关系数据库设计理论与实践：异常问题与规范化

"关系数据库设计实例，包括学号、课程号、成绩、教师和系名的数据，以及教学目的、重点难点、教学方法和课时安排，涉及Armstrong公理、函数依赖、数据库设计理论和范式理论等内容。" 在关系数据库设计中，一个具体实例是通过学号、课程号、成绩、教师和系名的数据来展示的。这个实例展示了学生选课系统中可能存在的数据结构，如SCG、C_T和T_D表格，它们分别代表学生选课、课程与教师以及教师与系的关联。 教学目的主要涵盖了解决关系模式中的异常问题、理解函数依赖、掌握Armstrong公理、学习闭包计算和依赖集求解、理解不同范式（1NF, 2NF, 3NF和BCNF）的概念以及模式分解的等价标准。这些知识是数据库设计的基础，确保数据库的高效性和一致性。 Armstrong公理系统是推理规则的集合，用于证明函数依赖的性质。它包括自反性、增广性、传递性等，是数据库理论中的重要工具，用于分析和推导函数依赖。 函数依赖是描述属性之间关系的概念，例如在上述实例中，可能有函数依赖如"Sno -> Sname"（学号决定姓名），"Cno -> Teacher"（课程号决定教师）。通过计算函数依赖的闭包，我们可以确定哪些属性可以由其他属性唯一确定，这有助于减少数据冗余。 最小依赖集是指在保持数据库语义不变的前提下，无法再进一步分解的函数依赖集。候选码是能唯一标识表中记录的最小属性组合，如上述实例中的"学号+课程号"。寻找候选码和最小依赖集有助于创建无冗余的数据库模式，提高数据完整性。 1NF（第一范式）、2NF（第二范式）、3NF（第三范式）和BCNF（巴斯-科德范式）是衡量关系数据库规范化程度的标准。1NF要求每个字段不可分割；2NF消除部分函数依赖；3NF消除传递函数依赖；BCNF则要求任何非平凡的函数依赖的左部包含候选码。通过模式分解，我们可以将关系模式转化为满足这些范式的子模式，以解决更新异常、插入异常和删除异常等问题。 教学过程中，会通过多媒体教学的方式，用10节理论课和2节习题课的时间来深入讲解这些概念和实践方法。例如，针对"学生表D"，会讨论如何将其分解为更合理的关系模式，以避免数据冗余和更新异常，从而实现数据库的优化设计。