關系數據理論的學習方法研究

摘 要：本文對“數據庫原理”課程的關系數據理論學習方法進行研究，首先闡述了該知識點的學習目的和學習內容，其次分別介紹了各子知識點的學習要素和學習方法。

關鍵詞：數據庫；關系數據理論；學習方法

關系數據理論是“數據庫原理”課程的教學重點和教學難點，由于其內容涉及的概念、定義、定理、推理較多，學生在學習該部分內容時，由于不能很好地把握學習方法，從而導致學習效率低、學習效果差的狀況。本文對關系數據理論部分知識點的學習方法進行研究，以提高學生對該部分知識的掌握能力和實際運用能力。

1 學習目的與學習內容

如何構造一個好的數據庫模式是關系數據理論研究的實際應用背景，學生學習了該部分知識后，不僅應能夠對數據庫模式的優劣進行判斷，而且能夠設計建立良好的數據庫模式，以使得在關系操作過程中盡可能避免或較少地產生異常。

關系數據理論的主要學習內容包括：規范化理論、數據依賴公理系統和模式分解。規范化理論部分，主要掌握依賴關系及范式的定義及概念；數據依賴公理系統部分，主要掌握基本公理、推理、覆蓋及閉包，并熟練應用推導；模式分解部分，要求能夠針對具體問題，運用所學理論進行模式分解。

2 學習方法

基于上述學習內容的劃分，下面分別研究分析每部分內容的學習方法。

2.1 規范化理論學習

所謂規范化即是要逐步消除數據庫模式中不合適的數據依賴，它表達了數據庫模式中各關系模式達到某種程度的分離[1]。這種分離過程，即規范化過程是通過模式分解來實現的，把低一級的關系模式分解為若干個高一級的關系模式[2]。學習規范化理論時，學生重點學習兩種依賴關系和六個等級的范式，弄清依賴關系與范式之間的對應關系，理解記憶這些定義的內涵。例如，完全函數依賴和部分函數依賴是與第二范式的定義有關聯的，學習時要注意將兩者聯系起來。為輔助概念的理解，在學習過程中，還可以建立一到兩個與自身相關的易于理解的實例。如學習完全函數依賴、部分函數依賴及第二范式時，可構造關系模式A（學號，系編號，系住所，課程號，成績），B（學號，系編號，系住所）和C（學號，課程號，成績），模式A中含有非主屬性對碼的部分函數依賴關系，因此模式A不屬于第二范式，模式B和模式C中所有非主屬性對碼都是完全函數依賴關系，因此模式B和模式C屬于第二范式。

2.2 數據依賴公理系統學習

數據依賴公理系統是模式分解算法的理論基礎[2]，其中的Armstrong公理系統是一個學習重點。學生學習這部分內容時，首先應熟練掌握Armstrong公理系統的六條推理規則。其次，學生應理解兩個概念：閉包和覆蓋。求閉包的作用在于確定關系模式的候選碼，以便對其中的函數依賴以及范式的級別進行判斷；覆蓋表示函數依賴集的等價，這里學生應掌握最小覆蓋的構造方法，也就是說，給定一個函數依賴集，都能找到與其等價的一個最小的函數依賴集。求閉包和最小覆蓋有兩個成熟的算法，學生學習時，可以考慮用一門高級語言來實現這兩個算法，不但使枯燥的理論學習更加生動活潑，鍛煉自己的編程能力，還能夠加深對算法的理解和記憶。

2.3 模式分解學習

模式分解是提高關系模式規范化程度的主要途徑，分解后的模式應與分解前的模式等價，有三種不同的等價定義：1）分解具有“無損連接性”；2）分解要“保持函數依賴”；3）分解既要“保持函數依賴”又要具有“無損連接性”。學習時，首先要理解無損和保持函數依賴的涵義及判定方法，其次需要掌握模式分解的方法。模式分解的方法主要分為兩大類，第一類稱為投影分解法，這種方法有一套類似的方案，適用于模式的逐級規范化，即將一個滿足第N范式的關系模式分解為若干個滿足第N+1范式的關系模式；第二類稱為模式分解算法，其適用于特定范式級別特定等價定義的分解，例如將模式分解為第三范式既有無損連接性又保持函數依賴的分解算法。這部分內容屬于知識的綜合運用部分，學生應該多做多練，在大量的實戰練習中更好將知識融會貫通。

3 結論

本文從規范化理論、數據依賴公理系統和模式分解三個方面的內容闡述了關系數據理論的學習要點和學習方法，以期望對學生學習該部分內容時有所幫助，增強學生對知識的掌握能力和綜合運用能力。

[參考文獻]

[1]呂鳴，王萍，劉建斌.關系數據理論的教學實踐探索.中國電子教育， 2012，3：69-72.

[2]王珊，薩師煊.數據庫系統概論（第四版）.高等教育出版社，北京.