關(guān)系數(shù)據(jù)理論的學習方法研究

摘 要：本文對“數(shù)據(jù)庫原理”課程的關(guān)系數(shù)據(jù)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(nèi)容，其次分別介紹了各子知識點的學習要素和學習方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；關(guān)系數(shù)據(jù)理論；學習方法

關(guān)系數(shù)據(jù)理論是“數(shù)據(jù)庫原理”課程的教學重點和教學難點，由于其內(nèi)容涉及的概念、定義、定理、推理較多，學生在學習該部分內(nèi)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(guān)系數(shù)據(jù)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(nèi)容

如何構(gòu)造一個好的數(shù)據(jù)庫模式是關(guān)系數(shù)據(jù)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?qū)?shù)據(jù)庫模式的優(yōu)劣進行判斷，而且能夠設計建立良好的數(shù)據(jù)庫模式，以使得在關(guān)系操作過程中盡可能避免或較少地產(chǎn)生異常。

關(guān)系數(shù)據(jù)理論的主要學習內(nèi)容包括：規(guī)范化理論、數(shù)據(jù)依賴公理系統(tǒng)和模式分解。規(guī)范化理論部分，主要掌握依賴關(guān)系及范式的定義及概念；數(shù)據(jù)依賴公理系統(tǒng)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(nèi)容的劃分，下面分別研究分析每部分內(nèi)容的學習方法。

2.1 規(guī)范化理論學習

所謂規(guī)范化即是要逐步消除數(shù)據(jù)庫模式中不合適的數(shù)據(jù)依賴，它表達了數(shù)據(jù)庫模式中各關(guān)系模式達到某種程度的分離[1]。這種分離過程，即規(guī)范化過程是通過模式分解來實現(xiàn)的，把低一級的關(guān)系模式分解為若干個高一級的關(guān)系模式[2]。學習規(guī)范化理論時，學生重點學習兩種依賴關(guān)系和六個等級的范式，弄清依賴關(guān)系與范式之間的對應關(guān)系，理解記憶這些定義的內(nèi)涵。例如，完全函數(shù)依賴和部分函數(shù)依賴是與第二范式的定義有關(guān)聯(lián)的，學習時要注意將兩者聯(lián)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(guān)的易于理解的實例。如學習完全函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴及第二范式時，可構(gòu)造關(guān)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(shù)依賴關(guān)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(shù)依賴關(guān)系，因此模式B和模式C屬于第二范式。

2.2 數(shù)據(jù)依賴公理系統(tǒng)學習

數(shù)據(jù)依賴公理系統(tǒng)是模式分解算法的理論基礎[2]，其中的Armstrong公理系統(tǒng)是一個學習重點。學生學習這部分內(nèi)容時，首先應熟練掌握Armstrong公理系統(tǒng)的六條推理規(guī)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(guān)系模式的候選碼，以便對其中的函數(shù)依賴以及范式的級別進行判斷；覆蓋表示函數(shù)依賴集的等價，這里學生應掌握最小覆蓋的構(gòu)造方法，也就是說，給定一個函數(shù)依賴集，都能找到與其等價的一個最小的函數(shù)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(xiàn)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(guān)系模式規(guī)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(shù)依賴”；3）分解既要“保持函數(shù)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(shù)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(guī)范化，即將一個滿足第N范式的關(guān)系模式分解為若干個滿足第N+1范式的關(guān)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(shù)依賴的分解算法。這部分內(nèi)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(zhàn)練習中更好將知識融會貫通。

3 結(jié)論

本文從規(guī)范化理論、數(shù)據(jù)依賴公理系統(tǒng)和模式分解三個方面的內(nèi)容闡述了關(guān)系數(shù)據(jù)理論的學習要點和學習方法，以期望對學生學習該部分內(nèi)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(guān)系數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第四版）.高等教育出版社，北京.