数据库系统基础讲义第14讲函数依赖及其公理定理
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函数依赖公理系统
函数依赖公理系统是一种逻辑框架,用于描述数据库中各种数据之间的依赖关系。
这个系统包括多个公理和规则,它们定义了函数依赖的基本性质和相关的推理规则。
其中最基本的公理是函数依赖传递公理,它表明如果X → Y,且Y → Z,则X → Z。
这个公理说明了函数依赖的传递性质,也是其他推理规则的基础。
另外,函数依赖公理系统还包括了等式推理规则、合并规则、拆分规则等等,这些规则可以用来简化和优化函数依赖的描述。
通过这些公理和规则,我们可以更加精确地描述数据库中不同数据之间的依赖关系,并推导出一些重要的结论和性质,比如关系模式的最小化、函数依赖的规范化等等。
总之,函数依赖公理系统是数据库理论中的一个基础概念,它不仅对于理论研究有重要的意义,也为实际的数据库设计和优化提供了一定的指导和支持。
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名词解释函数依赖
函数依赖是关系型数据库中的一个概念,用于描述表中属性之间的相互关系。
具体来说,若在关系模式中存在属性集合X和Y,其中X的取值唯一地决定了Y的取值,那么就称属性集合X函数依赖于属性集合Y,可以表示为X->Y。
其中,X称为函数依赖的左侧(或决定者),Y称为右侧(或被决定者)。
函数依赖是用来描述属性之间的约束条件,它可以帮助我们理解数据之间的关系,并进行数据库设计和规范化。
在数据库设计中,我们希望尽可能地消除冗余数据和数据依赖,而函数依赖可以帮助我们识别哪些属性是冗余的,或者哪些属性的取值可以通过其他属性的取值推导出来。
函数依赖可以用来进行数据库的规范化,即将一个大的关系模式分解成多个具有更小关系的模式,以消除冗余数据和数据依赖。
例如,通过识别主键和函数依赖,我们可以将一个拥有重复数据的关系模式分解成多个无冗余数据的关系模式,提高数据库的性能和可维护性。
总之,函数依赖是描述关系模式中属性之间关系的概念,对于数据库设计和规范化非常重要。
它帮助我们理解数据之间的依赖、冗余以及如何进行数据库的优化。
函数依赖2.1、属性间的联系实体间的联系有两类:一类是实体与实体之间的联系;另一类是实体内部各属性间的联系。
属性间的联系可分为以下三类:(1)一对一联系(1∶1)以职工模式为例:职工(职工号,姓名,职称,部门)。
如果该企业(或单位)中职工无重名,则属性职工号与姓名之间是1∶1联系。
一个职工号唯一地决定一个姓名,一个姓名也可决定唯一的职工号。
设X、Y是关系R的两个属性(集)。
如果对于X中的任一具体值,Y中至多有一个值与之对应,且反之亦然,则称X、Y两属性间是一对一联系。
(2)一对多联系(1∶ m)在职工模式中,职工号和职称间是一对多联系。
一个职工号只对应一种职称(如胡一民只能对应工程师),但一种职称却可对应多个职工号(如工程师可对应多名职工)。
设X、Y是关系R的两个属性(集)。
如果对于X中的任一具体值,Y中至多有一个值与之对应,而Y中的一个值却可以和X中的n个值相对应,则称Y对X是一对多联系。
(3)多对多联系(m∶ m)在职工模式中,职称和部门之间是多对多联系。
一种职称可分布在多个部门中(如每一个部门中均可有工程师),而一个部门中也可有多个职称。
设X、Y是关系R的两个属性(集)。
如果对于X中的任一具体值,Y中有m个值与之对应,而Y中的一个值也可以和X中的n个值相对应,则称Y对X是多对多联系。
上述属性间的三种联系实际上是属性值之间相互依赖又相互制约的反映,称为属性间的数据依赖。
数据依赖共有三种:函数依赖(FunctionalDependency,简称FD)、多值依赖(Multiva-luedDependency,简称MVD)和连接依赖(JoinDependency,简称JD),其中最重要的是函数依赖和多值依赖。
2.2、函数依赖函数依赖是属性之间的一种联系。
假设给定一个属性的值,就可以唯一确定(查到)另一个属性的值。
定义:所谓函数依赖是指在关系R中,X、Y为R的两个属性或属性组,如果对于R的任一关系r都存在:对于X的每一个具体值,Y 都只有一个具体值与之对应,则称属性Y函数依赖于属性X。
数据库函数依赖和范式总结1 函数依赖1.1 定义:一个集合R(U,F),U为属性全集,F为函数依赖集合。
F中存在着{Xi->Yi...};对于每个X都存在着一个Y与之唯一对应。
意思就是相当于X为主键,Y由主键决定。
比如一个学生他的学号相当于X,而他的姓名与年龄这些其他信息相当于Y。
但是X有时候并不是一个值,比如一个学生他的成绩需要有两个属性才能知道他的成绩,学号+课程号->成绩1.2 平凡函数依赖与非平凡函数依赖平时我们主要讨论的是非平凡函数依赖。
平凡函数依赖概念:Y集合属性属于X集合属性的子集非平凡函数则相反1.3 逻辑蕴涵(为后面求闭包做好基础)X,Y为属性集合U的子集,且X->Y不存在于F中。
即我们需要通过F中的函数依赖推出X->Y称为函数依赖。
而所有函数依赖的集合则称为闭包1.4 函数依赖的推理规则(就是求函数依赖的逻辑蕴涵)1.4.1 几个公理1.4.1.1 公理一(自反律):Y属于X的子集,则X->Y 数学公式描述 Y?X?U1.4.1.2 公理二(增广律):X->Y成立,Z?U也成立,则 XZ?YZ1.4.1.3 公理三(传递律):X->Y成立,Y->Z成立,则 X->Z1.4.2 公理的推广1.4.2.1 推广一(合并律):X->Y,X->Z,则X->YZ1.4.2.2 推广二(伪传递律):X->Y,YW->Z,则XW->Z(证明只需要在XY两边*W)1.4.2.3 推广三(分解律):X->Y成立,Z?Y,则 X->Z1.4.2.4 推广四(复合律):X->Y,W->Z,则XW->YZ1.5 完全函数依赖与部分函数依赖(范式中基础知识)X->Y的集合中,若X的任一真子集x都能 x->Y则为部分函数依赖,若不能则的完全函数依赖,如果X没有真子集则也称为完全函数依赖。
数据库函数依赖
数据库函数依赖是指一个或多个属性的值可以确定另一个或多
个属性的值。
在一个关系型数据库中,函数依赖是非常重要的概念,因为它可以帮助我们设计和优化数据库。
如果属性A的值可以确定属性B的值,我们可以写作A→B。
这意味着对于每个A的值,只有一个B的值。
例如,在一个学生表中,学生的学号可以确定学生的名字和年级,所以学号→(名字,年级)。
函数依赖可以分为两种类型:单值依赖和多值依赖。
单值依赖:如果一个属性的值可以确定另一个属性的值,那么这个依赖被称为单值依赖。
例如,在一个订单表中,订单号可以确定顾客的姓名和地址,所以订单号→(姓名,地址)。
多值依赖:如果一个属性集合的值可以确定另一个非子集属性集合的值,那么这个依赖被称为多值依赖。
例如,在一个学生选课表中,(学号,课程号)可以确定学生的名字和课程的名称,所以(学号,课程号)→(名字,课程名)。
理解数据库函数依赖对于设计和优化数据库非常重要。
通过使用函数依赖,我们可以减少冗余数据,提高数据库的完整性和一致性。
同时,我们可以使用函数依赖来进行数据检索和查询优化,从而提高数据库的性能和效率。
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函数依赖(理论及举例)教你如何理解函数依赖一、函数依赖的概念函数依赖:函数依赖就是讨论一个数据表(关系)中属性值之间所存在的函数关系。
函数是一种数学中的概念,被引入到数据库中对数据的联系进行分析。
在一个关系中,属性相当于数学上的变量,属性的域相当于变量的取值范围,属性在一个元组上的取值相当于属性变量的当前值。
例如:在下面的这个职工关系中,职工号、姓名、性别、年龄、职务等属性都相当于变量;职工号属性的域,即四位十进制数字,就是取值范围,性别属性的域:{男、女},就是性别属性的取值范围。
此关系中包含有6个元组,如第2个元组为{3051、刘平、男、48、副处},其中的每个属性值都是对应属性在该元组上的当前值。
单值函数和多值函数:元组中一个属性或一些属性值对另一个属性值的影响相当于自变量值对函数值的影响。
当给定一个自变量值能求出唯一的一个函数值时,称此为单值函数或单映射函数,否则为多值函数。
在单值函数中由自变量的一个值确定函数的一个值,但不同的自变量值允许具有相同的函数值。
如f(x)=2x, f(n)=(-1)^n, f(x)=x^3+1等都是单值函数,由自变量x或n的值能够唯一确定f(x)或f(n)的值。
属性的单值函数决定(依赖):在一个关系中,若一个或一组属性的值对另一个或一组属性值起到决定性的作用,则称为单值函数决定(依赖)。
如上表中职工号的值就能够函数决定其余每个属性的值,也就是说,当职工号给定后,其他每个属性的值就跟着唯一地确定了。
如假定职工号为3074,则他的姓名必定是王海,性别必定为男,年龄必定为32岁,职务必定为正科。
这就叫做职工号能够分别单值函数决定姓名、性别和年龄属性,反过来,可以说姓名、性别和年龄等属性单值函数依赖于职工号属性。
二、函数依赖的定义定义:设一个关系为R(U),X和Y为属性集U上的子集,若对于X上的每个值都有Y上的一个唯一值与之对应,则称X和Y具有函数依赖关系,并称X 函数决定Y,或称Y函数依赖于X,记作X→Y,称X为决定因素。
数据库函数依赖一、概述数据库函数依赖是指在关系型数据库中,一个函数的返回值依赖于输入参数以及数据库中的数据。
函数依赖是数据库设计中的重要概念,它能够帮助我们理解数据之间的关系,优化查询性能,以及确保数据的一致性和完整性。
本文将深入探讨数据库函数依赖的概念、种类以及应用。
二、函数依赖的定义函数依赖是指在一个关系中,一个属性的值决定了其他属性的值。
具体来说,设R为一个关系模式,X和Y为R的属性集合,若对于R中的任意两个元组t1和t2,如果t1[X] = t2[X],则必须有t1[Y] = t2[Y],则称Y函数依赖于X。
其中,X称为函数依赖的左部,Y称为函数依赖的右部。
三、函数依赖的种类1. 完全函数依赖当关系R中的任意一个属性集合X的真子集Y,如果对于R中的任意两个元组t1和t2,如果t1[X] = t2[X],则必须有t1[Y] = t2[Y],则称Y完全函数依赖于X。
完全函数依赖是函数依赖的一种特殊情况,它表明属性集合X中的任意一个属性都是决定属性集合Y的关键。
2. 部分函数依赖当关系R中的一个属性集合Y,依赖于R中的一个属性集合X,但Y并不完全依赖于X,即存在X的真子集X’,使得X’也能决定Y,则称Y部分函数依赖于X。
部分函数依赖是函数依赖的一种常见情况,它表明属性集合X中的某些属性是决定属性集合Y的关键。
3. 传递函数依赖当关系R中的一个属性集合Z,依赖于R中的一个属性集合X,且X依赖于R中的一个属性集合Y,则称Z传递函数依赖于X。
传递函数依赖是函数依赖的一种复杂情况,它表明属性集合X中的属性通过Y间接决定了属性集合Z。
四、函数依赖的应用函数依赖在数据库设计和优化中有着重要的应用。
以下是函数依赖的几个主要应用场景。
1. 数据库设计函数依赖可以帮助我们进行数据库的规范化设计。
通过分析实体之间的函数依赖关系,我们可以将一个大的关系模式拆分为多个小的关系模式,从而提高数据库的结构化程度,减少数据冗余和更新异常。
简述函数依赖的定义函数依赖是数据库中一个非常重要的概念,它描述了一个属性(或属性集合)对另一个属性(或属性集合)的决定关系。
在数据库设计中,函数依赖可以帮助我们理解数据之间的关系,有助于规范数据库的设计和优化查询的性能。
具体来说,函数依赖的定义如下:设R为一个关系模式,X和Y是R中的属性集合,如果对于R中的任意两个元组t1和t2,如果它们的属性X的取值相等,则它们的属性Y的取值也相等,那么我们称Y对X函数依赖,记作X→Y。
举个例子来说明函数依赖的概念:假设有一个关系模式R(学号,姓名,年龄,性别),我们可以观察到学号决定着姓名、年龄和性别,也就是说{学号}→{姓名,年龄,性别}。
这个函数依赖的意思是,对于任意两个具有相同学号的学生,他们的姓名、年龄和性别都是相同的。
函数依赖有几种不同的类型,包括完全依赖、部分依赖和传递依赖。
完全依赖指的是一个属性完全依赖于另一个属性集合,部分依赖指的是一个属性仅依赖于另一个属性集合的一部分,而传递依赖指的是通过其他属性传递决定的依赖关系。
在数据库设计中,我们通常希望消除数据中的冗余和不一致,函数依赖可以帮助我们达到这个目的。
通过分析函数依赖,我们可以将一个关系模式分解成多个关系模式,每个关系模式都包含一个主键和与之函数依赖的属性集合,这样可以减少数据冗余,提高数据的完整性和一致性。
在数据库查询中,函数依赖也可以帮助数据库系统优化查询性能。
通过了解数据之间的依赖关系,数据库系统可以更好地优化查询计划,减少不必要的数据访问,提高查询效率。
总的来说,函数依赖是数据库设计中非常重要的概念,它描述了数据之间的关系,有助于规范数据库设计、优化查询性能和保证数据的完整性和一致性。
深入理解函数依赖可以帮助我们更好地设计数据库,提高数据管理的效率和质量。
函数依赖关系
函数依赖是数据库设计的重要概念,它是一种表之间的逻辑关系,它把表的属性分成一组独立的变量,通过这种变量可以确定特定的元组。
函数依赖的概念源于一种实例确定的原则,也被称为属性依赖原理,说明特定属性可以确定表或元组中的其他属性。
换句话说,如果两个属性集之间存在函数依赖,那么一个属性集可以确定另一个属性集。
函数依赖主要用于设计数据库和表。
其目的是检测出违反三范式规范的字段,并对其进行消除和修改,以防止出现索引过大、查询效率低下等问题。
函数依赖可以用联合函数来表达,其格式为:A(X)→B(Y),表示的是X的值可以唯一确定Y的值。
另外,函数依赖也可以连贯推导出来,形式如:A→B,A,B→C,A,B→D,表示A的值可以唯一确定B,C,D的值。
函数依赖是一种实例确定的原则,也就是说,一个属性集可以确定另一个属性集。
函数依赖在数据库设计中具有重要作用,它可以检测出违反三范式规范的字段,并保持数据库的正确性和一致性。
此外,函数依赖可以促进查询设计,帮助我们理解不同的表之间的关系,以及表之间变量的相互依赖。