计算机四级《数据库工程师》第五章考点汇总

时间:2017-07-15 编辑:王肖兰 手机版

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第五章 关系数据库逻辑设计

  5.1 概述

  5.2 基本概念

  5.2.1 关系模型

  1、 关系模型采用一个二维表格在计算机中组织、存储、处理和管理数据。

  (1) 关系名(数据库名):由字母数字组成;

  (2) 属性名;

  (3) 关系模式和关系:描述模式描述关系的静态结构,由模式名、关系模式所包含的属性及属性值所满足的条件组成模式定义。

  (4) 元组:描述关系中的行;

  (5) 域:它定义关系的每个属性取值的类型;

  (6) 主码:能够惟一标识关系中每一个元组的属性或属性组;

  (7) 关系的数学定义:关系模式是建立在集合集论的基础上的,用数学的概念定义关系有;

  (A) 定义一:域是值的集合,同一个域中的值具有相同的数据类型;

  (B) 定义二:

  (C) 定义三:

  (D) 当关系引用了属性名后关系具有以下属性:

  [1] 不能有重复的元组;

  [2] 元组上下无序;

  [3] 按属性名引用时属性左右无序;

  [4] 所有属性值都是原子项(不可再分);

  (8) 总结:关系是一张二维表,表中的一行被称为一个元组,一列称为属性,由一组域值组成。关系是元组的集合,关系中的每个元组在数学上被定义为这个关系所涉及的全部域值中笛卡儿积的一个元素。

  5.2.2 关系数据库

  1、 关系数据库是按照二维表组织和存储的相互关联的关系的集合,关系数据库模式是关系模式的集合;

  5.2.3 关系的完整性

  1、 关系的完整性(完整性约束):是对关系的某种约束规则和关系满足的定义。通常这组约束规则用来限定和检查数据库所含实例的合法性和正确性;

  2、 完整性约束分静态和动态两种,静态完整性约束是基于关系模式的,主要有主码、外码约束和域约束组成;动态完整性约束是基于企业的业务规则的。

  3、 静态完整性约束规则:

  (1) 主码约束:主码必须满足:

  (A) 惟一性:在一个关系中不存在两个元组,它们具有相同的主码值;

  (B) 最小性:不存在从组成主码的属性集中去掉一个属性,还仍能保持数据的惟一性;

  (2) 外码约束:

  (3) 用户定义的完整性:

  5.3 关系数据库设计理论

  5.3.1 问题的提出

  究竟一个关系数据库包含哪些属性是合理的,如何评价一个关系模式设计的优劣?

  5.3.2 函数依赖

  函数依理论利用一个关系中属性之间的依赖关系评价和优化关系模式,以保证存储到数据库中的关系具有较好特性;

  1、 函数依赖:

  (1) 设R(U)为一关系模式,X和Y为属性全集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函数决定Y”或“Y函数依赖于X”,并记作X

  Y,其中X称为决定因素,因为根据函数依赖定义,给定一个X,就能惟一决定一个Y。

  (2) 这里讨论的函数关系与数学上的不同,是不能计算的,是一个关系中属性之间存在的依赖关系;它是一种语义范畴的概念,只能根据两个属性之间的语义来确定一个函数依赖是否存在。

  2、 完全与部分函数依赖:

  (1) 在关系模式R(U)中,如果XàY成立,并且对X的任何真子集X’不能函数决定Y,则称Y对X是完全函数依赖,被记作X---f---àY。

  (2) 若XàY,但Y不完全函数依赖于X,则称Y对X是部分函数依赖,记作X--pàY;

  3、 传递函数依赖:

  在关系R(U)模式中,如果X决定Y,(Y不属于X),Y不决定X,Y决定Z,则称Z对X传递函数依赖。

  4、 平凡与非平凡函数依赖:

  (1) 若X决定Y,但Y属于X,则称XàY是平凡函数依赖,否则称非平凡函数依赖;

  (2) 即平凡函数依赖,仅当其右边的属性集是左边属性集的子集时成立;

  (3) 非平凡函数依赖,仅当其右边的属性集至少有一个属性不属于左边有集合时成立;

  (4) 完全非平凡函数依赖:仅当其右边的属性集中属性都不在左边的集合时成立;

  5、 码:

  (1) 在关系模式R(U)中,K为R的属性或属性组,若K函数决定A1.A2….An,则K为关系模式R的候选码,包含在候选码中的属性称为主属性,否则为非主属性;

  (2) 若一个关系的候选码不止一个,则选定其中一个作为关系R的主码;

  (3) 关系的码属性除了必须完全函数决定关系的所有其他属性外,还必须满足最小化规则,即在关系模式R(U)中,不存在一个K的真子集能够函数决定R的其他属性。

  6、 函数依赖的推理规则:

  (1) 自反律:若Y(包含于)X(包含于)U,则XàY成立;

  (2) 增广律:若XàY,且Z(包含于)U,则XZàYZ成立;

  (3) 传递律:若XàY,YàZ,则XàZ成立;

  (4) 合并规则:若XàY,XàZ成立,则XàYZ;

  (5) 分解规则:若XàY和Z(包含于)Y成立,则XàZ也成立;

  (6) 伪传递规则:若XàY,YWàZ,则XWàZ成立;

  7、 属性集闭包:

  (1) 设F是属性集U上的函数依赖集,X为U的一个子集,那么对于F,属性集X关于F的闭包(用X+表示)为:X+={A|XàA}

  (2) 由属性集团包的定义可知,若想判断函数依赖XàY是否成立,只要计算X关于函数依赖集F的闭包,若Y是X闭包中的一个元素则XàY成立;

  8、 确定关系的码:

  (1) 利用迭代算法计算X+,步骤如下:

  (A) 选X作为闭包X+的初值X(0);

  (B) 由X(i)计算X(i+1)时,它是由X(0)并上属性集合A所组成,其中A满足下列条件:Y(包含于)X(i),且F中存在函数依赖YàZ,而A(包含于)Z。因为U是有穷的,所以会得到X(i)=X(i+1),此时X(i)为所求的X+。

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