第5讲关系完整性规则和规范化要求

时间：2025-07-07

第5讲关系完整性规则和规范化理论

1 关系完整性规则(掌握) 1 关系规范化的作用(了解)2 关系模式的规范化理论与方法(重点与难点)

教学目标要求学生掌握关系模式的3个完整性规则要求学生了解关系模式的设计问题，掌握函数依赖和多值依赖的定义和含义，能够应用关系模式的范式及关系模式的分解特性解决实际的关系数据库设计问题…

教学要求&重点与难点本讲的理论性和应用性都比较强，学生应从概念着手，弄清概念之间的联系和作用。了解关系数据库规范化理论及其在数据库设计中的作用。本讲的重点是函数依赖和范式，学生必须掌握这些概念并能在实际问题中加以运用，为以后设计关系数据库奠定一个良好基础。

章前导读关系数据库设计主要是关系模式设计。关系模式设计的好坏将直接影响数据库的质量。什么是好的关系模式？……

要求设计一个教学管理数据库，希望从该数据库中经常得到下面的有关信息：学生学号，学生姓名，年龄，性别，系别，系主任姓名，学生学习的课程号，该课程的成绩等。该怎样设计该数据库的关系模式？

S(Sno,Sname,Sage,Sex,Dept,DN,Cno,Cname,Score)

不好的关系模式引发的问题引例：下表关系模型存在如下4方面的问题。插入异常删除异常数据冗余更新异常一个不好的关系模式——订货关系订货单号供应商代码

供应商名称华科电子有限公司华科电子有限公司湘江计算机公司

联系人施宾彬施宾彬方胜力

商品名称笔记本计算机激光打印机笔记本计算机

订货数量 10 5 5

单价 9800 2800 1020 0

日期 2011.1.2 2011.1.2 2011.8.1 25

A20120 S001 1 A20120 S001 2 A20120 S002 3

二、关系的完整性规则1.实体完整性规则(关系的不变性)规则要求：在任何关系的任何一个元组中，主键的值不能为空值、也不能取重复的值。目的：用于保证数据库表中的每一个元组都是惟一的。请思考：下面的关系是否违反实体完整性规则？学号 03001 03102 03223 03001 姓名马力刚王萍华王平张华李萍性别男女男男女年龄 21 20 21 22 19 系编号 01 02 03 04 05

二、关系的完整性规则2.域完整性规则(用户定义完整性规则) 规则要求由用户根据实际情况，定义表中属性的取值范围例如：性别只能是男和女、年龄不能为负值、成绩在0—100之间等。

目的用于保证给定字段中数据的有效性,即保证数据的取值在有效的范围内。

二、关系的完整性规则3.参照完整性规则(引用完整性规则) 规则要求： “不引用不存在的实体”。即：不允许在一个关系中引用另一个关系中不存在的元组。目的在

关系数据库中通常用外码来实现参照完整性的，用于确保相关联的表间的数据保持一致。

以主表的主键( 请思考：下面两个关系是否违反参照完整性规则？ primary key)值系表(主表) 学生表(从表) 为外键 (Foreign Key)的表，可以通过外键与主表进行学号姓名性别年龄关联查询系编号系编号系名系主任办公室电话01 02 03 计算机通信电子龚小勇谭中华袁勇 205 207 210 6003 6025 6018 03001 03102 03223 马力刚王萍华王平男女男 21 20 21 05 01

√ ×

上面两个关系存在着属性的引用，即学生关系引用了系关系的主码“系编号”

说明从学生表的“系编号(外键)”的取值只能为两种情况：

若取非空值，则它必须是主表中存在的值。取空值(null)。表明尚未给学生分配专业。Null不等于0或空字符串。

规范化问题一个好的关系数据库模式，到底包括多少个关系模式，而每个关系模式又应该包括哪些属性(字段),这就是关系数据库设计要解决的主要问题，或者说，这就是数据库逻辑设计要解决的规范化问题

不好的关系模式引发的问题引例：下表关系模型存在如下4方面的问题。插入异常一个不好的关系模式——订货关系删除异常数据冗余更新异常订货单号 A201201 A201202 A201203 供应商代码 S001 S001 S002 供应商名称华科电子有限公司华科电子有限公司湘江计算机公司联系人施宾彬施宾彬方胜力商品名称笔记本计算机激光打印机笔记本计算机订货数量 10 5 5 单价 9800 2800 10200 日期 2011.1. 2 2011.1. 2 2011.8. 12

A201204A201205

S003S003

韦力电子实业公司韦力电子实业公司

周昌周昌

喷墨打印机交换机

4808500

2011.8. 12 112011-

上述订货关系模式的问题分析插入异常新发展了一个供应商，但没有订货，无法插入该供应商信息。删除异常如果删除某些订货信息，则连供应商的信息也会被删除。数据冗余和更新异常供应商的名称出现了重复。如果某供应商更换了联系人，则所有的订货信息都要更新，漏掉一处就会造成数据不一 12 致。

上述订货关系模式的问题的解决方法对关系模式进行分解，分成两个表，上述异常问题就完全解决了。

供应商关系供应商代码

订货关系

供应商名称华科电子有限公司湘江计算机公司韦力电子实业公司