SQL DB - 关系型数据库设计理论

arcstack2023年5月26日约 1930 字大约 6 分钟

SQL DB - 关系型数据库设计理论

在上文了解数据库如何工作后,本节介绍如何将一个关系模型(基于表的数据模型)合理的转化为数据表关系表,以及确定主外键的。这便是数据库设计理论基础,包括术语,函数依赖,范式等理论基础。@pdai

重要的术语

关系模型是一种基于表的数据模型,以下为关系学生信息,该表有很多不足之处,本文研究内容就是如何改进它:

db-sql-x-1.png
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下面是一些重要术语:

函数依赖

通过函数依赖关系,来帮助你确定表中的合理主外键等;这里只是简介,有这么个概念就可以了,因为大多数情况你不用那些所谓的推倒关系,你也是可以凭借直觉设计出来的。

记 A->B 表示 A 函数决定 B,也可以说 B 函数依赖于 A。

如果 {A1,A2,... ,An} 是关系的一个或多个属性的集合,该集合函数决定了关系的其它所有属性并且是最小的,那么该集合就称为键码。

对于 A->B,如果能找到 A 的真子集 A',使得 A'-> B,那么 A->B 就是部分函数依赖,否则就是完全函数依赖。

对于 A->B,B->C,则 A->C 是一个传递函数依赖。

异常

介绍 不符合范式的关系,会产生很多异常,为了引出范式的内容。

以下的学生课程关系的函数依赖为 Sno, Cname -> Sname, Sdept, Mname, Grade,键码为 {Sno, Cname}。也就是说,确定学生和课程之后,就能确定其它信息。

SnoSnameSdeptMnameCnameGrade1学生-1学院-1院长-1课程-1902学生-2学院-2院长-2课程-2802学生-2学院-2院长-2课程-11003学生-3学院-2院长-2课程-295不符合范式的关系,会产生很多异常,主要有以下四种异常:

范式

范式理论是为了解决以上提到四种异常。

高级别范式的依赖于低级别的范式,1NF 是最低级别的范式。

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1. 第一范式 (1NF)

属性不可分。

2. 第二范式 (2NF)

每个非主属性完全函数依赖于键码。

可以通过分解来满足。

分解前

SnoSnameSdeptMnameCnameGrade1学生-1学院-1院长-1课程-1902学生-2学院-2院长-2课程-2802学生-2学院-2院长-2课程-11003学生-3学院-2院长-2课程-295以上学生课程关系中,{Sno, Cname} 为键码,有如下函数依赖:

Grade 完全函数依赖于键码,它没有任何冗余数据,每个学生的每门课都有特定的成绩。

Sname, Sdept 和 Mname 都部分依赖于键码,当一个学生选修了多门课时,这些数据就会出现多次,造成大量冗余数据。

分解后

关系-1

SnoSnameSdeptMname1学生-1学院-1院长-12学生-2学院-2院长-23学生-3学院-2院长-2有以下函数依赖:

关系-2

SnoCnameGrade1课程-1902课程-2802课程-11003课程-295有以下函数依赖:

3. 第三范式 (3NF)

非主属性不传递函数依赖于键码。

上面的 关系-1 中存在以下传递函数依赖:

可以进行以下分解:

关系-11

SnoSnameSdept1学生-1学院-12学生-2学院-23学生-3学院-2关系-12

SdeptMname学院-1院长-1学院-2院长-2

参考文章

这里还有一篇文章 在新窗口打开open in new window 讲的挺详细的可以看下。