4.4.1 数据库规范化设计-1在线视频

大家好！

我是主讲教师陆鑫

下面我们开始学习数据库课程

第4.4小节 数据库规范化设计——函数依赖

本节学习目标如下

1）理解数据库规范化设计的意义

2）理解非规范关系在数据操作中出现的问题

3）理解函数依赖与关系属性

下面开始学习数据库规范化设计

一、为什么需要规范化数据库设计

减少数据库中的冗余数据

尽量使同一数据在数据库中仅保存一份

有效降低维护数据一致性的工作量

设计合理的表间依赖关系和约束关系

便于实现数据完整性和一致性

设计合理的数据库结构

便于系统对数据高效访问处理

二、非规范化关系表的数据操作问题

例如 “雇员”关系表的

模式语句及其数据如下所示

1.“雇员”关系表数据插入操作

例1 新入职的雇员“李青”分配到“产品部”

对雇员关系表执行如下插入数据SQL语句

在该数据插入SQL语句执行后

雇员表数据如下所示

在该表中, 我们可以发现一个问题

产品部的地点信息出现不一致

2.“雇员”关系表数据删除操作

例2 在表4-4所示的雇员关系表中

删除雇员编号为“E0005”的雇员数据

当雇员关系表删除雇员编号为“E0005”的雇员数据后

其数据见下表所示

从该表中发现一个问题

在该表中

“质检部”信息就再也没有了

3.“雇员”关系表数据修改操作

例3 在表4-4所示的雇员关系表中

修改“萧静”雇员所在财务部的地址为“A幢201”

当该雇员所在财务部的地址为“A幢201”后

其雇员关系表见下图所示

问题: 在该关系表中

“财务部”地址数据出现不一致

4.“雇员”关系表数据访问操作存在的异常

插入数据异常

删除数据异常

修改数据异常

5.“雇员”关系表数据访问操作异常的原因

同一关系中存在多个主题信息

如“雇员信息”、“部门信息”

第二关系表中存储冗余数据

如多个雇员数据记录中有相同部门信息

结论: 不规范的关系表可能存在数据冗余

引出数据访问操作异常现象

难以使数据库保持数据的一致性

三、函数依赖理论

1.函数依赖的数学定义

定义 设有一关系模式R（U）

U 为关系R的属性集合

X和Y为属性U的子集

设t、s是关系R中的任意两个元组

如果t[X] = s[X] 则t[Y] = s[Y]

那么称Y函数依赖于X

表示为X决定Y

函数依赖的左部称为决定因子

右部称为依赖函数

决定因子和依赖函数都是属性的集合

说明：函数依赖反映属性或属性组之间相互依赖

互相制约的关系

即关系表中属性之间的依赖关系

2.函数依赖类型

完全函数依赖

部分函数依赖

属性传递依赖

多值函数依赖

定义1：设X、Y是某关系的不同属性集

如X决定Y

且不存在X’作为X的子集

使X’决定Y，则Y称完全函数依赖

否则称Y为部分函数依赖

例1 对于关系R

属性包含X、Y、N、O、P

其中X、Y为复合主键

若其它属性N、O、P都完整依赖于该复合主键

则称关系R为完全函数依赖

反之， 其它属性N、O、P仅依赖于X

或仅依赖于Y

则称R为部分函数依赖

定义2：设X、Y Z是某关系的不同属性集

如果有X决定Y

Y不决定X

Y决定Z

若X决定Z

称Z对X存在函数传递依赖

例2 对于关系R

元素X、N、O、P

其中X为主键

若属性N依赖于X

而X不依赖于N

属性O依赖于N

则属性O函数传递依赖于X

定义3：设U是关系模式R的属性集

X和Y是U的子集

Z=U-X-Y

xyz表示属性集XYZ的值

对于关系模式R的关系r

在r中存在元组（x,y1,z1）和（x,y2,z2）时

也存在元组（x,y1,z2）和（x,y2,z1）

那么在模式R中存在多值函数依赖

例3 对于教学关系R

元素包括课程、教师、课程编号

一门课程可以有多个任课教师

也可以有多本参考书

每个任课教师可以任意选择他的参考书

该关系存在多值函数依赖

好了，本节学习结束！