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woke数据库系统原理复习重点 第一章数据库系统基本概念要求、目标:了解和掌握数据管理技术的发展阶段,数据描述 的术语,数据抽象的四个级别,数据库管理系统的功 能,数据库系统的组成。、数据管理技术的发展1.分为四个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库阶段。2.数据库阶段数据管理的特点:1)采用数据模型表示复杂的数据结构。2)有较高的数据独立性。3)数据库系统为用户提供了方便的用户接 口。4)提供四方面的数据控制功能:数据库的恢 复、数据库的并发控制、数据的完整性、数据 安全性。5)增加了系统的灵活性。3.数据库(DB):是长期存储在计算机内、有组 织的、统管理的相关数据的集合。4.数据库管理系统（DBMS:是位于用户与操 作系统之间的层数据管理软件,它为用户或应 用程序提供访问DB的方法,包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。5.数据库系统（DBS:是实现有组织地、动态 地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机 硬件、软件和数据资源组成的系统,即它是采用 数据库技术的计算机系统。二、数据描述1.分为三个阶段:概念设计、逻辑设计和物理设 计。2.概念设计中的术语:1 实体:客观存在,可以相互区别的事物称 为实体。2）实体集:性质相同的同类实体的集合。3 属性:实体有很多特性,每个特性称为 属性。4 实体标识符（关键码或键）:能惟标识实 体的属性或属性集。以上概念均有类型和值之分。3.逻辑设计中的术语:1 字段（数据项）:标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。2 记录:字段的有序集合。3 文件:同一类记录的集合。4 关键码:能惟标识文件中每个记录的字段或字段集。以上概念均有类型和值之分。4.概念设计和逻辑设计中术语的对应关系:概念设计实体 属性 一实体集 一实体标识符一逻辑设计记录字段（数据项）文件关键码5.实体之间联系的元数:与一个联系有关的实体集个数。常用二元联系。二元联系的类型有三种:对联系、对多联系、多对多联系。6.对联系:如果实体集E1中每个实体至多 和实体集E2中的个实体有联系,反之亦然,那么实体集E1和E2的联系称为“对联系”,记为“1:1”。7.对多联系:如果实体集E1中每个实体与实 体集E2中任意个（零个或多个）实体间有联系,而E2中每个实体至多和E!中一个实体有联系,那么称E1对E2的联系是“对多联系”,记为“1：N”。8.多对多联系:如果实体集E1中每个实体可以 与实体集E2中任意个（零个或多个）实体间有 联系,反之亦然,那么称E1和E2的联系是“多 对多联系”,记为“M：N”。三、数据抽象的级别1.数据模型:描述数据库的结构和定义,对现实 世界的数据进行抽象。2.从现实世界的信息到数据库存储的数据以及 用户使用的数据是个逐步抽象过程,根据数据 抽象的级别定义了四种模型:概念模型、逻辑模 型、外部模型和内部模型。3.概念模型:表达用户需求观点的数据全局逻辑 结构的模型。4.逻辑模型：表达计算机实现观点的DB全局逻辑结构的模型。5.外部模型:表达用户使用观点的DB局部逻辑 结构的模型。6.内部模型:表达DB物理结构的模型。7.数据抽象的过程、即数据库设计的过程具体步 骤:1 根据用户需求,设计数据库的概念模型;2）根据转换规则,把概念模型转换成数据库 的逻辑模型;3）根据用户的业务特点,设计不同的外部模 型,给程序员使用；4 数据库实现时,要根据逻辑模型设计其内 部模型。通常分为概念设计、逻辑设计（2和3步）和物 理设计三个阶段。8,常用的概念模型是实体联系 ER 模型,ER 模型主要用ER图来表示。9.逻辑模型的分类:层次模型、网状模型、关系 模型等。10.层次模型:用树型（层次）结构表示实体及实体间联系的数据模型。11.1969年,美国IBM公司的IMS系统是典型的层次模型系统。12.网状模型:用有向图结构表示实体及实体间联 系的数据模型。13.1969年,CODASYL组织提出DBTG报告中 的数据模型是网状模型的主要代表。14.关系模型:是由若干个关系模式组成的集合。关系模式即记录类型,它的实例称为关系,每个 关系实际上是一张二维表格。15.1970年,美国IBM公司的E.F.Codd连续发表 论文,提出关系模型,奠定了关系数据库的理论 基础。关系数据库是目前的主流数据库。16.外部模型中的模式称为视图。17.三级模式:从用户（或应用程序）到数据库之间,DB的数 据结构描述有三个层次:1 外模式:用户与数据库系统的接口,是用户 用到的那部分数据的描述。外模式由若干个记录 类型组成。2 逻辑模式:是数据库中全部数据的整体逻辑 结构的描述。3 内模式:是数据库在物理存储方面的描述。注意:外模式是逻辑模式的子集。18.两级映像:1 外模式/逻辑模式映像:存在于外模式和逻辑 模式之间,用于定义外模式和逻辑模式之间的对 应性。2 逻辑模式/内模式映像:存在于逻辑模式和内 模式之间,用于定义逻辑模式和内模式之间的对 应性。19.数据库系统的三级模式、两级映像结构使数据 库系统达到了高度的数据独立性。20.数据独立性:是指应用程序与数据库的数据结 构之间相互独立,在修改数据结构时,尽可能不 修改应用程序。分为逻辑数据独立性和物理数据 独立性。21.逻辑数据独立性:如果数据库的逻辑模式要修 改,那么只要对外模式/逻辑模式映像作相应的修 改,可以使外模式和应用程序尽可能保持不变。这样就认为数据库达到了逻辑数据独立性。22.物理数据独立性:如果数据库的内模式要修 改,即数据库的物理结构有所变化,那么只要对 逻辑模式/内模式映像作相应的修改,可以使逻辑 模式尽可能保持不变。也就是对内模式的修改尽 量不影响逻辑模式,当然对外模式和应用程序的 影响更小,这样就认为数据库达到了物理数据独 立性。四、数据库管理系统 DBMS 1.DBMS的主要功能:数据库的定义功能（DBMS提 供DDL定义数据库的三级模式、两级映像等）、数据库的操纵功能（DBMS提供DML实现对数据 的操作,基本的数据操作有检索和更新两类）、数据库的保护功能、数据库的维护功能、数据 字典。五、数据库系统（DBS 1.DBS的组成:是数据库、硬件、软件和数据库 管理员的集合体。2.软件包括DBMS、OS、各种主语言和应用开发 支撑软件等程序。其中,DBMS是DBS的核心 软件,要在OS支持下才能工作。3.数据库管理员（DBA:是控制数据整体结构 的组人员,负责DBS的正常运行,承担创建、监控和维护数据库结构的责任。第一章复习题、单项选择题1.在数据库系统中,当数据库的内模式发生改变 时,应用程序也可以不变。这是（A）A 物理数据独立性B 逻辑数据独立性 位置数据独立性D 存储数据独立性2.在下面列出的数据模型中,哪个是概念数据 模型（D）A 关系模型B 层次模型0网状模型D 实体联系模型3.下面列出的数据管理技术发展阶段中,哪个（些）阶段数据不能保存在计算机中?（A）I.人工管理阶段II.文件系统阶段III.数据库阶段A)只有I B)只有n I和n D)n和 ill4.用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据 模型称为(C)A)网状模型B)层次模型C)关系模型D)实体联系模型5.下面列出的条目中,哪些是数据库技术的主要特 点(A)I.数据共享度高II.数据的冗余小III.较高的数据独立性IV,程序的标准化A)I、II 和III B)I 和 II C)I、II 和W D)都是6.数据库管理系统DBMS中用来定义逻辑模式、内 模式和外模式的语言是(C)A)DML B)C C)DDL D)Basic7.层次模型的典型代表是(A)数据库管理系统。A)IMS B)IBM C)DBTG D)ATM8.负责数据库系统的正常运行,承担创建、监控和维护数据库结构责任的是（C）A 应用程序员B 终端用户C 数据库管理员D 数据库管理系统的软件设 计员9.在以下各条叙述中,正确的叙述有几条（B）1 数据库避免了一切数据重复2 数据库减少了数据冗余3 数据库中,如果逻辑模式改变,则需将与 其有关的外模式做相应改变,否则应用程 序需改写4 数据库中的内模式如有改变,逻辑模式可 以不变A 1 B 2 0 3 D 410.在三级模式之间引入两级映像,其主要功能之一是（A）A 使数据与程序具有较高的独立性B 使系统具有较高的通道能力 保持数据与程序的一致性D 提咼存储空间的利用率11.视图对应于数据库系统三级模式结构中的 A A 外模式B 逻辑模式内模式D 都 不对应12.对数据库中数据可以进行查询、插入、删除、修改,这是因为数据库管理系统提供了（B）A 数据库定义功能B 数据库操纵功能数据库维护功能D 数据库控制功能13.1970年,美国IBM公司研究员E.F.Codd提出 了数据库的（C）A 层次模型B 网状模型C 关系模型D 实体联系模型14.具有数据冗余度小、数据共享、以及较高数据 独立性等特征的系统是（B）A 文件系统B 数据库系统 管理系 统D 高级程序15.在概念设计中的事物称为（A）A 实体B 记录C 对象D 结点16.层次模型表达实体及实体之间联系用的数据 结构是（D）A 网状B 表C 有向图D 树型17.DB 是（A A 数据库 B 数据库管理系统数据处理系统 D 数据库系统18.DBMS 是（B A 数据库 B 数据库管理系统C 数据处理系统 D 数据库系统19.已知在个厂中有多个车间,每个车间有 多名职,工厂的产品要经过多个车间的多道工 序加工。具体来说,个产品要经过多个工人加,一位工人要加工多个产品。问:厂与车间 之间属于（A）联系,车间与工人之间属于（A）联系,工人与产品之间属于（D）联系。A 对多 B 对 未知 D 多对 多20.（D）是存储在计算机内的有结构的数据集合。A 网络系统B 数据库系统操作系 统D 数据库21.数据库系统的核心是（D）A 编译系统B 数据库C 操作系统D 数据库管理系统22.数据库（DB、数据库系统（DBS 和数据库管 理系统 DBMS 三者之间的关系是（A）A DBS 包括 DB 和 DBMS B DBMS 包括 DB 和DBSC DB 包括 DBS 和 DBMS D DBS 就是 DB,也 就是DBMS23.数据库管理系统 DBMS 是（B A 组硬件 B 组软件 既有 硬件,也有软件24.在DBS中,DBMS和OS之间关系是（B）A 相互调用 B DBMS调用OSC OS调用DBMS D 并发运行25.数据库系统是在（A）的基础上发展起来的。A 文件系统B 应用程序系统数据库管理系统D 编译系统26.三级模式间存在两种映射,它们是（A A 逻辑模式与外模式间,逻辑模式与内模 式间B 外模式与内模式间,外模式与逻辑模式间 内模式与外模式间,内模式与逻辑模式 间27.表达用户使用观点的数据库局部逻辑结构的模 型是（C）A 概念模型B 逻辑模型外部模型D 内部模型二、填空题1.数据管理技术的发展经历了如下四个阶段:人工管 理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库阶 段。2.用二维表结构表示的实体及实体间联系的数据模型 称为关系模型。3.两个实体集之间的联系有三种,分别是对联系,对多联系和多对多联系。4.如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的 个实体有联系,反之亦然,那么实体集E1和E2的联 系称为对联系。5.数据库系统的三级模式、两级映像结构使数据库系统达到了高度的数据独立性第二章数据库设计和ER模型要求、目标:了解和掌握数据库应用系统设计的全过程,掌握 ER模型和关系模型的基本概念,掌握概念设计中ER 模型的设计方法,掌握逻辑设计中ER模型向关系模 型转换的方法。一、数据库系统生存期1.数据库系统生存期:数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用 的整个期间。2.数据库系统生存期分七个阶段:规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护。3.规划阶段三个步骤:系统调查、可行性分析、确定 数据库系统总目标。4,需求分析阶段:主要任务是系统分析员和用户双方 共同收集数据库系统所需要的信息内容和用户对处理 的需求,并以需求说明书的形式确定下来。5.概念设计阶段:产生反映用户单位信息需求的概念 模型。与硬件和DBMS无关。6.逻辑设计阶段:将概念模型转换成DBMS能处理的 逻辑模型。外模型也将在此阶段完成。7.物理设计阶段:对于给定的基本数据模型选取个 最适合应用环境的物理结构的过程。数据库的物理结 构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存 取方法。8.数据库的实现:包括定义数据库结构、数据装载、编制与调试应用程序、数据库试运行。二、ER模型的基本概念1.ER模型的基本元素是：实体、联系和属性。2.实体:是个数据对象,指应用中可以区别的客 观存在的事物。实体集:是指同一类实体构成的集合。实体类型:是对实体集中实体的定义。一般将实体、实体集、实体类型统称为实体。3.联系:表示一个或多个实体之间的关联关系。联系集:是指同一类联系构成的集合。联系类型:是对联系集中联系的定义。一般将联系、联系集、联系类型统称为联系。4.同一个实体集内部实体之间的联系,称为一元联 系;两个不同实体集实体之间的联系,称为二元联 系,以此类推。5.属性:实体的某特性称为属性。在个实体中,能够惟标识实体的属性或属性集称为实体标识 符。6.ER模型中,方框表示实体、菱形框表示联系、椭圆形框表示属性、实体与联系、实体与其属性、联系与其属性之间用直线连接。实体标识符下画横 线。联系的类型要在直线上标注。注意:联系也有 可能存在属性,但联系本身没有标识符。例:假设个学生可选多门课程,而门课程又有 多个学生选修,个教师可讲多门课程,门 课程至多只有一个教师讲授。ER图如下:局ER模型和全局ER模型的优化。三、关系模型的基本概念1.关系模型的定义:用二维表格表示实体集,用关键 码表示实体之间联系的数据模型。2,在关系模型中,字段称为属性,字段值称为属性值,记录类型称为关系模式。记录称为元组,元组的集合 称为关系或实例。有时习惯称关系为表或表格,元组 为行,属性为列。关系中属性个数称为元数,元组个 数称为基数。3.关键码（简称键）:由一个或多个属性组成。4.超键:在关系中能惟标识元组的属性集称为关系 模式的超键。5.候选键:不含有多余属性的超键。6.主键:用户选作元组标识的候选键。一般如不加说 明,键是指主键。7.外键:如果模式R中属性集K是其他模式的主键,那么K在模式R中称为外键。8,值域:关系中每个属性都有一个取值范围,称为 属性的值域。每个属性对应个值域,不同的属性 可对应于同一值域。9.关系的定义:关系是个属性数目相同的元组的集合。10.关系的性质:关系是种规范化了的二维表格。1 关系中每个属性值都是不可分解的;2 关系中不允许出现重复元组;3 关系没有行序;4 元组中的属性在理论上也是无序的,但使用时 按习惯考虑列的顺序。11.关系数据库中的数据与更新操作必须遵循三类完 整性规则:实体完整性规则、参照完整性规则、用户 定义的完整性规则。12.实体完整性规则:要求关系中元组在组成主键的 属性上不能有空值。13,参照完整性规则:如果属性集K是关系模式R1 的主键,K也是关系模式R2的外键,那么在R2关系 中,K的取值只允许两种可能,或者为空值,或者等 于R1关系中某个主键值。这条规则的实质是“不允 许引用不存在的实体”。其中,R1称为参照关系；R2 称为依赖关系。注意:这条规则在具体使用时,有三点变通:1 外键和相应的主键可以不同名,只要定义在相同值域上即可;2 R1和R2可以是同一个关系模式,此时表示了 同一个关系中不同元组之间的联系;3 外键值是否允许空,应视具体问题而定。14.用户定义的完整性规则:用户针对具体的数据约 束,设置的完整性规则,由系统来检验实施。四、ER模型到关系模型的转换1.ER图转换成关系模式集的算法:1 实体类型的转换:将每个实体类型转换成一个 关系模式,实体的属性即为关系模式的属性,实体标 识符即为关系模式的键。2 联系类型的转换:主要掌握二元联系类型的转 换。a 若实体间联系是1：1,可以在两个实体类型 转换成的关系模式中任意个关系模式的属 性中加入另个关系模式的键（作为外键）和 联系类型的属性。b 若实体间联系是1：N,则在N端实体类型转 换成的关系模式中加入1端实体类型的键（作 为外键）和联系类型的属性。c 若实体间联系是M：N,则将联系类型也转换 成关系模式,其属性为两端实体类型的键（作 为外键）加上联系类型的属性,而键为两端实 体键的组合。例:下面是教学管理的个可能的ER图。图中,有 三个实体类型:系、教师和课程;有四个联系类型:主管、聘用、开设和任教。根据转换算法,把该图转 换成关系模式集的步骤如下：教学管理的ER图第一步:把三个实体类型转换成三个关系模式（注意 关系模式的表示方法）：系（系编号系名,电话）教师（教号,姓名,性别,职称）课程（课程号,课程名,学分）第二步:对于1:1联系,可以在“系”模式中加入教 号（教号为外键）。对于1：N联系“聘用”,可以在“教师”模式中加入 系编号和聘期两个属性（系编号为外键）；对于1：N联系“开设”,可以在“课程”模式中加入 系编号（系编号为外键）。这样第一步得到的三个模式 改变成如下形式（注意:外键通常使用波浪线表示）：系（系编号,系名,电话,主管人的教号）教师（教号,姓名,性别,职称,系编号,聘期）课程（课程号,课程名,学分,系编号）第三步:对于M：N联系“任教”,则生成一个新的 关系模式:任教（教号,课程号,教材）这样,转换成的四个关系模式如下:系（系编号,系名,电话,主管人的教号）教师（教号,姓名,性别,职称,系编号,聘期）课程（课程号,课程名,学分,系编号）任教（教号,课程号,教材）2.采用ER模型的逻辑设计步骤1 导出初始关系模式集:把概念设计的结果（即 全局ER模型）转换成初始关系模式集。2 规范化处理3 模式评价4 模式修正5 设计外模式第二章复习题、单项选择题1.下面对于关系的叙述中,哪个是不正确的?（C）A 关系中的每个属性是不可分解的 B 在关系中元组的顺序是无关紧要的 任意的个二维表都是个关系 D 每一个关系只有一种记录类型2.设属性A是关系R的主键,则属性A不能取空值。这是（A）A 实体完整性规则 B 参照完整性规则C 用户定义完整性规则D 域完整性规则3.对关系数据库来讲,下面（C 说法是错误的A 外键和相应的主键可以不同名,只要定义 在相同值域上即可B 不同的属性可对应于同一值域行的顺序可以任意交换,但列的顺序不能 任意交换D 关系中的任意两个元组不能完全相同4.数据库的物理设计是为个给定的逻辑结构选取 个适合应用环境的（B）的过程,包括确定数据库在物 理设备上的存储结构和存取方法。A 逻辑结构B 物理结构C 概念结构D 层次结构5.在关系中,能惟标识元组的属性集称为（B）。A 外键B 超键C 域D 元组6.在数据库逻辑设计中,当将E-R图转换为关系模式 时,下面的做法（B）是不正确的A 个实体类型转换为个关系模式B 一个联系类型转换为个关系模式由实体类型转换成的关系模式的主键是该 实体类型的主键7.数据库设计的概念设计阶段,表示概念结构的常用 方法和描述工具是（D）A 层次分析法和层次结构图B 数据流程分析法和数据流程C 结构分析法和模块结构图D 实体联系方法和ER图8.关系数据库中,实现表与表之间的联系是通过（B A 实体完整性规则 B 参照完整性规则用户定义的完整性 D 值域9.有两个实体集,并且它们之间存在着个M：N联 系,那么按照ER模型转换成关系数据库的规则,这 个ER结构转换成表的个数为（C）A 1 B 2 0 3 D 410.把E-R图转换为关系模型的过程,属于数据库设 计的（B A 概念设计B 逻辑设计 需求分析D 物理设计11.在数据库设计的（D）阶段,进行应用程序的编 制和调试。A 概念设计B 逻辑设计 物理设计 D 实现12.EMPDEPT雇员 号雇员 名部门 号资001张山022000010王宏 达011200056马林 生021000101赵敏041500部门号部门 名地址01业务 部1号 楼02销售 部2号 楼03服务 部3号 楼04财务 部4号 楼在雇员信息表关系EMP中,哪个属性是外键?(C)A 雇员号B 雇员名部门号D 资二、填空题1.表示实体及其联系的方法为ER图,基本图素包括 方框、菱形框和椭圆形框。习惯上实体用方框表示,实体的属性用椭圆形框表示,联系用菱形框表示。2,在关系模型中,二维表的列称为属性,二维表的行 称为元组。3.假设班级和班长之间的联系是对联系,则班级 和学生之间是对多联系;另外,学生和课程之间的 联系是多对多联系。4.关系模型的三种完整性规则是实体完整性规则、参照完整性规则和用户定义的完整性规则。5.已知系（系编号,系名称,系主任,电话,地点）和学生（学号,姓名,性别,入学日期,专业,系编 号）两个关系,系关系的主键是系编号,学生关系的 主键是学号,外键是系编号。6.数据库系统生存期分七个阶段:规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护。7.关系中属性个数称为元数,元组个数称为基数。三、综合题1.设某商业集团数据库中有三个实体集。是“商店”实体集,属性有商店编号、商店名、地址等;二是“商 品”实体集,属性有商品号、商品名、规格、单价等;三是“职”实体集,属性有职编号、姓名、性别、业绩等。商店与商品间存在“销售”联系,每个商店可销售 多种商品,每种商品也可放在多个商店销售,每个商 店每销售种商品,有月销售量;商店与职间存在 着“聘用”联系,每个商店有许多职,每个职只 能在个商店工作,商店聘用职有聘期和月薪。试画出ER图,并在图上注明属性、联系的类型。再转换成关系模式集,并指出每个关系模式的主键和外键。关系模式集:商店（商店编号,商店名,地址）商品（商品号,商品名,规格,单价）职（职编号,姓名,性别,业绩,商店编号,月薪,聘期）销售（商店编号,商品编号,月销售量）2.设某商业集团数据库中有三个实体集。是“公司”实体集,属性有公司编号、公司名、地址等;是“仓 库”实体集,属性有仓库编号、仓库名、地址等;三 是“职”实体集,属性有职编号、姓名、性别等。公司与仓库间存在“隶属”联系,每个公司管辖若 干仓库,每个仓库只能属于个公司管辖;仓库与职 工间存在“聘用”联系,每个仓库可聘用多个职,每个职只能在个仓库工作,仓库聘用职工有聘期 和资。试画出ER图,并在图上注明属性、联系的类型。关系模式集:再转换成关系模式集,外键。司编公司名（由隶属用編6并指出每个关系模式的主键和编 职 聘用/聘期）工（仓库名:地址;公司（公司编号,公司名,地址）仓库（仓库编号,仓库名,地址,公司编号）职（职编号,姓名,性别,仓库编号,聘期,资）3.设某商业集团数据库中有三个实体集。是“商品”实体集,属性有商品号、商品名、规格、单价等;二 是“商店”实体集,属性有商店编号、商店名、地址 等;三是“供应商”实体集,属性有供应商编号、供 应商名、地址等。供应商与商品间存在“供应”联系,每个供应商可 供应多种商品,每种商品可向多个供应商订购,供应 商供应商品有月供应量;商店与商品间存在“销售”联系,每个商店可销售多种商品,每种商品可在多个 商店销售,商店销售商品有月计划数。试画出ER图,并在图上注明属性、联系的类型。再转换成关系模式集,并指出每个关系模式的主键和 外键。关系模式集:供应商（供应商编号,供应商名,地址）商店（商店编号,商店名,地址）商品（商品号,商品名,规格,单价）供应（供应商编号,商店编号,月供应量）销售（商店编号,商品号,月计划数）第三章关系模式设计理论要求、目标:了解关系数据库规范化理论及其在数据库设计中 的作用,重点是函数依赖和范式,要求掌握这些概念 并能运用它们来进行模式分解。、关系模式的设计准则1.数据冗余:同一个数据在系统中多次重复出现。2.关系模式设计不当引起的异常问题:数据冗余、操 作异常（包括修改异常、插入异常和删除异常）3.关系模式的非形式化设计准则1 关系模式的设计应尽可能只包含有直接联系的 属性,不要包含有间接联系的属性。也就是,每个关 系模式应只对应于个实体类型或个联系类型。2 关系模式的设计应尽可能使得相应关系中不出 现插入异常、删除和修改等操作异常现象。3 关系模式的设计应尽可能使得相应关系中避免 放置经常为空值的属性。4 关系模式的设计应尽可能使得关系的等值连接 在主键和外键的属性上进行,并且保证以后不会生成 额外的元组。4.习惯使用的一些符号:1 英文字母表首部的大写字母“A,B,C,”表示单个的属性。2 英文字母表尾部的大写字母”.，U,V,W,X,Y,Z”表示属性集。3)大写字母R表示关系模式,小写字母r表示其 关系。4)关系模式的简化表示方法:R(A,B,C,.)或 R(ABC.)5)属性集X和Y的并集简写为XY。二、函数依赖1.函数依赖(FD)的定义:设有关系模式R(U),X和Y是属性集U的子集,函数依赖是形成X-Y的 个命题,只要r是R的当前关系,对r中任意两个 元组t和s,都有tX=sX蕴涵tY=sY,那么称FD X-Y在关系模式R(U)中成立。说明：1)tX表示元组t在属性集X上的值,其余 类同。2)X-Y读作“X函数决定Y”或“Y函数 依赖于X”。3)FD是对关系模式R的一切可能的关系r定 义的。对于当前关系r的任意两个元组,如果X值相 同,则要求Y值也相同,即有一个X值就有一个Y 值与之对应,或者说Y值由X值决定。例:设关系模式R(ABCD),在R的关系中,属性值 间有这样的联系:A值与B值有一对多联系;C值与 D值之间有一对联系。试根据这些规则写出相应的 函数依赖。Bf A CfD DY2.如果X-Y和Y-X同时成立,则可记为:X-Y3.FD的逻辑蕴涵：设F是在关系模式R上成立的函 数依赖的集合,X-Y是个函数依赖。如果对于R 的每个满足F的关系r也满足X-Y,那么称F逻辑 蕴涵X-Y,记为F|=X-Y。4.设F是函数依赖集,被F逻辑蕴涵的函数依赖全 体构成的集合,称为函数依赖集F的闭包,记为F+。即 F+=X-Y I F|=X-Y5.FD的推理规则(Armstrong公理)设U是关系模式R的属性集,F是R上成立的只涉及 到U中属性的函数依赖集。1)自反性：若Y屋X屋U,则X-Y在R上成立。2)增广性:若X-Y在R上成立,且ZcU,则XZ-YZ在R上成立。3)传递性:若Xf Y和Yf Z在R上成立,则X-Z在R上成立。6.FD的其他五条推理规则:1)合并性:X-Y,X-Z|=X-YZ2)分解性:X-Y,ZcY|=X-Z3)伪传递性:XfY,WYZ|=WX-Z 4)复合性:X-Y,WZ|=WX-YZ 5)X-Y,WZ|=XU(W-Y)-YZ7.对于FDX-Y,如果Y員X,那么称X-Y是个“平凡的FD”,否则称为“非平凡的FD”。通常研究非平凡FD。例：X-X,X XY-X都是平凡函数依赖;X-XY则是非平凡函数依赖。8.函数依赖是关键码概念的推广。设关系模式R的属性集是U,X是U的个子集。如 果X-U在R上成立,那么称X是R的个超键。如 果X-U在R上成立,但对于R的任一真子集Xi都 有Xi-U不成立,那么称X是R的个候选键。在 关系模式设计理论中,键通常是指候选键。9.属性集的闭包10.设F是属性集U上的FD集,X上U的子集,那 么(相对于)属性集X的闭包用X+表示,它是一个从 F集使用FD推理规则推出的所有满足X-A的属性A 的集合:X+=属性A I F|=X-A11.X-Y能用FD推理规则推出的充分必要条件是 YcX+,从而避开求F+,使问题得到简化。12.求属性集X相对于FD集F的闭包X+的算法:x=x；do oldX+:=X+；for F 中每个 FD YZdoif Yc X+then X+：=X+UZ；while(X+!=oldX+)；例:属性集 U 为 ABCD,FD 集为A-B,B-C,D-B。求A+、(AD)十和(BD)十A+=ABC(AD)+=ABCD(BD)+=BCD13.如果关系模式R(U)上的两个函数依赖集F和G,有F+=G+,则称F和G是等价的函数依赖集。三、关系模式的分解特性1.关系模式的分解:设有关系模式R(U),属性集为U,而Ri，R2,Rk都是U的子集,并且有RiUR2U.URk=U。关系 模式Ri,R2,.,Rk的集合用P表,P=Ri,R2，,Rko用P代替R的过程称为关系模式的分解。这里 P称为R的个分解,也称为数据库模式。一般把上述的R称为泛关系模式,R对应的当前值称 为泛关系。数据库模式P对应的当前值称为数据库实 例,它由数据库模式中的每个关系模式的当前值组 成。我们用。=表示。因此,在计算机中数据并不是存储在泛关系中,而 是存储在数据库。中。2.。和r是否等价,即是否表示同样的数据。这个问 题用“无损分解”特性表示。在模式R上有一个FD集F,在P的每个模式氐上 有一个FD集E,那么Fi，F2,.,Fk与F是否等价。这个问题用“保持依赖”特性表示。四、范式1.范式:衡量关系模式好坏的标准。2.数据库设计中最常用的是3NF和BCNF。3.第一范式(1NF)：如果关系模式R的每个关系r 的属性值都是不可分的原子值,那么称R是第一范式 的模式。满足1NF的关系称为规范化的关系,否则称 为非规范化的关系。1NF是关系模式应具备的最起码 的条件。4.局部依赖和完全依赖:对于FD W-A,如果存 在XuW有X-A成立,那么称W-A是局部依赖(A 局部依赖于W);否则称W-A是完全依赖。5.主属性和非主属性:如果A是关系模式R的候选 键中的属性,那么称A是R的主属性;否则称A是R 的非主属性。6.第二范式(2NF)：如果关系模式是1NF,且每个 非主属性完全函数依赖于候选键,那么称R是第二范 式(2NF)的模式。7.分解成2NF模式集的算法:设关系模式R(U),主键是W,R上还存在FDXfZ,并且Z是非主属性和XuW,那么W-Z就是个局部依赖。此时应把R分 解成两个模式:RI(XZ),主键是X；R2(Y),其中Y=U-Z,主键仍是W,外键是X(参 照 RI)。如果R1和R2还不是2NF,则重复上述过程,一直到 数据库模式中的每个关系模式都是2NF为止。8.如果X-Y,Y4A,向Y-X和AY,那么称Xf A是传递依赖(A传递依赖于X)。9.第三范式(3NF)：如果关系模式R是2NF,且每 个非主属性都不传递依赖于R的候选键,那么称R是 第三范式(3NF)的模式。10.分解成3NF模式集的算法:労关系模式R(U),主键是W,R上还存在FD X 一Z。并且Z是非主属性,Z員X,X不是候选键,这样 W-Z就是个传递依赖。此时应把R分解成两个模式:RI(XZ),主键是X；R2(Y),其中Y=U-Z,主键仍是W,外键是X(参 照 R1)。如果R1和R2还不是3NF,则重复上述过程,一直到 数据库模式中的每个关系模式都是3NF为止。11.如果R是3NF模式,那么R也是2NF模式。如 果R是2NF模式,那么R也是1NF模式。12.BC范式（BCNF:如果关系模式R是1NF,且 每个属性都不传递依赖于R的候选键,那么称R是 BCNF的模式。13.如果R是BCNF模式,那么R也是3NF模式。14.分解成BCNF模式集的算法能保持无损分解,但 不一定能保持FD集。而分解成3NF模式集的算法既 能保持无损分解,又能保持FD集。15.关系模式由1NF分解为2NF,消除了非主属性对 键的局部函数依赖;由2NF分解为3NF,消除了非主 属性对键的传递函数依赖;而BCNF则消除了每一属 性对键的传递函数依赖。16.关系模式设计理论主要用于数据库的逻辑设计过 程中。第三章复习题、单项选择题1.由于关系模式设计不当所引起的插入异常指的是B)A 两个事务并发地对同一关系进行插入而 造成数据库不一致B 由于键值的一部分为空而不能将有用的 信息作为个元组插入到关系中 未经授权的用户对关系进行了插入D 插入操作因为违反完整性约束条件而遭 到拒绝2.下面有关模式分解的叙述中,不正确的是（D）A 若一个模式分解保持函数依赖,则该分 解一定具有无损连接性B 若要求分解保持函数依赖,那么模式分 解可以达到3NF,但不一定能达到BCNF 若要求分解既具有无损连接性,又保持 函数依赖,则模式分解可以达到3NF,但不 一定能达到BCNFD 若要求分解具有无损连接性,那么模式 分解一定可以达到BCNF3.下述哪一条不是由于关系模式设计不当而引起的 B A 数据冗余B 丢失修改C 插入异常D 修改异常4.根据数据库规范化理论,下面命题中正确的是（D）A 若 R2NF,贝 R3NFB 若R3NF,则R不属于BCNFC 若 R3NF,则 R&BCNFD 若 REBCNF,则 RE3NF5.若关系模式RE3NF,则下面最正确的说法是（C）A 某个主属性不传递依赖于码B 某个非主属性不部分依赖于码C 所有的非主属性都不传递依赖于码D 所有的非主属性都不部分依赖于码6.给定关系模式RU,F,其中,U是所有属性的集 合,F是FD集。如果X,Y是U的子集,且X-YEF,则X和Y之间必然存在（C）A 对联系B 对多联系（含对联系）多对联系（含对联系）D 多对多联系7.设R U,其中,U是所有属性的集合。如果存在U的子集K,且KfU,则K为R的(D)A)外键B)候选键C)主键D)超键8.任何个二元关系在函数依赖的范畴内必能达到(D)A)INF B)2NF C)3NF D)BCNF9.在关系模式设计理论中,如果一个关系R满足1NF,但R的某个非主属性传递依赖于键,则关系R至多属 于(B)A)INF B)2NF C)3NF D)BCNF10.在个BCNF关系模式中,所有的非主属性对每一 个键都是(D)A)部分函数依赖B)平凡函数依赖C)传递函数依赖D)完全函数依赖11.在个关系模式R(A,B,C,D)中,若各个属 性间没有任何函数依赖关系,则该模式的主属性有(A)A)A,B,C,D B)R,A C)A,B D)R,A,B,C,DA)X=Y B)YQX C)XClY=“D)XAYW612.当下述哪一条成立时,称X-Y为平凡的函数依赖(B)13.当关系模式R(A,B)已属于3NF,下列(B)说法是正确的。A)它一定消除了插入和删除异常B)仍可能存在着一定的插入和删除异常C)一定属于BCNFD)A和C都是14.关系模型中的关系模式至少是(A)A)INF B)2NF C)3NF D)BCNF15,下列函数依赖中,(C)是平凡的函数依赖。A)ABBC B)AB-CD C)AB-A D)AB一 D16.下列命题中,不正确的是(D)A)若X-Y在R上成立,且Z=U,则XZ-YZ在R上成立。B)若X-Y和Y-Z在R上成立,贝X-Z 在R上成立。若XY,X-Z在R上成立,贝X-YZ在R上成立。D)若Xf Y,WYf Z在R上成立,则 WX-Z在R上不成立。17.设关系模式R(ABCDE),F是R上成立的FD集,F=AB-C,CD-E,DE-B,则下列哪项不是关 系模式R的候选键(D)A)ACD B)ABD C)AED D)AD18.设关系模式R(ABCD)上FD集为F,并且F=AB 一C,C-D,D-A,则下列哪项不是关系模式R 的候选键(B)A)AB B)AD C)BC D)BD二、填空题1.关系模式规范化过程中,若要求分解保持函数依赖,那么模式分解一定可以达到3NF,但不一定能达到 BCNF 2.将一个关系从1NF规范至2NF,目的是消除非主属 性对键的部分函数依赖,若进步规范到3NF,目的 是消除非主属性对键的传递函数依赖。3.在关系数据库的规范化设计中,对模式分解的等价 件进行评价的两条主要标准是具有无损连接性和保持 函数依赖。4.若关系为!NF,且它的每非主属性都完全函数依 赖于候选键,则该关系为2NF。5.衡量关系模式好坏的标准称为范式。6.满足第二范式的关系称为规范化的关系。7.设关系模式R(ABCD),F是R上成立的FD集,F=A-B,C-B