关系数据库设计理论：函数依赖与规范化

本章小结涵盖了数据库设计理论的核心概念，特别是函数依赖、关系模式的规范化和模式分解。这是构建高效、稳定的关系数据库系统的关键。 在数据库设计中，函数依赖（Function Dependency, FD）是理解数据之间关系的基础。它描述了一个属性集如何决定另一个属性。例如，一个学生的学号（S#）唯一确定他的姓名（Sname）和所在院系（Sdept）。函数依赖是通过Armstrong公理系统进行推理和验证的，这包括自反性、传递性、增广性和合并性等规则，用于推导依赖关系的闭包。 关系模式的规范化（Normalization）是确保数据结构合理化和减少冗余的过程。本章提到了第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）以及巴斯-科德范式（BCNF）。1NF要求每个字段都是不可分的基本数据单元；2NF是在1NF基础上消除部分函数依赖；3NF进一步消除非主属性对候选键的传递依赖；BCNF则要求每个非平凡的函数依赖的左部包含候选键，以最大程度地减少数据不一致的可能性。 多值依赖（Multivalued Dependency, MVD）和第四范式（4NF）是更高级别的规范化理论，处理一个属性集对另一个属性集的多对多依赖情况，有助于消除多余的数据关联。 模式分解（Schema Decomposition）是将大型关系模式分解为较小、更独立的部分，同时保持特定性质，如无损连接性和保持函数依赖性。无损连接性确保分解后重新组装的关系能恢复原数据，而保持函数依赖性则保证分解不会破坏原有的数据依赖关系。本章中提到了几种模式分解的算法，这些算法对于优化数据库结构和提升查询性能至关重要。 关系模式的形式化表示为R(U,D,dom,F)，其中U是属性名集合，D是属性域，dom是属性到域的映射，F是属性间的数据依赖关系集合。在讨论规范化理论时，通常忽略D和dom，简化为R<U,F>。 本章内容深入浅出地阐述了数据库设计的重要理论，为设计高效、可靠的关系数据库提供了理论支持和实践指导。理解和掌握这些知识点对于数据库开发者和管理员来说至关重要，能够帮助他们在实际项目中创建出满足需求且性能优秀的数据库系统。