数据库理论与实践：函数依赖与关系模式分析

"计算机相关思考与练习题" 计算机科学的基础之一是关系数据库理论，这涉及到数据库的设计、管理和维护。本练习题旨在检验对这一领域的理解，包括数据规范化、关系的运算以及关系完整性的概念。 1. 第一式（1NF）： 第一式（1NF，First Normal Form）是指数据库表中的每一列都是不可再分的基本数据项，也就是说，每个属性都是原子的，不存在多值属性。题目中提到的"每个属性都是不可再分的"，意味着关系符合第一式。 2. 关系的运算： - 交（Intersection）：两个关系中都存在的记录组成的集合。 - 并（Union）：两个关系中所有记录组成的集合。 - 差（Difference）：在第一个关系中出现，但在第二个关系中不出现的记录组成的集合。 - 笛卡尔积（Cartesian Product）：两个关系中所有记录的逐行组合。 3. 函数依赖与主键： 函数依赖描述了一对或多对一的属性关系，如在问题2中，"职工号→职工名"表示职工号唯一决定职工名。主键是能唯一标识记录的一组属性，如"（职工号，项目号）"是关系模式R的主键，因为它联合起来可以唯一确定一条记录。 4. 第二式（2NF）： 第二式（2NF，Second Normal Form）是在第一式的基础上，消除了部分函数依赖。题目中提到的关系模式未达到第二式，因为可能存在数据冗余，比如职工号和项目号的组合决定工资，但职工号单独不能决定工资，所以存在部分函数依赖。 5. 第三式（3NF）： 第三式（3NF，Third Normal Form）要求消除非主属性对候选键的传递依赖。为了解决上述问题，关系模式被分解为三个关系，消除了传递依赖，达到3NF： - 职工关系：只包含（职工号，职工名） - 项目关系：只包含（项目号，项目名） - 职工选择项目关系：包含（职工号，项目号，工资） 6. 关系完整性： - 实体完整性：确保每个表的主键字段值都是唯一的，不允许为空。 - 参照完整性：关联表之间的引用必须有效，即外键的值要么是另一个表的主键值，要么为空。 - 用户定义的完整性：根据应用需求设置的特定约束，如检查约束、唯一性约束等。 7. SQLServer中关系完整性的实现： SQLServer通过以下几种约束来确保数据完整性： - Primary Key约束：定义主键，确保实体完整性。 - ForeignKey约束：定义外键，保证参照完整性。 - Default约束：为字段提供默认值。 - Unique约束：确保字段值的唯一性。 保证关系完整性对于防止数据不一致、减少冗余和提高数据库性能至关重要。在实际应用中，正确设计和实施这些完整性规则是数据库管理的基础。