數(shù)據(jù)庫(kù)試題-英文卷

基礎(chǔ)概念 要理解范式，首先必須對(duì)知道什么是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，如果你不知道，我可以簡(jiǎn)單的不能再簡(jiǎn)單的說(shuō)一下：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)就是用二維表來(lái)保存數(shù)據(jù)。（可以參看我給你發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)方面的資料）然后你應(yīng)該理解以下概念：l 實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在并可以被區(qū)別的事物。比如“一個(gè)學(xué)生”、“一本書(shū)”、“一門(mén)課”等等。值得強(qiáng)調(diào)的是這里所說(shuō)的“事物”不僅僅是看得見(jiàn)摸得著的“東西”，它也可以是虛擬的，比如說(shuō)“老師與學(xué)校的關(guān)系”（這一點(diǎn)可能一開(kāi)始會(huì)不理解，不過(guò)先要有這個(gè)意識(shí)，知道實(shí)體可以是有形的，也可以是無(wú)形的，實(shí)體也可以是抽象的事物或聯(lián)系）。l 屬性：教科書(shū)上解釋為：“實(shí)體所具有的某一特性”，由此可見(jiàn)，屬性一開(kāi)始是個(gè)邏輯概念，比如說(shuō)，“性別”是“人”的一個(gè)屬性。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，屬性又是個(gè)物理概念，屬性可以看作是“表的一列”。l 元組：表中的一行就是一個(gè)元組。l 分量：元組的某個(gè)屬性值。在一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，它是一個(gè)操作原子，即關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在做任何操作的時(shí)候，屬性是“不可分的”。否則就不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)了。l 碼：表中可以唯一確定一個(gè)元組的某個(gè)屬性（或者屬性組），如果這樣的碼有不止一個(gè)，那么大家都叫候選碼，我們從候選碼中挑一個(gè)出來(lái)做老大，它就叫主碼。（可以看出碼其實(shí)是一種特殊的屬性）l 全碼：如果一個(gè)碼包含了所有的屬性，這個(gè)碼就是全碼。l 主屬性：一個(gè)屬性只要在任何一個(gè)候選碼中出現(xiàn)過(guò)，這個(gè)屬性就是主屬性。l 非主屬性：與上面相反，沒(méi)有在任何候選碼中出現(xiàn)過(guò)，這個(gè)屬性就是非主屬性。l 外碼：一個(gè)屬性（或?qū)傩越M），它不是碼，但是它別的表的碼，它就是外碼二、范式（為什么要提出范式概念，了解了范式你就能規(guī)范地設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)）首先要明白，范式的包含關(guān)系。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)如果符合第二范式，一定也符合第一范式。如果符合第三范式，一定也符合第二范式l 第一范式（1NF）：屬性不可分。在前面已經(jīng)介紹了屬性值的概念，我們說(shuō)，它是“不可分的”。而第一范式要求屬性也不可分。那么它和屬性值不可分有什么區(qū)別呢？給一個(gè)例子：姓名電話年齡大寶22小明01021這個(gè)表中，屬性值“分”了?！半娫挕边@個(gè)屬性里對(duì)于“小明”屬性值分成了兩個(gè)。姓名電話年齡手機(jī)座機(jī)大寶02122小明01021這個(gè)表中，屬性 “分”了。也就是“電話”分為了“手機(jī)”和“座機(jī)”兩個(gè)屬性。這兩種情況都不滿足第一范式。不滿足第一范式的數(shù)據(jù)庫(kù)，不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)！所以，我們?cè)谌魏侮P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，做不出這樣的“表”來(lái)。針對(duì)上述情況可以做成這樣的表：姓名手機(jī)座機(jī)年齡大寶22小明01021第二范式（2NF）：符合1NF，并且，非主屬性完全依賴于碼。（注意是完全依賴不能是部分依賴，設(shè)有函數(shù)依賴WA，若存在XW，有XA成立，那么稱WA是局部依賴，否則就稱WA是完全函數(shù)依賴）聽(tīng)起來(lái)好像很神秘，其實(shí)真的沒(méi)什么。一個(gè)候選碼中的主屬性也可能是好幾個(gè)。如果一個(gè)主屬性，它不能單獨(dú)作為一個(gè)候選碼，那么它也不能確定任何一個(gè)非主屬性。給一個(gè)反例：我們考慮一個(gè)小學(xué)的教務(wù)管理系統(tǒng)，學(xué)生上課指定一個(gè)老師，一本教材，一個(gè)教室，一個(gè)時(shí)間，大家都上課去吧，沒(méi)有問(wèn)題。那么數(shù)據(jù)庫(kù)怎么設(shè)計(jì)？（學(xué)生上課表）姓名課程老師老師職稱教材教室上課時(shí)間小明一年級(jí)語(yǔ)文（上）趙宏偉副教授小學(xué)語(yǔ)文110114：30一個(gè)學(xué)生上一門(mén)課，一定在特定某個(gè)教室。所以有（學(xué)生，課程）教室一個(gè)學(xué)生上一門(mén)課，一定是特定某個(gè)老師教。所以有（學(xué)生，課程）老師一個(gè)學(xué)生上一門(mén)課，他老師的職稱可以確定。所以有（學(xué)生，課程）老師職稱一個(gè)學(xué)生上一門(mén)課，一定是特定某個(gè)教材。所以有（學(xué)生，課程）教材一個(gè)學(xué)生上一門(mén)課，一定在特定時(shí)間。所以有（學(xué)生，課程）上課時(shí)間因此（學(xué)生，課程）是一個(gè)碼。然而，一個(gè)課程，一定指定了某個(gè)教材，一年級(jí)語(yǔ)文肯定用的是小學(xué)語(yǔ)文1，那么就有課程教材。（學(xué)生，課程）是個(gè)碼，課程卻決定了教材，這就叫做不完全依賴，或者說(shuō)部分依賴。出現(xiàn)這樣的情況，就不滿足第二范式！有什么不好嗎？你可以想想：1、校長(zhǎng)要新增加一門(mén)課程叫“微積分”，教材是大學(xué)數(shù)學(xué)，怎么辦？學(xué)生還沒(méi)選課，而學(xué)生又是主屬性，主屬性不能空，課程怎么記錄呢，教材記到哪呢? 郁悶了吧?(插入異常)2、下學(xué)期沒(méi)學(xué)生學(xué)一年級(jí)語(yǔ)文（上）了，學(xué)一年級(jí)語(yǔ)文（下）去了，那么表中將不存在一年級(jí)語(yǔ)文（上），也就沒(méi)了小學(xué)語(yǔ)文1。這時(shí)候，校長(zhǎng)問(wèn)：一年級(jí)語(yǔ)文（上）用的什么教材??？郁悶了吧?(刪除異常)3、校長(zhǎng)說(shuō)：一年級(jí)語(yǔ)文（上）換教材，換成大學(xué)語(yǔ)文。有10000個(gè)學(xué)生選了這門(mén)課，改動(dòng)好大啊！改累死了郁悶了吧？（修改/更新異常，在這里你可能覺(jué)得直接把教材小學(xué)語(yǔ)文1替換成大學(xué)語(yǔ)文不就可以了，但是替換操作雖然計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度很快，但是畢竟也要替換10000次，造成了很大的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)）那應(yīng)該怎么解決呢？投影分解，將一個(gè)表分解成兩個(gè)或若干個(gè)表姓名課程老師老師職稱教室上課時(shí)間小明一年級(jí)語(yǔ)文（上）趙宏偉副教授10114：30課程教材一年級(jí)語(yǔ)文（上）小學(xué)語(yǔ)文1第三范式（3NF）：符合2NF，并且，消除傳遞依賴（也就是每個(gè)非主屬性都不傳遞依賴于候選鍵，判斷傳遞函數(shù)依賴，指的是如果存在A B C的決定關(guān)系，則C傳遞函數(shù)依賴于A。）上面的“學(xué)生上課新表”符合2NF，但是它有傳遞依賴！在哪呢？問(wèn)題就出在“老師”和“老師職稱”這里。一個(gè)老師一定能確定一個(gè)老師職稱。（學(xué)生，課程）-老師-職稱。有什么問(wèn)題嗎？想想：1、老師升級(jí)了，變教授了，要改數(shù)據(jù)庫(kù)，表中有N條，改了N次（修改異常）2、沒(méi)人選這個(gè)老師的課了，老師的職稱也沒(méi)了記錄（刪除異常）3、新來(lái)一個(gè)老師，還沒(méi)分配教什么課，他的職稱記到哪？（插入異常）那應(yīng)該怎么解決呢？和上面一樣，投影分解：姓名課程老師教室上課時(shí)間小明一年級(jí)語(yǔ)文（上）趙宏偉10114：30老師老師職稱趙宏偉副教授BC范式（BCNF）：符合3NF，并且，主屬性不依賴于主屬性(也就是不存在任何字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴)BC范式既檢查非主屬性，又檢查主屬性。當(dāng)只檢查非主屬性時(shí)，就成了第三范式。滿足BC范式的關(guān)系都必然滿足第三范式。 還可以這么說(shuō)：若一個(gè)關(guān)系達(dá)到了第三范式，并且它只有一個(gè)候選碼，或者它的每個(gè)候選碼都是單屬性，則該關(guān)系自然達(dá)到BC范式。給你舉個(gè)例子：假設(shè)倉(cāng)庫(kù)管理關(guān)系表 (倉(cāng)庫(kù)ID, 存儲(chǔ)物品ID, 管理員ID, 數(shù)量)，且有一個(gè)管理員只在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)工作；一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存儲(chǔ)多種物品。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表中存在如下決定關(guān)系：(倉(cāng)庫(kù)ID, 存儲(chǔ)物品ID) (管理員ID, 數(shù)量)(管理員ID, 存儲(chǔ)物品ID) (倉(cāng)庫(kù)ID, 數(shù)量)所以，(倉(cāng)庫(kù)ID, 存儲(chǔ)物品ID)和(管理員ID, 存儲(chǔ)物品ID)都是StorehouseManage的候選關(guān)鍵字，表中的唯一非關(guān)鍵字段為數(shù)量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下決定關(guān)系：(倉(cāng)庫(kù)ID) (管理員ID)(管理員ID) (倉(cāng)庫(kù)ID)即存在關(guān)鍵字段決定關(guān)鍵字段的情況，所以其不符合BCNF范式。它會(huì)出現(xiàn)如下異常情況：(1) 刪除異常：當(dāng)倉(cāng)庫(kù)被清空后，所有存儲(chǔ)物品ID和數(shù)量信息被刪除的同時(shí)，倉(cāng)庫(kù)ID和管理員ID信息也被刪除了。(2) 插入異常：當(dāng)倉(cāng)庫(kù)沒(méi)有存儲(chǔ)任何物品時(shí)，無(wú)法給倉(cāng)庫(kù)分配管理員。(3) 更新異常：如果倉(cāng)庫(kù)換了管理員，則表中所有行的管理員ID都要修改。把倉(cāng)庫(kù)管理關(guān)系表分解為二個(gè)關(guān)系表：倉(cāng)庫(kù)管理：StorehouseManage(倉(cāng)庫(kù)ID, 管理員ID)；倉(cāng)庫(kù)：Storehouse(倉(cāng)庫(kù)ID, 存儲(chǔ)物品ID, 數(shù)量)。這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)表是符合BCNF范式的，消除了刪除異常、插入異常和更新異常。一般，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)符合3NF或BCNF就可以了。在BC范式以上還有第四范式、第五范式。第四范式：要求把同