪些阶段独立于数据库管理系统?哪些阶段依赖于数据库管理系统。
4.试述数据字典的含义和作用?5.简述你对数据模型的理解。
6.数据库应用系统的基本组成是什么?7.SQL语言具有什么功能?8.简述数据库概念设计的主要步骤。
9.数据库应用系统的开发分为哪几个阶段?10.简述域、笛卡尔积、元组之间的关系?11.什么是E-R图,E-R图的基本要素有哪些?12.数据库实施阶段的主要任务是什么?13.简述客户机/服务器系统结构由哪几个部分组成?14.什么是OO模型,OO模型的核心概念有哪些?15.简述两段锁协议的内容和含义?16.概念模型有什么特点?17.简述在SQL语言中,相关子查询的含义及处理过程?18.C/S环境下应用程序可分解为哪几个部分?19.简述客户机/服务器体系结构的数据库应用系统的基本思想。
20.分布式数据库系统有哪些特点?21.简述SQL语言的主要特点?22.在数据库的规范化理论中,什么是第三范式(3NF)、BC范式(BCNF)?23.简述数据库管理系统对数据库的保护是通过哪几方面实现的。
24.数据库系统的组成都包含什么?25.等值连接、自然连接之间有什么区别?26.试述由E-R图转换为关系模型的转换规则。
27.在OO技术与DB技术相结合过程中,采取了哪两条不同的途径?28.数据库设计包括哪几个阶段?数据库设计的各个阶段中,哪两个环节应重点对待,为什么?29.SQL视图的作用?30.简要介绍DB、DBMS、DBS间的关系?31. 联系的概念是什么?联系有几种类型?举例简述二元联系的几种具体情况。
32. 试写出2NF的定义。
当一个关系模式不是3NF时,会出现什么问题?33. 数据库的并发控制产生了哪些新的问题,主要原因是什么?采用什么的方法机制是什么?34. 关系模型必须遵循哪三类完整性规则?分别说明这些规则的含义和实现方法。
关系模式规范化
概要:本文介绍了关系模式规范化的概念,原则以及实施方式。
在任何形式的软件系统开发中,规范化都是非常重要的一环。
合理有效地维护数据库和关系数据结构,是各个数据库系统有效运行的必要前提。
本文探讨的主题就是关系模式规范化,以便为数据库系统的性能和功能提供更高的水平。
关系模式规范化意味着关系模式(也称为概念模型)中的实体及其属性之间存在一种规范性结构。
这种结构对定义概念模型中的实体之间的关系具有重要作用。
规范化的过程涉及将概念模型解构为基本结构的过程,其中各个实体的属性被抽象为子集。
利用此过程称为规范化,也就是将条件分解成较低的层次,以在实体之间建立一种标准的关系。
使用规范化的模型有许多优势,包括减少数据冗余、减少必要的输入及更新数据所需的多余步骤,简便化查询和保持数据准确性等等。
这些优势提供了处理庞大数据集资源的有效方法,确保数据可靠性和一致性以及减少维护成本和提高数据库效能。
有两类方法可以使用来实施关系模式规范化,简称两种规范。
第一种是第一范式,也就是1NF,它要求所有实体的属性均为原子的,也就是不可分解的。
此外,每个实体的属性不能有重复的值。
此外,实体之间必须存在关联关系。
第二种规范是第二范式,
必须要求具有唯一决定性的属性。
该范式要求在引用某些属性的情况下,数据库能够唯一决定实体的标识符,从而排除了任何重复记录。
最后,规范化有一定程度上降低了实现数据库系统效率和功能的难度。
只要运用规范化的原则,就可以使设计的关系模式更能够满足业务系统的需要,而不会有可能出现的错误。
第4章关系数据库规范化理论数据库设计的一个最基本的问题是怎样建立一个合理的数据库模式,使数据库系统无论是在数据存储方面,还是在数据操作方面都具有较好的性能。
什么样的模型是合理的模型,什么样的模型是不合理的模型,应该通过什么标准去鉴别和采取什么方法来改进,这是在进行数据库设计之前必须明确的问题。
为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理论,即规范化理论。
它是根据现实世界存在的数据依赖而进行的关系模式的规范化处理,从而得到一个合理的数据库设计效果。
本章首先说明关系规范化的作用,接着引入函数依赖和范式等基本概念,然后介绍关系模式等价性判定和模式分解的方法,最后简要介绍两种数据依赖的概念。
4.1 关系规范化的作用4.1.1问题的提出从前面的有关章节可知,关系是一张二维表,它是涉及属性的笛卡尔积的一个子集。
从笛卡尔积中选取哪些元组构成该关系,通常是由现实世界赋予该关系的元组语义来确定的。
元组语义实质上是一个n目谓词(n是属性集中属性的个数)。
使该n目谓词为真的笛卡尔积中的元素(或者说凡符合元组语义的元素)的全体就构成了该关系。
但由上述关系所组成的数据库还存在某些问题。
为了说明的方便,我们先看一个实例。
【例4.1】设有一个关于教学管理的关系模式R(U),其中U由属性Sno、Sname、Ssex、Dname、Cname、Tname、Grade组成的属性集合,其中Sno的含义为学生学号,Sname为学生姓名,Ssex为学生性别,Dname为学生所在系别,Cname为学生所选的课程名称,Tname 为任课教师姓名,Grade为学生选修该门课程的成绩。
若将这些信息设计成一个关系,则关系模式为:教学(Sno,Sname,Ssex,Dname,Cname,Tname,Grade)选定此关系的主键为(Sno,Cname)。
由该关系的部分数据(如表4-1所示),我们不难看出,该关系存在着如下问题:1. 数据冗余(Data Redundancy)●每一个系名对该系的学生人数乘以每个学生选修的课程门数重复存储。
《数据库系统概论》简答题集答案◆数据库管理系统的主要功能是什么?数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
它的主要功能包括:数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护功能。
◆数据管理技术的人工管理阶段的特点是什么?◆数据管理技术的文件系统阶段的特点是什么?用文件系统管理数据具有如下特点:数据可以长期保存、由文件系统管理数据、数据共享性差冗余度大、数据独立性差。
◆数据库系统的特点是什么?◆什么是数据的物理独立性?什么是数据的逻辑独立性?◆什么是数据模型?它应该满足哪三方面的要求?在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和和信息。
即数据模型就是现实世界的模拟。
数据模型应满足三方面的要求:一是能比较真实地模拟现实世界;二是容易为人所理解;三是便于在计算机上实现。
◆试述概念模型的作用概念模型实际上是现实世界到计算机世界的一个中间层次。
概念模型用于信息世界的建模,是现实世界到信息世界的第一层抽象,是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具,也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。
◆满足什么条件的数据库系统被称为层次模型数据库?层次模型数据库是满足下面两个条件的基本层次联系的集合:(1)有且只有一个结点没有双亲结点,这个结点称为根结点(2)根以外的其他结点有且只有一个双亲结点◆在层次模型中可以那两种方法表示多对多联系,两者的优缺点如何?在层次模型中表示多对多联系,必须首先将其分解成一对多联系。
分解方法有两种:冗余结点法和虚拟结点法。
冗余结点的优点是结构清晰,允许结点改变存储位置,缺点是需要额外占用存储空间,有潜在的不一致性。
虚拟结点法的优点是减少对存储空间的浪费,避免产生潜在的不一致性,缺点是结点改变存储位置可能引起虚拟结点中指针的修改。
◆试述层次数据模型的优缺点◆满足什么条件的数据库系统被称为网状模型数据库?◆试述网状数据模型的优缺点◆试述关系数据模型的优缺点◆试述数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成;数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映象,从而形成了物理独立性和逻辑独立性。
第六章三、设计题1.一个图书管理系统中有如下信息。
图书:书号、书名、数量、位置借书人:借书证号、姓名、单位出版社:出版社名、邮编、地址、电话、E-mail其中约定:任何人可以借多种书,任何一种书可以被多个人借,借书和还书时,要登记相应的借书日期和还书日期;一个出版社可以出版多种书籍,同一本书仅为一个出版社所出版,出版社名具有唯一性。
根据以上情况,完成如下设计。
(1)设计该系统的E-R图。
(2)将E-R图转换为关系模式。
(3)指出转换后的每个关系模式的主码。
关系模式及主码图书(书号,书名,数量,位置,出版社名)借书人(借书证号,姓名,单位)出版社(出版社名,邮编,地址,电话,E-mail)2.图6-26(a)、(b)和(c)给出某企业管理系统三个不同的局部E-R图,将其合成一个全局E-R图,并设置各个实体以及联系的属性(允许增加必要的属性,也可将实体的属性改为联系的属性)。
(a ) (b ) (c ) 图6-26 局部E-R 图各实体的属性如下。
部门:部门号、部门名、电话、地址职员:职员号、职员名、职务、年龄、性别设备:设备号、名称、规格、价格零件:零件号、名称、规格、价格3.经过需求分析可知,某医院病房计算机管理系统中需要管理以下信息。
科室:科室名、科室地址、科室电话、医生姓名病房:病房号、床位号、所属科室医生:工作证号、姓名、性别、出生日期、联系电话、职称、所属科室名病人:病历号、姓名、性别、出生日期、诊断记录、主管医生、病房号其中,一个科室有多个病房、多名医生,一个病房只属于一个科室,一个医生只属于一个科室,但可负责多个病人的诊治,一个病人的主管医生只有一个。
根据以上需求分析的情况,完成以下有关的设计。
(1)画出该计算机管理系统中有关信息的E-R 图。
(2)将该E-R 图转换为对应的关系模式。
(3)指出转换以后的各关系模式的范式等级和对应的候选码。
科室(科室名,科室地址,科室电话)病房(病房号,床位号,科室名)医生(工作证号,姓名,性别,出生日期,联系电话,职称,科室名)病人(病历号,姓名,性别,出生日期,诊断记录,主管医生,病房号)4. 排课是教学环节中的重要过程,该过程包括以下实体。
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。