关系数据库设计问题与函数依赖详解

在"数据库系统工程师－关系理论及数据库设计"的学习资料中，主要探讨了关系数据库设计中的关键问题与理论概念。首先，章节5.1针对关系数据库设计中存在的问题进行了深入剖析。这些问题包括： 1. 插入异常：当试图插入不存在的等级或值时，如8级工资，由于缺乏预定义的对应关系，数据无法顺利插入。这要求在设计时考虑到所有可能的数据组合，以防止这种异常。 2. 删除异常：当某个特定记录被删除时，可能会导致与其相关的其他数据丢失，如赵明的4级工资信息。这强调了数据完整性的重要性，需要确保数据的一致性和冗余控制。 3. 数据冗余：在大量职工信息中，工资级别数据可能存在重复，导致存储效率低下，需要通过合适的数据结构来减少冗余。 4. 更新异常：对某一等级的工资进行调整时，必须遍历所有相关记录进行修改，这增加了维护复杂性，效率低下。解决这一问题的方法之一是通过分解数据，将相关信息独立存储。 在5.2节中，引入了函数依赖的概念，它是关系数据库理论的基础。函数依赖定义为，如果关系模式R中的属性集合X能够唯一确定属性集合Y，那么X函数决定Y，记为X->Y。例如，S#在关系模式S中决定SN和G，但要注意的是，函数依赖的判断需基于关系模式的所有可能实例，而非单个关系。 非平凡函数依赖是指当X并不直接决定Y，但通过其他属性的组合可以得出Y，即存在间接的函数依赖。这意味着在设计数据库时，必须仔细考虑属性之间的逻辑联系，以避免潜在的数据依赖问题。 此外，该部分还提到了关系模式中的数据冗余，如在学生关系模式S中，S#、C#和G可能存在冗余，因为同一个学生在同一学院的不同课程下的成绩信息被分别存储。解决冗余的关键在于合理的设计，比如使用外键或者视图来维护数据一致性。 综上，本章节的核心知识点涵盖了关系数据库设计中问题识别、函数依赖的理解及其在实际应用中的作用，以及如何通过分解和优化减少冗余，提高数据管理的效率和有效性。理解并掌握这些概念对于数据库系统工程师在实际项目中设计和优化数据库至关重要。