数据库系统概念总结：第八章 关系数据库设计

周末无事水文章，期末备考的总结资料

第八章 关系数据库设计

8.1 好的关系设计的特点

• 数据库逻辑设计主要解决的问题：
  –关系数据库应该组织成几个关系模式
  –关系模式中有包括哪些属性
• 从不良的设计模式到良好的设计模式的过程
  
• 不良的设计模式（各种异常）
  A）数据冗余：看图不解释
  B）插入异常：如果某个新学院没有招生，尚无学生时，则学院名和院长的信息无法插入到数据库中
  C）删除异常：如果某个学生因为中途休学，而停选了所有课程，则他的所有信息都会被删除
  D）更新异常：如果学生改名，则该学生的所有记录都要逐一修改SN
  

8.2 原子域和第一范式

• 一个域是原子的（atomic），如果该域的元素被认为是不可分的单元。我们称一个关系模式R属于第一范式（First Normal Form，1NF）【关系中每一分量不可再分。即不能以集合、序列等作为属性值】

8.3 使用函数依赖进行分解

8.3.1 码和函数依赖（Functional Dependency）

• 关系模式中的各属性之间相互依赖、相互制约的联系称为数据依赖
• 数据依赖一般分为函数依赖、多值依赖和连接依赖。其中,函数依赖是最重要的数据依赖
• 平凡/非平凡的函数依赖
  
• 完全函数依赖
  
• 传递函数依赖
  

8.4 函数依赖理论

8.4.1 函数依赖集的闭包

• 令F为一个函数依赖集。F的闭包是被F逻辑蕴含的所有函数依赖的集合，记作F+
• Armstrong公理系统
  –三条规则
  
  –简化后的规则
  
  –名词英文解释：自反律（reflexivity rule）、增补律（augmentation rule）、传递律（transitivity rule）、合并律（union rule）、分解律（decomposition）、伪传递律（pseudotransitivity rule）

8.4.2 属性集的闭包

8.4.3 正则覆盖

• 无关属性（extraneous attribute）
  
• 正则覆盖（canonical cover）
  –函数依赖集的等价性：函数依赖集F，G，若F+ = G+，则称F与G等价
  –F的正则覆盖Fc是与F等价的“最小”的依赖集，Fc满足以下性质：
  

8.4.4 无损分解

• 定义
  
  –具有无损连接性的分解保证不丢失信息；无损连接性不一定能解决插入异常、删除异常、修改复杂、数据冗余等问题
  ·定理
  

8.4.5 保持依赖

• 定义
  
• 例子
  

8.5 分解算法

• 主属性：候选码中的属性
• 非主属性：不包含在任何一个候选码中的属性
• 范式
  –定义：范式是对关系的不同数据依赖程度的要求
  –类型
  *1NF：关系中每一分量不可再分。即不能以集合、序列等作为属性值
  *2NF：每个非主属性完全依赖于R的每一个候选关键字（消除非主属性对码的部分依赖）
  *3NF：如果R的任何一个非主属性都不传递依赖于它的任何一个侯选关键字，则称R是第三范式，简记为3NF（消除非主属性对码的传递依赖）
  *BCNF：BC范式要求所有非平凡函数依赖都形如X→Y，其中X是一个超码
• 关系
  
• 算法
  –分解为BCNF（可能会丢失函数依赖）
  
  –分解为3NF（无损）