关系数据库设计的优化方法

2011.29新版，提供了关于优化关系数据库建模方法的详细内容。该部分重点讨论了如何利用新技术和方法来提升数据库建模的效率和可靠性。

订购关系模式优化 初始模式： 订购（客户名，住址，联系电话，书号，书名，作者，出版社，社址） 函数依赖集： F={客户名→住址，客户名→联系电话，书号→书名，书号→作者，书号→出版社，出版社→社址} 候选码： (客户名，书号) 分析： 该模式属于第一范式（1NF），满足每个分量都是不可分的数据项的条件。然而，存在部分函数依赖和传递函数依赖，导致数据冗余和更新异常。 优化后的模式： 为了消除冗余和异常，可以将原始模式分解为以下两个关系模式： 客户(客户名, 住址, 联系电话) 书籍(书号, 书名, 作者, 出版社, 社址) 优化后的函数依赖集： 客户: {客户名→住址，客户名→联系电话}

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。

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。

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。

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

关系模式的定义由五部分组成，它是一个五元组：关系名R，属性名集合U，属性所来自的域DOM，属性向域的映象集合，以及属性间的数据依赖关系集合F。