第5章 数据库表的规范化

数据库第五章习题及答案本文档为数据库第五章的习题及答案，帮助读者巩固数据库相关知识。

习题1. 数据库的优点有哪些？数据库具有以下优点： - 数据共享：多个用户可以同时访问和共享数据库中的数据。

- 数据一致性：数据库提供事务管理能力，保证了数据的一致性。

- 数据持久性：数据在数据库中是永久存储的，不会因为系统关机或程序结束而丢失。

- 数据冗余度低：数据库通过规范化设计，减少了数据的冗余性，提高了数据的存储效率。

- 数据独立性：数据库支持数据与应用程序的独立性，提高了系统的灵活性和维护性。

- 数据安全性：数据库提供了用户权限管理和数据备份机制，保证了数据的安全性。

2. 数据库的三级模式结构是什么？数据库的三级模式结构包括： - 外模式（视图层）：外模式是用户所看到的数据库的子集，用于描述用户对数据库的逻辑视图。

每个用户可以有不同的外模式来满足自己的需求。

- 概念模式（逻辑层）：概念模式是全局数据库的逻辑结构和组织方式，描述了数据的总体逻辑视图。

概念模式独立于具体的应用程序，是数据库管理员的角度来看待数据库的。

- 内模式（物理层）：内模式是数据库的存储结构和物理组织方式，描述了数据在存储介质上的实际存储方式。

3. 数据库的完整性约束有哪些？数据库的完整性约束包括： - 实体完整性约束：确保表的主键不为空，每个实体都能够唯一标识。

- 参照完整性约束：确保外键的引用关系是有效的，即外键值必须等于被引用表中的主键值或者为空。

- 用户定义完整性约束：用户可以自定义额外的完整性约束，如检查约束、唯一约束、默认约束等。

4. 数据库的关系模型有哪些特点？数据库的关系模型具有以下特点： - 数据用二维表的形式进行组织，表由行和列组成，每一行表示一个实体，每一列表示一个属性。

- 表与表之间通过主键和外键建立关联关系，形成关系。

- 关系模型提供了一种数据独立性的设计方法，使得应用程序与数据的逻辑结构相分离，提高了系统的灵活性和可维护性。

教你如何进行数据库设计与规范化数据库是现代信息系统中非常重要的组成部分，它能够有效地管理数据，提供数据的快速访问和数据的持久化存储。

数据库设计与规范化是数据库开发过程中的关键环节，本文将以专业的角度为读者介绍如何进行数据库设计与规范化。

第一章：数据库设计的基本原则数据库设计的目标是根据系统需求，合理地组织和存储数据，以满足数据的可靠性、安全性、一致性和高性能等要求。

在设计数据库时，应遵循以下基本原则：1. 数据库的结构应反映系统的实际需求，逻辑结构和组织结构要合理。

2. 数据库的设计应具有一定的可扩展性和灵活性，便于后期的扩展和维护。

3. 数据库的设计要考虑数据的完整性，包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。

4. 数据库的设计要避免冗余和不一致，保证数据的一致性和准确性。

5. 数据库的设计要考虑性能问题，包括查询的效率和数据的存储空间等方面。

数据库设计的过程包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段。

1. 需求分析：明确系统需求，包括数据的输入、输出和处理等方面，分析用户的需求和期望。

2. 概念设计：根据需求分析结果，设计出概念模型，包括实体-联系图、数据流图等，描述数据的组织和关系。

3. 逻辑设计：将概念模型转化为逻辑模型，选择合适的数据模型，设计出数据库的结构和关系。

4. 物理设计：将逻辑模型转化为物理模型，选择合适的存储结构和索引等，确定数据库的存储方式和存储结构。

第三章：数据库规范化的基本理念数据库规范化是为了消除数据中的冗余和不一致，提高数据库的设计质量和性能。

数据库规范化的基本理念包括：1. 第一范式：每个属性都是不可再分的，属性值的原子性。

2. 第二范式：每个非主属性完全依赖于主键，不存在部分依赖。

3. 第三范式：每个非主属性只依赖于主键，不存在传递依赖。

4. BCNF范式：消除主键以外的属性之间的函数依赖关系。

数据库规范化的步骤包括：1. 识别主键和函数依赖：确定实体和属性，识别主键，分析函数依赖关系。

5第五章第4讲关系模式的规范化关系模式的规范化是数据库设计中的一个重要概念，它通过一系列规则和规范化原则，使得关系模式能够更加合理、高效地组织和管理数据。

规范化的目的是消除冗余和数据依赖，以避免数据异常和不一致的情况发生。

本文将介绍关系模式规范化的基本概念、规则和原则，并讨论规范化的实际应用。

关系模式规范化的基本概念是：在关系数据库中，每个关系模式都应该经过规范化，以达到最佳的数据结构和数据组织方式。

规范化是一个多阶段的过程，每个阶段都有特定的规则和原则。

第一范式（1NF）是最基本的规范化原则。

它要求每个关系模式的属性都是原子性的，即不可再分的。

这意味着属性的值不可以是集合、数组或多值的。

如果一个属性的值可以被分解为更小的数据项，则需要拆分为多个属性，使得每个属性都是原子的。

第二范式（2NF）要求在满足1NF的基础上，消除非主属性对码的部分函数依赖。

函数依赖指的是当一个属性的值确定之后，另一个属性的值也能确定。

如果一个属性只依赖于码中的一部分属性，而不是整个码，那么它就存在部分函数依赖，需要拆分为多个关系模式，以消除这种依赖。

第三范式（3NF）要求在满足2NF的基础上，消除非主属性对互相之间的传递依赖。

传递依赖指的是当一个属性的值确定之后，其他非主属性的值也能确定。

如果一个非主属性依赖于另一个非主属性，而不是直接依赖于码，那么它就存在传递依赖，需要拆分为多个关系模式，以消除这种依赖。

此外，还有更高级的规范化形式，如BCNF（巴斯-科德范式）和第四范式。

BCNF要求在满足3NF的基础上，消除所有非主属性对码的冗余依赖。

第四范式则要求在满足BCNF的基础上，消除多值依赖和联合依赖。

这些规范化原则和规则都是为了最大程度地消除数据冗余和依赖问题，并提高数据库的性能和数据完整性。

关系模式规范化在实际应用中有着广泛的应用。

首先，在数据库设计阶段就应该考虑规范化原则，选择合适的属性和关系模式，避免冗余和依赖问题。

3.5视图3.5.1为什么要使用视图（1）视图能减少S Q L查询语句编写的工作量及对它进行合理的管理。

（2）视图使用户以不同的方式看待相同数据。

（3）视图对数据库的使用提供一定的逻辑独立性。

（4）视图能够对数据提供安全保护。

3.5.2创建视图•C R E A T E V I E W语句可以创建视图，其一般语法格式为：C R E A T E V I E W<视图名>[(<列名>[，<列名>]…)]A S<S E L E C T语句>[W I T H C H E C K O P T I O N];•W I T H C H E C K O P T I O N可选项关键词表示在对视图进行U P D A T E，I N S E R T 和D E L E T E操作时需要保证更新、插入或删除的记录必须满足视图定义中的条件（即S E L E C T语句中的条件表达式）。

•在创建一个视图时要么指定视图的全部列名，要么全部都不指定。

如果缺省了视图的各个属性列名，则该视图就由查询中S E L E C T子句的目标列的列名组成。

但在下列三种情况下必须明确指定组成视图的所有列名： 第一种：视图中包含了多个来自于不同表的相同列名。

第二种：视图中定义的列是由集函数或列表达式所定义。

第三种：视图中为了某些列定义新的列名。

数据库在创建视图时，将其定义存放到相应的系统表中，以供使用。

【例3.56】创建来自加州的作者信息（p u b s数据库的a u t h o r s表，只包含a u_i d, a u_f n a m e,a u_l n a m e,c i t y）视图C A_A u t h o r s。

•语句如下：C R E A T E V I E W C A_A u t h o r sA S S E L E C T a u_i d,a u_f n a m e,a u_l n a m e,c i t y F R O M a u t h o r sW H E R E(s t a t e='C A')•该例没有指定视图的列名，视图则沿用基本表的指定列的列名。

第五章 关系数据理论一、 单项选择题1、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2、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3、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 、一定属于BCNFC 、仍存在一定的插入和删除异常D 、A 和C 都是4、在关系DB 中，任何二元关系模式的最高范式必定是（ ）A 、1NFB 、2NFC 、3NFD 、BCNF5、当B 属性函数依赖于A 属性时，属性A 与B 的联系是（ ）A 、1对多B 、多对1C 、多对多D 、以上都不是6、在关系模式中，如果属性A 和B 存在1对1的联系，则说（ ）A 、A B B 、B A C 、A B D 、以上都不是7、关系模式中，满足2NF 的模式，（ ）A 、可能是1NFB 、必定是1NFC 、必定是3NFD 、必定是BCNF8、关系模式R 中的属性全部是主属性，则R 的最高范式必定是（ ）A 、2NFB 、3NFC 、BCNFD 、4NF9、关系模式的候选关键字可以有（ c ），主关键字有（ 1个 ）A 、0个B 、1个C 、1个或多个D 、多个10、如果关系模式R 是BCNF 范式，那么下列说法不正确的是（ ）。

A 、R 必是3NFB 、R 必是1NFC 、R 必是2NFD 、R 必是4NF11、图4.5中给定关系R （ ）。

A 、不是3NFB 、是3NF 但不是2NFC 、是3NF 但不是BCNFD 、是BCNF12、设有如图4.6所示的关系R ，它是（ ）A 、1NFB 、2NFC 、3NFD 、4NF二、 填空题1、如果模式是BCNF ，则模式R 必定是（3NF ），反之，则（ 不一定 ）成立。

第五章习题一、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 ②D2．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：A3．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：B4．关系数据库规范化是为解决关系数据库中____问题而引人的。

A．插入、删除异常和数据冗余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：A5．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：C6．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：B7．关系模型中的关系模式至少是____。

A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF答案：A8．在关系DB中，任何二元关系模式的最高范式必定是____。

A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF答案：D9．在关系模式R中，若其函数依赖集中所有候选关键宇都是决定因素，则R最高范式是____。

A．2NF B．3NF C．4 NF D．BCNF答案：C10．当B属性函数依赖于A属性时，属性A与B的联系是____。

A．1对多B．多对1 C．多对多D．以上都不是答案：B11．在关系模式中，如果属性A和B存在1对1的联系，则说____。

A．A→B B．B→A C．A↔B D．以上都不是答案：C12．候选码中的属性称为____。

第5章关系模式的规范化设计关系模式的规范化设计（Normalization）是数据库设计中的一个重要步骤，目的是消除冗余数据、提高数据的完整性和一致性，减少数据操作的复杂性和数据的存储空间。

下面将介绍关系模式的规范化设计的原则、规范化的各个阶段和规范化的优缺点。

一、规范化设计的原则规范化设计的原则包括：1.消除冗余数据：即通过将数据分散到多个关系中，避免将相同数据重复存储在多个地方，减少了存储空间的浪费。

2.提高数据的完整性：通过将数据分开存储到多个关系中，可以降低数据的重复性，确保数据的一致性和准确性。

3.简化数据操作：通过将数据分解成多个关系，可以简化数据的操作和维护，提高数据查询和更新的效率。

4.减少数据的存储空间：通过消除冗余数据和提高数据的完整性，可以减少数据的存储空间占用，节省存储资源。

二、规范化设计的各个阶段规范化设计通常分为一般化（First Normal Form，1NF）、第二范式（Second Normal Form，2NF）、第三范式（Third Normal Form，3NF）等多个阶段。

1.一般化：将关系模式中的属性分解成原子属性，即每个属性都是不可再分的单元，消除属性中的重复数据。

同时，每个记录是唯一的，并且属性的顺序也无关紧要。

2.第二范式：在达到一般化的基础上，消除非主属性对主键的部分依赖。

即要求每个非主属性完全依赖于主键。

3.第三范式：在达到第二范式的基础上，进一步消除传递依赖。

即要求每个非主属性只依赖于主键，而不依赖于其他非主属性。

三、规范化设计的优缺点规范化设计的优点包括：1.提高数据的完整性和一致性：通过规范化，可以消除数据的冗余，减少数据的重复性，确保数据的一致性和准确性。

2.简化数据操作：通过规范化，可以将数据分解成多个关系，简化了数据的操作和维护，提高了数据查询和更新的效率。

3.节省存储空间：通过规范化，可以消除冗余数据，减少数据的存储空间占用，节省存储资源。