数据库课件第6章

• 设F是属性集合U上的一个函数依赖集，X U,则称用 Armstrong推理规则推出的函数依赖X A中所有A的集 合，称为属性集X关于F的闭包，记为X+,显然： X X+
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4 闭包的计算
• 目标
• 通过给定的函数依赖，找出所有的函 数依赖
• 方法
• 利用FD的规则(传递、合并、分解)，推 导出函数依赖的集合，即闭包(closure)
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2 函数依赖的推理规则
• Armstrong公理
X，Y，Z是属性集， • 自反律。若Y X， 则X Y。 • 增广律。若X Y ，则XZ YZ。 • 传递律。若X Y， Y Z，则X Z 。 • 合并律。若X Y，X Z，则X YZ。 • 分解律。若X YZ ，则X Y，X Z 。 • 伪传递律。若X Y，WY Z，则XW Z 。
• 判定XY是否在F＋中，只要判断XY能否用推
理 就规 把则 计从算FF导＋的出问，题即简判化断为Y计算X的是F 否成问X立题F。。这样
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4 闭包的计算
〔算法〕：求属性集X关于函数依赖集F的属性闭包X
。
F
• 输入：有限的属性集合U,它上面的函数依赖集合F，和U的
一个子集X.
•
输出：X关于F的闭包
2) R不属于4NF
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6.2.9 规范化的步骤
▪规范化的基本思想：
▪ 逐步消除数据依赖中不合适的部分 ▪ “一事一地”模式设计原则： 一个关系只说明一个概念、一件事物或事物 间的一种联系，这是规范化的目标
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规范化的基本步骤
1NF
消去非主属性对键的部分函数依赖

An Introduction to Database System
数据冗余、插 入、 删除和更新异常
TEACH（C，T，B）
课程C 教员T 物理 汪洋 物理 汪洋 物理 汪洋 物理 大海 物理 大海 物理 大海 数学 大海 数学 大海 数学 大海 数学 白云 数学 白云 数学 白云 …… …… 参考书B 普通物理学 光学原理 物理习题集 普通物理学 光学原理 物理习题集 数学分析 微分方程 高等代数 数学分析 微分方程 高等代数 ……
F={XA1, …… , XAn}的闭包F+计算是一个NP完全问题
An Introduction to Database System
3. 函数依赖闭包
定义6.13 设F为属性集U上的一组函数依赖，X U，
XF+ ={ A|X→A能由F 根据Armstrong公理导出}， XF+称为属性集X关于函数依赖集F 的闭包
函数依赖 多值依赖
数据依赖是现实世界属性间相互联系的抽象，属于数
据内在的性质
与现实语义有直接关系
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关系模式规范化的基本步骤 1NF 消除决 定因素 非码的 非平凡 函数依 赖
消除非主属性对码的部分函数依赖 2NF 消除非主属性对码的传递函数依赖 3NF
6.3 数据依赖的公理系统
一、Armstrong公理系统
函数依赖的全体 模式分解算法的理论基础
从已知的一些函数依赖，推导另外一些函数依赖，需要一系列推理规则。 函数依赖的推理规则最早出现在 1974 年 W.W.Armstrong 的论文里，这些 规则常被称作“Armstrong 公理”
问题：对于给定的一组函数依赖，如何判断其它函数依赖 是否成立？或者说哪些函数依赖是不独立的？ 如： 已知：对关系模式R有：AB，BC。 问：AC是否成立？

2、聚簇存取方法的选择
• 为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把这个 或这些属性（称为聚簇码）上具有相同值的元组集中 存放在连续的物理块称为聚簇。 • 聚簇功能可以大大提高按聚簇码进行查询的效率。 • 聚簇功能不但适用于单个关系，也适用于经常进行连 接操作的多个关系。即把多个连接关系的元组按连接 属性值聚集存放，聚簇中的连接属性称为聚簇码。这 就相当于把多个关系按“预连接”的形式存放，从而 大大提高连接操作的效率。 • 一个数据库可以建立多个聚簇，一个关系只能加入一 个聚簇。
第三节 概念结构设计
• 将需求分析得到的用户需求抽象为信息 结构即概念模型的过程就是概念结构设 计。它是整个数据库设计的关键。
一、概念结构
• 概念结构的主要特点是： • 1、能真实、充分反映现实世界，包括事物和事物 之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是 对现实世界的一个真实模型。 • 2、易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用 户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成 功的关键。 • 3、易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容 易对概念模型修改和扩充。 • 4、易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
第六章 数据库设计
第一节 数据库设计概述
• 从小型的单项事务处理系统到大型复杂的信息 系统大都用先进的数据库技术来保持系统数据 的整体性、完整性和共享性。 • 数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术， 是信息系统开发和建设中的核心技术，数据库 设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优 的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使 之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用 需求。
一、E－R图向关系模型的转换
• 将E－R图转换为关系模型实际上就是要将实体、实 体的属性和实体之间的联系转换为关系模式，这种 转换一般遵循如下原则： • 1、一个实体型。转换为一个关系模式实体的属性就 是关系的属性，实体的码就是关系的码 • 对于实体间的联系则有以下不同情况： • （1）一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式， 也可以与任意一端对应的关系模式合并。 • （2）一个1：n联系可以转换为一个独立的关系模式， 也可以与n端对应的关系模式合并。 • （3）一个m:n联系转换为一个关系模式。

σ σ σ F (E1×E2) ≡ F1 (E1) × F2 (E2)
如果F1只涉及E1中的属性, F2涉及E1和E2两者的属性,则仍有:
σ σ σ F (E1×E2) ≡ F2 ( F1 (E1) ×E2)
7. 选择与并的交换 设E=E1∪E2, E1,E2有相同的属性名,则
σF (E1∪E2) ≡σF (E1)∪σF (E2)
第六章 关系系统及其查询优化
6.1 关系系统
关系模型的三个部分是: ★ 数据结构: ★ 关系操作: ★ 数据完整性:
关系系统和关系关系模型是两个密切相关而又不同的概念.支 持关系模型的系统成为关系系统.
6.1.1 关系系统的定义
一、关系系统的定义 一个系统可定义为关系系统,当且仅当它支持: 1. 关系数据库。 2. 支持选择、投影和（自然）连接运算。对这些运算不必要 求定义任何物理存取路径。 二、对关系系统的定义的几点解释
分析这三种情况,得出查询执行的策略不同,查询时间的差异有多大.
第1种情况需约: 100000秒(27.7778小时). 第2种情况需约: 205秒(3.416分钟). 第3种情况需约: 10秒.
从上述的分析可以充分说明查询优化的必要性.
注意时间
6.2.3 优化的一般策略
1. 选择运算应尽可能先做. 2. 在执行连接前对文件适当地预处理. 3. 把投影运算和选择运算同时进行. 4. 把投影和其前或后的双目运算结合起来. 5. 把某些选择同在它前面要执行的笛卡尔积结合起来成为一 个连接运算. 6. 找出公共子表达式.
8. 选择与差运算的交换 若E1,E2有相同的属性名,则
σF (E1－E2) ≡σF (E1)－σF (E2)
9. 投影与笛卡尔积的交换