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关系数据库与规范化理论

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📄 教材出处 · 第 8 小时《数据库》 (书第 68–86 页) ▸ 查看原文摘录 打开教材 PDF ↗
第 68 页 ↗数据库设计基础知识 8.0 章节考点分析 主要学习数据库基础概念、关系数据库、数据库设计、应用程序与数据库交互、NoSQL 数据库等内容。
第 69 页 ↗本小时介绍数据库技术 的发展历程以及数据模型、主流的关系数据库、数据库设计的步骤与方法、新型数据库 NoSQL。
第 70 页 ↗数据控制功能包括:保证护具的安全性和完整性以及并发控制的能力。
第 71 页 ↗数据库设计基础知识 63 表8.1 数据库的三级模式 概念模式 外模式 内模式 是数据库中全体数据的逻 又叫子模式或用户模式,用以描述用户 是数据物理结构和存储方式的描 辑结构和特征的描述,是所 看到或使用的那部分数据的逻辑结构, 述,是数据在数据库内部的表示方 有用户的公共数据视图 用户根据外模式用数据操作语句或应用 式,定义所有的内部记录类型、索 程序去操作数据库中的数据 引和文件的组织方
第 72 页 ↗即填充左侧关系中所有与右侧关系中任一元 完全外连接 组都不匹配的元组,并填充右侧关系中所有与左侧关系中任一元组都不匹配的 元组,将产生的新元组加入自然连接的结果中 3.关系数据库设计基本理论 (1)函数依赖:设R(U)是属性U上的一个关系模式,X和Y是U的子集,r是R的任一关 系,如果对于r中的任意两个元组u和v,只要有u[X]=v[X],就有u[Y]=v[Y],则称X函数决定Y, 或称Y函数依赖
第 73 页 ↗数据库设计基础知识 65 模式的主码是学号+课程号,(学号,课程号)→成绩是完全函数依赖。

知识点目录(共 5 项)

  1. ER 模型与 ER 图转关系模式规则(1:1 / 1:n / m:n)
  2. 关系代数:选择 σ / 投影 π / 连接(自然 / 外连接)/ 除运算
  3. 函数依赖、Armstrong 公理与属性闭包
  4. 范式判定与分解:1NF / 2NF / 3NF / BCNF(案例高频计算)
  5. 反规范化设计(增加冗余 / 派生属性 / 重建表)

知识点详解

一、关系代数核心运算(选择题必考)

运算符名称含义
∪ - ∩并 / 差 / 交并=属于R或属于S;差=属于R但不属于S;交=同时属于R和S(要求相容)
×笛卡儿积R(n 列 k1 个元组)×S(m 列 k2 个元组)=(n+m)列、k1×k2 个元组
σ选择取行——选出符合条件的元组(水平方向)
π投影取列——选出符合条件的属性列(垂直方向)
⋈连接等值连接:笛卡儿积中属性值相等的元组;自然连接:特殊的等值连接,要求比较属性列相同,且去掉重复属性
÷除R(X,Y)÷S(Y,Z):R 中满足"元组在 X 上分量值 x 的象集 Yx 包含 S 在 Y 上投影"的元组在 X 列上的投影
外连接(连接的扩展):左外连接——保留左表全部元组,右表不匹配处填 null;右外连接——保留右表全部;完全外连接——两侧都保留不匹配元组并填 null。
考法:给关系 R、S 和运算式,求结果集(选择+投影+自然连接组合最常见);"自然连接要去掉重复列";笛卡儿积元组数计算。

二、函数依赖与候选码求解

三、范式判定与分解(案例高频计算)

1NF分量不可再分 2NF消除非主属性对码的部分依赖 3NF消除非主属性对码的传递依赖 BCNF每个属性都不传递依赖于候选码 包含关系:BCNF ⊂ 3NF ⊂ 2NF ⊂ 1NF(规范化程度越高,表越"干净",但查询时需要更多连接) 2NF 口诀:非主属性"完全"依赖主码(不能只依赖主码的一部分);3NF 口诀:消除"传递"依赖
图 1-22 四种范式递进关系(依据教材原文绘制)
范式判定标准(教材原文)
1NF关系模式 R 的每一个分量是不可再分的数据项
2NFR∈1NF,且每一个非主属性完全依赖主码(消除部分函数依赖)
3NF2NF 基础上消除非主属性对主码的传递函数依赖
BCNFR∈1NF,且每个属性都不传递依赖于 R 的候选码
案例解题模板:①列出函数依赖集 → ②找候选码 → ③检查非主属性对码是否存在部分依赖(有则不是 2NF)→ ④检查传递依赖(有则不是 3NF)→ ⑤按"一事一地"原则分解并说明各模式达到的范式。
考法:案例题第一问常为"该关系模式最高满足第几范式?为什么?如何分解?"——答法就是上面的模板;选择题考范式包含关系与判定条件。