數(shù)據(jù)庫(kù)原理第四章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的模式設(shè)計(jì)
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第四章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的模式設(shè)計(jì)
45. 什么是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)：
關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是以關(guān)系模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，它利用關(guān)系來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界。一個(gè)關(guān)系既可以用來(lái)描述一個(gè)實(shí)體及其屬性，也可以用來(lái)描述實(shí)體間的聯(lián)系。關(guān)系實(shí)質(zhì)上是一張二維表。
46. 一個(gè)關(guān)系模型有哪兩個(gè)方面內(nèi)容：
一個(gè)關(guān)系模型包括外延和內(nèi)涵兩個(gè)方面的內(nèi)容。轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com
外延就是通常所說(shuō)的關(guān)系，或?qū)嵗?，或?dāng)前值。它與時(shí)間有關(guān)，隨著時(shí)間的推移在不斷變化。(由于元組的插入、刪除、修改引起的)
內(nèi)涵是與時(shí)間獨(dú)立的，包括關(guān)系、屬性、及域的一些定義和說(shuō)明，還有各種數(shù)據(jù)完整性約束。
47. 數(shù)據(jù)完整性約束分為哪兩類(lèi)：
數(shù)據(jù)完整性約束分為靜態(tài)約束和動(dòng)態(tài)約束。
靜態(tài)約束：包括各種數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系(數(shù)據(jù)依賴(lài))，主鍵的設(shè)計(jì)和關(guān)系值的各種限制等等。這一類(lèi)約束是如何定義關(guān)系的有效數(shù)據(jù)問(wèn)題。
動(dòng)態(tài)約束：主要定義如插入、刪除、和修改等各種操作的影響。
48. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論主要包括哪些內(nèi)容：
關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)依賴(lài)、范式、模式設(shè)計(jì)方法。其中數(shù)據(jù)依賴(lài)起著核心的作用。
49. 數(shù)據(jù)庫(kù)使用過(guò)程中存在的問(wèn)題是什么：
數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常、刪除異常。
50. 函數(shù)依賴(lài)(FD)的定義：
設(shè)有關(guān)系模式R(A1，A2，……，An)(即R(U))，X，Y是U的子集，r是R的任一具體關(guān)系，如果對(duì)r的任意兩個(gè)元組t1，t2，由t1[X]=t2[X]導(dǎo)致t1[Y]=t2[Y]，則稱(chēng)X函數(shù)決定Y，或Y函數(shù)依賴(lài)于X，記為X→Y，X→Y為模式R的一個(gè)函數(shù)依賴(lài)。
或者說(shuō)，對(duì)于X的每一個(gè)具體值，都有Y惟一的具體值與之對(duì)應(yīng)，即Y值由X值決定，因而
這種數(shù)據(jù)依賴(lài)稱(chēng)為函數(shù)依賴(lài)。
51. 函數(shù)依賴(lài)的邏輯蘊(yùn)涵、FD的閉包F+：轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com
設(shè)F是關(guān)系模式R的一個(gè)函數(shù)依賴(lài)集，X，Y是R的屬性子集，如果從F中的函數(shù)依賴(lài)能夠推出X—>Y，則稱(chēng)F邏輯蘊(yùn)涵X—>Y，記為F X→Y。
被F邏輯蘊(yùn)涵的函數(shù)依賴(lài)的全體構(gòu)成的集合，稱(chēng)為F的閉包，記為F+。F+={X→Y|F X→Y}
52. 候選鍵、主屬性、非主屬性：
設(shè)有關(guān)系模式R(A1，A2，……，An)，F(xiàn)是R的一個(gè)函數(shù)依賴(lài)集，X是{A1，A2，……，An}的一個(gè)子集。如果
① X→A1A2……An∈F+，且
?、?不存在X真子集Y，使得Y→A1A2……An成立，則稱(chēng)X是R的候選鍵。
包含在任何一個(gè)候選鍵中的屬性稱(chēng)為主屬性，不包含在任何一個(gè)候選鍵中的屬性稱(chēng)為非主屬性。
53. 函數(shù)依賴(lài)的推理規(guī)則：
設(shè)有關(guān)系模式R(A1，A2，……，An)和屬性集U= A1，A2，……，An，X，Y，Z，W是U的一個(gè)子集，F(xiàn)是R的一個(gè)函數(shù)依賴(lài)集，推理規(guī)則如下：
(1) 自反律：如果Y X U，則X→Y在R上成立。
(2) 增廣律：如果X→Y為F所蘊(yùn)涵，Z U，則XZ→YZ在R上成立。
(3) 傳遞律：如果X→Y和Y→Z在R上成立，則X→Z在R上成立。
FD的其他三個(gè)推理規(guī)則：
(4) 合并律：如果X→Y成立，那么X→YZ成立。
(5) 偽傳遞律：如果X→Y和WY→Z成立，那么WX→Z成立。
(6) 分解律：如果X→Y和Z Y成立，那么X→Z成立。
54. 什么是平凡的FD?平凡的FD可根據(jù)哪一條推理規(guī)則推出?
如果X→Y，并且Y X，則稱(chēng)X→Y是平凡的FD。根據(jù)推理規(guī)則的自反律可推出。
55. 關(guān)系模式的分解有幾個(gè)不同的衡量標(biāo)準(zhǔn)：
分解具有無(wú)損聯(lián)接;
分解要保持函數(shù)依賴(lài);
分解既要保持依賴(lài)，又要具有無(wú)損聯(lián)接。
56. 什么是無(wú)損連接：
設(shè)有關(guān)系模式R，分解成關(guān)系模式ρ={R1，R2，……Rk｝，F(xiàn)是R的一個(gè)函數(shù)依賴(lài)集。如果對(duì)R中滿足F的每一個(gè)關(guān)系r都有：r=πR1(r)|×|πR2(r)|×|……πRK(r)，則稱(chēng)這個(gè)分解ρ是無(wú)損聯(lián)結(jié)分解。
57. 試敘保持函數(shù)依賴(lài)的定義：
設(shè)F是屬性集U上的一個(gè)函數(shù)依賴(lài)集，Z是U上的一個(gè)子集，F(xiàn)在Z上的一個(gè)投影定義為：πZ(F)={X→Y|X→Y∈F+且XY Z}
設(shè)關(guān)系模式R的一個(gè)分解為ρ={R1，R2，……Rk｝，F(xiàn)是R的一個(gè)函數(shù)依賴(lài)集，如果
則稱(chēng)為分解ρ保持函數(shù)依賴(lài)。
58. 第一范式(1NF)：
如果關(guān)系模式R的所有屬性的值域中每一個(gè)值都是不可再分解的值，則稱(chēng)R是屬于第一范式模式。
59. 第二范式(2NF)：
如果關(guān)系模式R為第一范式，并且R中每一個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴(lài)于R的候選鍵，則稱(chēng)R是第二范式模式。
60. 第三范式(3NF)：
如果關(guān)系模式R是第一范式，且每個(gè)非主屬性都不傳遞依賴(lài)于R的候選鍵，則稱(chēng)R是第三范式的模式。
61. BCNF：
如果關(guān)系模式R是第一范式，且每個(gè)屬性都不傳遞依賴(lài)于R的候選鍵，那么稱(chēng)R是BCNF的模式。從BCNF的定義可明顯地得出如下結(jié)論：
(1) 所有非主屬性對(duì)鍵是完全函數(shù)依賴(lài)。
(2) 所有主屬性對(duì)不包含它的鍵是完全函數(shù)依賴(lài)。
(3) 沒(méi)有屬性完全函數(shù)依賴(lài)于非鍵的任何屬性組。
如果模式R是BCNF，則它必定是第三范式，反之，則不一定。
62. 模式設(shè)計(jì)方法的原則：
關(guān)系模式R相對(duì)于函數(shù)依賴(lài)集F分解成數(shù)據(jù)庫(kù)模式ρ={R1，R2，……Rk｝，一般應(yīng)具有下面三個(gè)特性：
(1) ρ中每個(gè)關(guān)系模式Ri是3NF或BCNF
(2) 保持無(wú)損聯(lián)結(jié)
(3) 保持函數(shù)依賴(lài)集
(4) ρ中模式個(gè)數(shù)最少和屬性總數(shù)最少。
63. 一個(gè)好的模式設(shè)計(jì)方法應(yīng)符合哪三條原則：
表達(dá)性，分離性，最小冗余性。
表達(dá)性涉及到兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模式的等價(jià)性問(wèn)題，即數(shù)據(jù)等價(jià)和依賴(lài)等價(jià)，分別用無(wú)損聯(lián)接和保持函數(shù)依賴(lài)性來(lái)衡量。
分離性是指屬性間的“獨(dú)立聯(lián)系”應(yīng)該用不同的關(guān)系模式表達(dá)。
最小冗余性要求在分解后的數(shù)據(jù)庫(kù)能表達(dá)原來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有信息這個(gè)前提下實(shí)現(xiàn)。
關(guān)系模式設(shè)計(jì)方法基本上可以分為分解與合成兩大類(lèi)。
64. 多值依賴(lài)MVD：
設(shè)R(U)是屬性集U上的一個(gè)關(guān)系模式，X，Y是U的子集，若對(duì)R(U)的任一關(guān)系r，對(duì)于X的一個(gè)給定的值存在著Y的一組值與其對(duì)應(yīng)，同時(shí)Y的這組值又不以任何方式與U-X-Y中的屬性相關(guān)，那么稱(chēng)Y多值依賴(lài)于X，記為X→→Y。
65. 平凡多值依賴(lài)：
對(duì)于屬性集U上的一個(gè)多值依賴(lài)X→→Y，如果Y X或者XY=U，那么稱(chēng)X→→Y是一個(gè)平凡多值依賴(lài)。
66. 第四范式(4NF)：
設(shè)關(guān)系模式R，D是一個(gè)多值依賴(lài)集，如果D中存在一個(gè)非平凡多值依賴(lài)X→→Y，并且X必是R的超鍵，那么稱(chēng)R是4NF模式。
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