优化关系数据库建模方法

根据依赖关系 F={{Sno,Cno}→Grade，Cno→Teacher，Teacher→Dept}，可以绘制如下函数依赖图：技术进步的引领下，这些关系模式中存在部分函数依赖和传递函数依赖。为了消除这些缺陷，我们需要优化这些关系模式，以获得更有效的数据库设计方案。

关系数据库使用表状结构存储数据，以行和列形式组织数据。非关系数据库采用更灵活的数据模型，如文档、键值对或图形，以适应非结构化或半结构化数据。

在特定应用领域内，关系数据库由多个关系组成，这构成了数据库课件的核心。通过优化关系数据库的型与值，可以显著提升其效率。

关系数据模型是E.F. Codd于1970年提出的，自20世纪80年代中期以来，已被广泛支持于DBMS系统中。这种模型以坚实的数学基础为支持，采用简洁的数据表示形式，支持说明性语言，具备强大的数据建模能力，能够有效满足事务处理建模的需求。

查询处理是将用户查询转换为可执行操作的过程，而查询优化则是从多个执行方案中选择最优方案。高效的查询处理是数据库更新操作的关键，因为它需要先找到要更新的元组。查询优化是查询处理中的关键步骤，它通过评估执行方案的成本和收益来选择最有效的方案。

关系数据库及其查询优化####一、关系数据库及关系模型在数据库技术中，关系数据库是指能够支持关系模型的数据库管理系统。关系模型由三个基本部分组成：关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束。 1. 关系数据结构：数据以表格形式组织，每个表对应一个关系，表中的行表示不同的记录或实例。 2. 关系操作：包括并集、交集、差集、笛卡尔积、选择、投影、连接和除等操作，是关系代数的基础。 3. 关系完整性：包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。 ####二、关系数据库的特征一个数据库管理系统被定义为关系数据库，如果它满足以下条件： 1. 支持关系数据库：数据以表的形式存储。 2. 支持基本的关系操作：至少支持选择、投影和自然连接操作。根据支持关系模型的程度不同，关系数据库可以进一步划分为： 1. 表式系统：仅支持表这种数据结构。 2. 最小关系数据库：除了支持表之外，还支持选择、投影和连接操作。 3. 关系完备的数据库：支持所有关系代数操作。 4. 全关系数据库：支持关系模型的所有特性，包括数据结构中的域概念，并提供数据完整性支持。 ####三、查询处理步骤关系数据库管理系统(RDBMS)的查询处理通常包括以下几个步骤： 1. 查询分析：对输入的查询语句进行词法和语法分析，提取关键字、属性名和关系名等元素，并验证语法正确性。 2. 查询检查：利用数据字典对查询进行语义检查，包括验证用户权限、数据完整性约束等，并将SQL查询转换为等价的关系代数表达式。 3. 查询优化：提高查询执行效率，包括代数优化和物理优化两个方面。 4. 查询执行：根据优化后的查询计划生成具体的执行代码，并执行查询。 ####四

关系数据库基于关系数据模型构建，其核心是关系数据库管理系统（RDBMS）。关系数据模型源于概念数据模型，用于设计逻辑数据模型，为关系数据库的构建提供理论基础。

归纳逻辑程序设计关系分类方法：使用逻辑规则将多关系数据表示为概念，通过归纳逻辑程序设计技术实现分类。 图的关系分类方法：将多关系数据表示为图结构，通过图挖掘技术进行分类。 基于关系数据库的关系分类方法：直接在关系数据库上进行分类，利用 SQL 查询和数据挖掘技术发现模式。 特点对比： | 方法 | 表示形式 | 分类技术 | 优点 | 缺点 ||---|---|---|---|---|| 归纳逻辑程序设计关系分类方法 | 逻辑规则 | 归纳逻辑程序设计 | 可解释性强 | 表达能力有限 || 图的关系分类方法 | 图结构 | 图挖掘 | 可处理复杂关系 | 效率较低 || 基于关系数据库的关系分类方法 | 关系表 | SQL 查询 | 执行效率高 | 可解释性较弱 |

关系数据库术语解析 本讲义通过示例图标，解析以下关系数据库核心术语：* 关系* 关系模式* 元组* 属性* 域* 关键字* 外部关键字 思考题 结合上述术语，思考以下概念在示例图标中的体现形式：* 实体* 实体属性* 实体型* 实体集