"七讲数据库设计基础.ppt"
数据库设计基础是构建高效、稳定、可靠数据库系统的关键步骤。在第七讲中,主要探讨了关系模式、数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常等问题,以及如何通过规范化理论来解决这些问题。
关系模式是描述数据库中关系的结构,它包括关系名、属性集合、域集合、属性源域和属性间的数据依赖关系集合。例如,在一个简单的“选课”关系中,关系名可能是"Enrollment",属性集合可能包含"StudentID"、"CourseName"和"Grade",域集合则对应这些属性的取值范围,如整数或字符串。
数据冗余是数据库设计中的常见问题,可能导致更新异常、插入异常和删除异常。更新异常是指当同一数据在数据库中多处出现时,更新一处而忘记另一处可能导致数据不一致。例如,如果学生信息和课程信息分别存储在两个表中,那么更改学生所在系的信息时,需确保所有相关记录都得到更新。插入异常则出现在约束条件下,如学生未选课却要求填写课程名,导致无法插入记录。删除异常则可能因删除一条记录而意外删除其他相关数据,如删除所有8级学生时,可能会连同管理系及其负责人信息一起被误删。
为了解决这些问题,我们需要理解并应用规范化理论。非平凡函数依赖是函数依赖的核心,它表示一个属性集合Y的值能唯一确定另一个属性集合X的值。比如在"Enrollment"关系模式中,"StudentID"和"Cno"可以共同决定"Grade",即(X → Y),其中X = {"StudentID", "Cno"},Y = {"Grade"}。如果Y仅依赖于X的全部而非其真子集,称为完全函数依赖;否则,Y部分函数依赖于X。在SC关系模式中,"StudentID"和"Cno"共同决定了"Grade",但"Grade"并不单独依赖于"StudentID"或"Cno",因此是完全函数依赖。
规范化是减少冗余和异常的过程,通常包括第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)和更高级的BCNF(巴斯-科德范式)等。通过逐步分解关系模式,我们可以消除部分函数依赖,从而达到更高的规范化程度,提高数据的一致性和完整性。
数据库设计基础涉及关系模式的定义、数据冗余问题的理解以及如何利用规范化理论来优化数据库结构,避免异常,确保数据的准确性和一致性。通过深入学习这些概念,开发者能够构建出更加高效、稳定的数据库系统。