关系代数和范式知识的增补

扩展知识：和关系代数的结合例1：查询学生95001的所有信息； ①关系代数： ② SQL语言： tSELECT * FROM Student tWHERE Sno='95001'

关系模式 R 的范式及分解 关系模式 R 达到第二范式 (2NF)，因为其非主属性完全函数依赖于键 (商店编号, 商品编号)。但由于存在传递函数依赖(商店编号, 商品编号) → 商店编号 → 部门编号 → 负责人，R 不属于第三范式 (3NF)。 为达到 3NF，可将 R 分解为： R1(商店编号, 商品编号, 数量) R2(商店编号, 部门编号, 负责人) 关系 SC 的范式、异常分析及分解 范式: 关系 SC 的范式低于第三范式 (3NF)。 异常分析: SC 存在插入和删除异常。 插入异常: 无法单独插入部门信息，必须依赖于学生信息的插入。 删除异常: 删除某个学生信息的同时，会丢失其对应部门的信息。 原因: 非主属性“部门负责人”对候选键“学号”并非完全函数依赖，而是传递函数依赖于“系名”。 分解: 为达到 3NF，可将 SC 分解为： SC1(学号, 姓名, 系名) SC2(系名, 部门负责人) 分解后的影响: 分解后的关系消除了插入和删除异常。

数据库管理系统（Database Management System）是一种用于建立、使用和维护数据库的大型软件，负责统一管理和控制数据库，以确保其安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据，而数据库管理员则通过DBMS执行数据库的维护工作。它能够支持多个应用程序和用户以不同的方式在同时或不同时刻建立、修改和查询数据库。大多数DBMS提供数据定义语言DDL（Data Definition Language）和数据操作语言DML（Data Manipulation Language），供用户定义数据库的模式结构和权限约束，实现数据的追加、删除等操作。

范式等级： 1NF ⊆ 2NF ⊆ 3NF ⊆ BCNF ⊆ 4NF ⊆ 5NF 1971-1972 年，科德提出了 1NF、2NF、3NF 概念，讨论规范化问题；1974 年，科德和博伊斯提出 BCNF；1976 年，法金提出 4NF，后来有人提出 5NF。规范化条件按上述顺序逐级增强。 范式概念可理解为符合特定等级的关系模式集合，可表示为 R ∈ xNF。关系模式规范化设计过程是将低级范式关系模式分解为符合高一级范式的关系模式集合。

这篇文章提供了数据库作业的答案，分别采用关系代数和SQL进行操作和解释。

本书是关于关系数据库理论中五种范式的简洁指南。

关系代数中的选择运算用于从关系中选取满足特定条件的元组。例如，要查询所有选修过课程的学生学号，可以使用选择运算筛选出 SC 关系中所有非空的 Sno 属性值。 在某些情况下，查询结果可能包含重复的元组。例如，如果一个学生选修了多门课程，那么在查询所有选修过课程的学生学号时，该学生的学号就会出现多次。为了消除重复行，可以使用 DISTINCT 关键字。 以下示例展示了如何使用 SQL 语句查询所有选修过课程的学生学号，并消除重复结果： SELECT DISTINCT Sno FROM SC; 关系 SC: | Sno | Cno | Grade || ----- | --- | ----- || 07001 | 1 | 92 || 07001 | 2 | 85 || 07001 | 3 | 88 || 07002 | 2 | 80 || 07002 | 3 | 80 | 查询结果: | Sno || ----- || 07001 || 07002 |

如果关系模式仅满足第一范式条件，可能存在数据冗余和操作异常。为了消除这些问题，需要对关系模式进行规范化，例如将姓名、单位、办公电话、住宅电话和手机号码转换为第一范式。

A1.1 线性代数的研究对象。线性代数是什么？它所探讨的核心内容是什么？要明晰这一点，首先需理解代数的本质。代数的定义随着时代变迁而不断演变。在小学阶段学习的是算术，主要关注数字的运算，这些内容早在几千年前便为人所知，并延续至今。直到“数字符号化”出现后，这种情况才有所改变。在中国，这一转变始于宋元时代（约公元13世纪五六十年代），当时引入了“天元术”和“四元术”，用符号代替数字。在西方，完全实现数字符号化是在16世纪。数字符号化的兴起标志着代数学“史前时期”的终结和代数学的诞生，包括解一元二次方程和多元方程组的能力，这些内容也是目前中学代数课程的核心。代数学的发展涵盖了从一元到四元的代数方程解法，以及重要的数学恒等式如二项式定理的建立。从18到19世纪，代数学主要探讨在代数符号上的计算，解决了三次和四次代数方程的问题，提出了这些方程的解法和根的具体表达式。但直到1770年，J. Lagrange认识到五次及更高次方程的根式解是不可能的，1824年N. Abel解决了这个问题，并由E. Galois在1880年证明了根式解可能性的限制。