此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除 操作,以保证数据库的正确性。
第6章 关系数据库理论
1 .理解并给出下列术语的定义:
函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码(All 一key )、1 NF 、ZNF 、3NF 、BcNF 、多值依赖、4NF 。
定义1:设R(U)是属性集U上的关系模式。X,Y是属性集U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r,r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等,而在Y上的属性值不等,则称X函数确定Y或Y函数依赖于X,记作X?Y。(即只要X上的属性值相等,Y上的值一定相等。) 术语和记号:
X?Y,但Y不是X的子集,则称X?Y是非平凡的函数依赖。若不特别声明,总是讨论非平凡的函数依赖。
X?Y,但Y是X的子集,则称X?Y是平凡的函数依赖。 若X?Y,则X叫做决定因素(Determinant)。 若X?Y,Y?X,则记作X??Y。 若Y不函数依赖于X,则记作X ? Y。
定义2:在R(U)中,如果 X?Y,并且对于X的任何一个真子集X’,都有X’ ? Y,则称Y
对X完全函数依赖
若X?Y,但Y不完全函数依赖于X,则称Y对X部分函数依赖 定义3:若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项,则关系模式R属于第一范式(1NF)。 定义4:若关系模式R∈1NF,且每一个非主属性完全函数依赖于码,则关系模式R∈2NF 。(即1NF消除了非主属性对码的部分函数依赖则成为2NF)。
定义5:关系模式R 中若不存在这样的码X、属性组Y及非主属性Z(Z不是Y的子集)使得X?Y,Y ? X,Y ? Z成立,则称R∈3NF。
定义6:关系模式R∈1NF 。若X?Y且Y不是X的子集时,X必含有码,则R∈BCNF。
定义7:关系模式R∈1NF,如果对于R的每个非平凡多值依赖X??Y(Y不是X的子集,Z=U-X-Y不为空),X都含有码,则称R∈4NF。
2.建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库。 学生:学号、姓名、出生年月、系名、班号、宿舍区。 班级:班号、专业名、系名、人数、入校年份。 系:系名、系号、系办公地点、人数。
学会:学会名、成立年份、办公地点、人数。
语义如下:一个系有若干专业,每个专业每年只招一个班,每个班有若干学生。一个系的学生住在同一宿舍区。每个学生可参加若干学会,每个学会有若干学生。学生参加某学会有一个入会年份。
请给出关系模式,写出每个关系模式的极小函数依赖集,指出是否存在传递函数依赖,对于函数依赖左部是多属性的情况讨论函数依赖是完全函数依赖,还是部分函数依赖。指出各关系模式的候选码、外部码,有没有全码存在?
只供学习与交流
此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除
解:(1)关系模式如下:
学生:S(Sno,Sname,Sbirth,Dept,Class,Rno) 班级:C(Class,Pname,Dept,Cnum,Cyear) 系:D(Dept,Dno,Office,Dnum) 只供学习与交流
此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除
学会:M(Mname,Myear,Maddr,Mnum) (2)每个关系模式的最小函数依赖集如下:
A、学生S (Sno,Sname,Sbirth,Dept,Class,Rno) 的最小函数依赖集如下:Sno?Sname,Sno?Sbirth,Sno?Class,Class?Dept,DEPT?Rno 传递依赖如下:
由于Sno?Dept,而Dept?Sno ,Dept?Rno(宿舍区)
所以Sno与Rno之间存在着传递函数依赖。
由于Class?Dept,Dept ? Class,Dept?Rno
所以Class与Rno之间存在着传递函数依赖。 由于Sno?Class,Class?Sno,Class?Dept
所以Sno与Dept之间存在着传递函数依赖。
B、班级C(Class,Pname,Dept,Cnum,Cyear)的最小函数依赖集如下: Class?Pname,Class?Cnum,Class?Cyear,Pname?Dept. 由于Class?Pname,Pname?Class,Pname?Dept 所以C1ass与Dept之间存在着传递函数依赖。
C、系D(Dept,Dno,Office,Dnum)的最小函数依赖集如下: Dept?Dno,Dno?Dept,Dno?Office,Dno?Dnum
根据上述函数依赖可知,Dept与Office,Dept与Dnum之间不存在传递依赖。 D、学会M(Mname,Myear,Maddr,Mnum)的最小函数依赖集如下: Mname?Myear,Mname?Maddr,Mname?Mnum 该模式不存在传递依赖。
(3)各关系模式的候选码、外部码,全码如下:
A、学生S候选码:Sno;外部码:Dept、Class;无全码 B、班级C候选码:Class;外部码:Dept;无全码 C、系D候选码:Dept或Dno;无外部码;无全码 D、学会M候选码:Mname;无外部码;无全码
7.下面的结论哪些是正确的? 哪些是错误的? 对于错误的请给一个反例说明之。 (1)任何一个二目关系是属于3NF。
答:正确。因为关系模式中只有两个属性,所以无传递。 (2)任何一个二目关系是属于BCNF.
答:正确。按BCNF的定义,若X?Y,且Y不是X的子集时,每个决定因素都包含码,对于二目关系决定因素必然包含码。详细证明如下:(任何二元关系模式必定是BCNF)。
证明:设R为一个二目关系R(A1,A2),则属性A1和A2之间可能存在以下几种依赖关系: A、A1?A2,但A2?A1,则关系R的码为A1,决定因素都包含码,所以,R是BCNF。 B、A1?A2,A2?A1,则关系R的码为A2,所以决定因素都包含码,R是BCNF。 包含码。R是BCNF。C、R的码为(A1,A2)(即A1 ?A2,A2 ?A1),决定因素都
第七章 数据库设计
1.试述数据库设计过程。 只供学习与交流
此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除
答:这里只概要列出数据库设计过程的六个阶段: ( l )需求分析; ( 2 )概念结构设计; ( 3 )逻辑结构设计; ( 4 )数据库物理设计; ( 5 )数据库实施; ( 6 )数据库运行和维护。这是一个完整的实际数据库及其应用系统的设计过程。不仅包括设计数据库本身,还包括数据库的实施、运行和维护。设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复。
2 .试述数据库设计过程各个阶段上的设计描述。 答:各阶段的设计要点如下: ( l )需求分析:准确了解与分析用户需求(包括数据与处理)。 ( 2 )概念结构设计:通过对用户需求进行综合、归纳与抽象,形成一个独立于具体 DBMS 的概念模型。 ( 3 )逻辑结构设计:将概念结构转换为某个 DBMS 所支持的数据模型,并对其进行优化。 ( 4 )数据库物理设计:为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。 ( 5 )数据库实施:设计人员运用 DBMS 提供的数据语言、工具及宿主语言,根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库,编制与调试应用程序,组织数据入库,并进行试运行。 ( 6 )数据库运行和维护:在数据库系统运行过程中对其进行评价、调整与修改。
3 .试述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。
答:数据库结构设计的不同阶段形成数据库的各级模式,即: ( l )在概念设计阶段形成独立于机器特点,独立于各个 DBMS 产品的概念模式,在本篇中就是 E 一 R 图; ( 2 )在逻辑设计阶段将 E 一 R 图转换成具体的数据库产品支持的数据模型,如关系模型,形成数据库逻辑模式,然后在基本表的基础上再建立必要的视图 ( Vi 娜),形成数据的外模式; ( 3 )在物理设计阶段,根据 DBMS 特点和处理的需要,进行物理存储安排,建立索引,形成数据库内模式。
5 .什么是数据库的概念结构?试述其特点和设计策略。
答:概念结构是信息世界的结构,即概念模型,其主要特点是: ( l )能真实、充分地反映现实世界,包括事物和事物之间的联系,能满足用户对数据的处理要求,是对现实世界的一个真实模型; ( 2 )易于理解,从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见,用户的积极参与是数据库设计成功的关键; ( 3 )易于更改,当应用环境和应用要求改变时,容易对概念模型修改和扩充; ( 4 )易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。概念结构的设计策略通常有四种: l )自顶向下,即首先定义全局概念结构的框架,然后逐步细化; 2 )自底向上,即首先定义各局部应用的概念结构,然后将它们集成起来,得到全局概念结构; 3 )逐步扩张,首先定义最重要的核心概念结构,然后向外扩充,以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构,直至总体概念结构; 4 )混合策略,即将自顶向下和自底向上相结合,用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架,以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。
7.学校中有若干系,每个系有若干班级和教研室,每个教研室有若干教员,其中有的教授和副教授每人各带若干研究生;每个班有若干学生,每个学生选修若干课程,每门课可由若干学生选修。请用 E 一 R 图画出此学校的概念模型。 答:
只供学习与交流