关系数据理论：规范化、函数依赖与模式分解

第6章关系数据理论深入探讨了关系数据库的核心概念和规范化过程。本章主要聚焦在第4章，这一章节详细阐述了规范化问题的提出及其在数据库设计中的重要性，特别是解决数据冗余、异常和一致性问题的关键。内容包括： 1. **规范化问题的提出**：规范化理论旨在解决数据库设计中的数据依赖和多值依赖问题，以及确保数据库模式的高效性和一致性。研究动机在于减少数据冗余，避免插入、删除和更新异常，这通常通过遵循第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）和BC范式来实现。 2. **函数依赖**：函数依赖是关系模式中属性间的基本逻辑依赖，它描述了一个或一组属性如何完全确定另一组属性的值。例如，在SCD关系模式中，SNo决定SN、Age和Dept，表示这些属性的值由SNo唯一确定。 3. **关系模式的范式**：理解不同范式之间的定义至关重要，如满足1NF意味着每个属性包含原子值，2NF要求非主属性完全依赖于候选键，3NF进一步消除部分依赖，BC范式则考虑了更复杂的情况。选择合适的候选键和最小依赖集是设计过程中必不可少的部分。 4. **关系模式的规范化方法和分解**：规范化涉及到分解原始模式以达到更高范式，减少数据冗余。例如，将SCD模式分解为S（学生信息）、SC（课程成绩）和D（部门信息）三个独立的关系，使得每个模式只包含其属性决定的最小数据。 5. **异常情况**：通过规范化，可以消除数据冗余导致的插入、删除和更新异常。一个理想的关系模式应满足的四个条件是：无数据冗余、无插入异常、无删除异常和无更新异常。 6. **关系模式分解示例**：以SCD模式为例，通过分解，每个表只存储特定信息，如S表只存储学生的个人信息，SC表记录学生选课和成绩，D表保存部门信息，从而确保了数据的一致性和完整性。 第6章第4节的内容深入剖析了关系数据理论的核心概念和实践应用，对于理解数据库设计原则和优化数据库结构具有重要的指导意义。通过学习和掌握这些知识，能够有效地提高数据库设计的质量和性能。