函数依赖与关系模式规范化分析

"根据上述语义可以确认下面函数依赖的集合-第10章 数据依赖和关系模式的规范化" 在数据库设计中，函数依赖是一种重要的概念，它描述了关系模式中属性之间的依赖关系。在本章节，我们关注的是数据依赖和关系模式的规范化，这是数据库设计的关键步骤，以确保数据的一致性和避免冗余。 函数依赖定义了在关系中，如果一个或一组属性（X）的值确定了另一个属性（Y）的唯一值，那么我们就说Y函数依赖于X，表示为X → Y。在给定的关系模式中，有如下函数依赖集合： F = { {S#, C#} → G, C# → TN, TN → D } 这里，S#代表学号，C#代表课程号，G代表成绩，TN代表任课教师姓名，D代表教师所在系名。这些函数依赖揭示了数据间的逻辑关系： 1. 一个学生的学号（S#）和他所选修的课程号（C#）共同决定了他的课程成绩（G）。 2. 一门课程的课程号（C#）单独可以确定这门课的任课教师姓名（TN）。 3. 教师的任课教师姓名（TN）可以确定教师所在的系名（D）。 图10-1显示了属性集{S#, C#}能够决定关系中的所有其他属性，而这个集合的任何子集都无法做到这一点。因此，{S#, C#}是关系的主键，因为它能唯一标识每一个元组。主键的选择对于高效查询至关重要，因为可以直接通过主键快速定位到所需的数据。 举例来说，如果计算机系需要通知教师准备给学生补考，我们可以利用这个关系模式进行查询，无需进行复杂的连接操作。SQL语句如下： SELECT S#, C#, TN FROM R WHERE D = 'CS' AND G = 'F'; 然而，这样的关系模式也存在一些问题。首先，数据冗余可能导致存储空间的浪费，例如，教师的名字和系名会随着学生记录的增加而重复存储。其次，这种冗余在执行添加、删除和修改操作时可能会引起更新异常： 1. 修改异常：当数据需要更新时，如更改课程的任课教师或者课程归属系，可能需要修改多条记录。如果只修改部分记录，就可能导致数据不一致。 2. 插入异常：如果教师没有教授任何课程，其名字和所属系名无法插入到关系中。同样，如果教师新开的课程暂时没有学生选修，相应的教师信息也无法被正确记录。 为了解决这些问题，关系数据库设计通常会进行规范化处理，将大表分解成多个小表，消除冗余和更新异常，提高数据的一致性和存储效率。在本例中，可能的规范化方法包括将关系模式进一步分解，比如创建一个关于课程的表，一个关于教师的表，以及一个关于学生选课的中间表，以降低冗余并优化数据操作。