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1、关系数据库与SQL语言目 录第第1章章 数据库基础数据库基础第第2章章 关系库的基本理论关系库的基本理论-关系规范化关系规范化第第3章章 数据库设计数据库设计第第4章章 Transact-SQL语言和语言和SQL SERVER 2008第第5章章 数据库和表的创建数据库和表的创建第第6章章 数据库的查询和视图数据库的查询和视图第第7章章 存储过程和触发器存储过程和触发器第第8章章 数据库应用实战数据库应用实战上堂课内容回顾上堂课内容回顾2.3关系代数关系代数2.3.1 传统集合运算：并、交、差、积传统集合运算：并、交、差、积2.3.2专门的关系运算专门的关系运算 选择，投影，连接，除选择，投影
2、，连接，除本堂课内容本堂课内容2.4关系规范化关系规范化2.4.1 函数依赖函数依赖2.4.2 码码2.4.3 范式范式2.4.4第一范式第一范式2.4.5第二范式第二范式2.4.6 第三范式第三范式2.4关系规范化关系规范化思考：在设计关系数据库时，如何确定该关系数据库有哪些关系模式，这些关系模式由哪些属性组成？若设计不合理会给后绪的数据操作带来哪些问题？如何评判一个数据库的关系模式合理与否？关系规范化：即把设计不好的关系数据库模式转变为较好的关系数据库模式。实例1需求：为了方便学生选课，现某高校教务教学部决定开发一个学生选课系统来满足广大学生的上网选课要求。现要求数据库管理员设计一个学生-
3、选课数据库。实例一具体要求具体要求：（1）一个系有若干个学生，但一个学生只属于一个系；（2）一个学生可以选修多门课，每门课程可被若干个学生选修；（3）每个学生选修一门课对应一个成绩。实例一关系模式学号姓名专业所在院系课程号课程名成绩学分23003王力信息管理金融C001心理学87323004李享软件工程计算机C001心理学84323004李享软件工程计算机C002日语803学生选课(学号，姓名，专业，所在院系，课程号，课程名，成绩，学分)思考：如此设计是否合理？2.4关系规范化关系规范化不完善数据库设计存在的问题不完善数据库设计存在的问题数据冗余数据冗余插入异常插入异常删除异常删除异常修改异常
4、修改异常2.4.1 函数依赖函数依赖定义2.2 设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组的属性值相等而在Y上的属性值不等，则称X函数决定Y，或者Y函数依赖于X，记作 X Y。2.4.1 完全函数依赖定义2.2 在R(U)中，如果X Y，但Y函数不依赖X的任一真子集，则称Y对X完全函数依赖 记作 X YF2.4.1 部分函数依赖设X，Y是关系R的两个属性集合，存在XY，若X是X的真子集，存在XY，则称Y部分函数依赖于X。记作 X YP2.4.1 传递函数依赖在R(U)中，X，Y，Z是关系R的子集，存在XY，YZ，但X不依
5、赖于Y，则称Z传递函数依赖于X。记作 X ZT2.4.2 码候选码（候选码（Candidate Key）定义定义2.5 设设K为为R（U，F)中的属性或属性集合，中的属性或属性集合，若若K U，则，则K为为R的候选码的候选码关系模式的每个候选码具有下列两个特性：关系模式的每个候选码具有下列两个特性：唯一性唯一性最小特性最小特性F候选码 例：例：有关系模式有关系模式 SC(SNO，CNO，SCORE)，其中有三个属，其中有三个属性：学号为性：学号为SNO，课程号为，课程号为CNO，成绩为，成绩为SCORE。其属性集合和属性间的函数函数依赖关系为：其属性集合和属性间的函数函数依赖关系为：U=SNO
6、，CNO，SCORE F=(SNO，CNO)SCORE 即学号和课程号共同决定成绩，即学号和课程号共同决定成绩，在此关系中候选码是属性组（在此关系中候选码是属性组（SNO，CNO）主码主属性主属性任何一个候选码中的属性称作主属性。任何一个候选码中的属性称作主属性。如如SC中的中的Sno，Cno是候选码，则是候选码，则Sno，Cno称为作主属性。称为作主属性。主码（主码（Primary Key）进行数据库设计时，从一个关系的多个候选进行数据库设计时，从一个关系的多个候选码中选定一个作为主码。码中选定一个作为主码。外码外部码（外部码（Foreign Key）关系关系R中的一个属性组，它不是中的一个
7、属性组，它不是R的候选码，但的候选码，但它与另一个关系它与另一个关系S的候选码相对应，则称这个属的候选码相对应，则称这个属性组为性组为R的外部码。的外部码。如在关系模式如在关系模式S（SNO，SDEPT，Sage）和）和 关系模式关系模式SC（SNO，CNO，SCORE）在在SC中，中，SNO不是候选码，不是候选码，但但SNO是关系是关系S中中的候选码，所以的候选码，所以SNO是关系模式是关系模式SC中的外码。中的外码。2.4.3 范式规范化的基本思想是消除关系模式中的数据冗余，消除数据依赖中的不合适的部分，解决数据插入，删除和修改时发生的异常现象，这就要求关系数据库设计出来的关系模式要满足一
8、定的条件。2.4.4 第一范式第一范式关系数据库的规范化关系数据库的规范化第一范式（第一范式（1NF）：）：在关系模式在关系模式R中的每一个具体关系中的每一个具体关系r中，如果中，如果每个属性值都是不可再分的最小数据单位，每个属性值都是不可再分的最小数据单位，且无重复列，则称且无重复列，则称R是满足第一范式的关系，是满足第一范式的关系，记作记作R1NF。第一范式 例【2-9】设某班级的学生成绩单如下 成绩表（学号，姓名，成绩（平时成绩，期末成绩），总评成绩）如下表2-2所示学号姓名成绩总评平时成绩期末成绩1001张三9070801002郑志8060701003李园706065第一范式学号姓名平
9、时成绩期末成绩总评1001张三9070801002郑志8060701003李园706065在表2-2中，成绩属性不满足原子性，只有把两个属性提升为一般属性，才能满足第一范式2.4.5 第二范式（第二范式（2NF）第二范式（第二范式（2NF）：）：如果关系模式如果关系模式R（A，B）中的所有非主属性都）中的所有非主属性都完全依赖于任意一个候选关键字，则称关系完全依赖于任意一个候选关键字，则称关系R 是属于第二范式的，记作是属于第二范式的，记作R2NF。(简而言之，第二范式就是非主属性不能部分依简而言之，第二范式就是非主属性不能部分依赖于侯选键。赖于侯选键。)第二范式绪例：选课选课1(学号，课程号
10、，成绩学号，课程号，成绩)这个关系中，这个关系中，侯选键为学号，课程号，非主属性成绩完全依赖于侯选键，所以满足第二范式。选课选课2(学号，姓名，课程号，成绩学号，姓名，课程号，成绩)这个关系中，这个关系中，侯选键为学号，课程号，非主属性姓名，成绩，由于姓名可以只有学号决定，因此非完全依赖于侯选键(及存在部分依赖)，所以不满足第二范式。第二范式规范化实例学生选课表（不符合第二范式）学号姓名年龄课程名成绩学分23003王力22心理学87323004李享21心理学84323004李享21日语803规范化分析主键为组合主键：学号+课程名分析上述关系表存在如下关系（学号+课程名）（姓名，年龄，成绩，学分
11、）但同时存在：课程名 学分 学 号 （姓名，年龄）不满足第二范式存在的问题数据冗余：同一门课程有N个学生选修，学分字段就重复N-1次，同一个学生选修M门课程，姓名和年龄就重复M-1次更新异常：若调整了某一门课的学分，有选修这门课的所有记录学分值都要更新，否则会出现一门课程学分不同插入异常：若要新增一门选修课，暂时还无人选修，由于没有学号关键字，这门课程也就无法新增删除异常：选修课程结束后，选课记录删除的同时，选修课的课程信息也被相应的删除，来年选课要重新录入模式分解把上述不符合第二范式关系模式分解成如下三个模式：学生(学号，姓名，年龄)课程（课程名，学分）选课关系（学号，课程名称，成绩）2.4
12、.6 第三范式第三范式关系数据库的规范化关系数据库的规范化第三范式（第三范式（3NF）：）：如果关系模式如果关系模式R满足第二范式，满足第二范式，R（A，B）中的所有）中的所有非主属性对任何候选键都不存在传递依赖，则称关系非主属性对任何候选键都不存在传递依赖，则称关系R是属于第三范式的，记作是属于第三范式的，记作R3NF。第三范式实例例：存在以下关系例：存在以下关系 部门信息表部门信息表(部门编号、部门名称、部门简介部门编号、部门名称、部门简介)员工信息表员工信息表(员工编号、姓名、部门编号、部门名称员工编号、姓名、部门编号、部门名称)员工信息表不满足第三范式，员工信息表不满足第三范式，因为部
13、门信息表已列出了部门信息，在员工表列出部因为部门信息表已列出了部门信息，在员工表列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。会有大量的数据冗余。第三范式规范化实例学号姓名 年龄 所在学院学院地点学院电话23031 张三 23软件学院思明校区838882623032 李四 24外语学院集美校区8388823学生信息表（不符合第三范式）分析分析上
14、表存在如下关系学生信息表（学号，姓名，年龄，所在学院，学院地点，学院电话）此关系符合第二范式，但不符合第三范式原因：学号学院（学院地点、学院电话）存在非关键字段学院地点，学院电话对关键字段学号的传递函数依赖。模式分解为了避免上述情况的发生，我们可以把学生表分解成如下两个表学生（学号，姓名，年龄，所在学院）学院（学院，地点，电话）关系规范化关系规范化各范式之间的关系各范式之间的关系 本堂小结1.范式的类型1NF、2NF、3NF2.各范式间的关系:1NF中的每个属性值是不可再分的，它是关系模式的最低要求。消除1NF中的部分函数依赖，可转换为2NF。消除2NF中的传递函数依赖，可转换为3NF。课余作业布置课外练习教材P38页 第三简答题第4小题
4第二章 关系数据库的基本理论-关系规范化
