第6章关系数据库设计实例——网上书店学习目标
通过本章学习，加深对E-R模型和关系数据理论的进一步理解，并熟练掌握关系数据库的设计步骤与方法，从而具备正确设计关系数据库的基本能力。另外，在学习过程中还要体会到，正确的数据库设计不是一蹴而就的，它是一个循序渐进和反复设计的过程。
学习方法
本章主要介绍如何将所学的数据库设计理论指导具体应用设计实践。在学习本章内容的同时，要多回顾和复习前两章所学内容。在进行需求分析和建立E-R模型时，能运用抽象方法对具体应用业务流程和系统功能进行分析、提炼和归纳。
学习指南
重点：需求分析，包括业务需求分析、功能需求分析和业务规则分析；如何确定实体集及属性和确定联系集及E-R图；检查是否满足需求；逻辑数据库设计。
难点：如何检查是否满足需求。
本章导读
本章综合运用第4章和第5章所学知识，给出了一个完整的关系数据库设计实例。在学习时，要学会如何在需求描述的基础上进行需求分析，如何根据需求分析确定实体集、联系集及其属性，如何根据得到的E-R图生成关系模式，以及如何对得到的关系模式进行求精。在学习本章之前，要回顾以前学过的知识：
1.数据库设计通常包括哪几个步骤？各个步骤之间的联系是什么？
2.为什么要进行需求分析？
3.需求分析的任务是什么？有哪些需求分析方法？
4.为什么不能直接设计出数据库的关系模式，而要先设计概念模式？
5.请至少列出两种可用于描述概念模式的工具，并对它们进行比较。
6.E-R模型是如何表达概念模式的？
7.如何确定实体集和联系集？实体集和联系集的主码分别是如何确定的？
8.E-R模型的设计原则是什么？
9.数据在关系模型是如何表示的？
10.如何通过E-R图得到关系模式？
11.数据冗余会带来什么问题？关系模式分解又会带来什么问题？
12.什么样的关系模式是一个“好”的关系模式？
13.什么是关系模式的范式？如何判断一关系模式属于哪一范式？
14.如何进行BCNF和3NF范式分解？本章教学设计
本章教学内容
见附件6.
本章小结
本章综合运用前两章所学知识，给出了一个网上书店的数据库设计实例，包括需求分析、概念数据库设计和逻辑数据库设计。主要内容小结如下：
1．需求分析包括业务流程分析、功能分析和业务规则分析。系统设计人员要根据用户的需求描述和系统边界，与用户进行深入交流和沟通，分析各个应用业务的具体流程。然后，根据业务流程，抽象出所开发系统拟实现的具体功能。最后，根据功能描述，进一步确定具体的业务规则和数据约束。
2．概念数据库设计即E-R模型设计，包括实体集、联系集及属性的确定。实体集通常是功能分析中出现的具有一组属性且需要存储的“名词”。而联系集对应的概念为一种动作，即描述实体集间的一种行为。当两个或多个实体集之间的某种行为需要记录时，可建模为一个联系集。确定联系集的难点是分清联系集的映射基数并确定主码属性。属性的确定原则是，只需要将那些与应用相关的特征建模为实体集或联系集的属性。
3．逻辑数据库设计是根据E-R模型转换为数据库模式，并对数据库模式求精。该步骤应根据E-R图转换规则和模式求精的步骤依次进行。在进行数据库模式转换时要注意联系集的转化：多对多联系集转化为一个单独的关系表；一对多或多对一联系集与“多”方实体集的表合并；一对一联系集与任何一方实体集的表合并。
通过本章的分析和设计过程可以看出：
(1) 正确的数据库设计不是一蹴而就的，而是一个循序渐进和反复设计的过程。因此，在完成E-R模型设计后，还需仔细检查是否包含了所有的需求，如果没有，则需对已得出的E-R模型进行调整甚至重新设计。
(2) 如果能仔细分析用户需求，并正确识别出所有的实体集和联系集，由E-R图转换生成的数据库模式并不需要太多的进一步模式求精。然而，如果一个实体集中的属性之间可能存在函数依赖(不包括主码依赖关系)，则需要根据函数依赖理论将其规范化。
数据库的设计理论 第一节，关系模式的设计问题 一概念： 1. 关系模型：用二维表来表示实体集，用外键来表示实体间的联系，这样的数据模型，叫做关系数据模型。 关系模型包含内涵和外延两个方面： 外延：就是关系或实例、或当前值。它与时间有关，随时间的变化而变化。（主要是由于元组的插入、删除、修改等操作引起的） 内涵：内涵是与时间独立的，它包括关系属性、以及域的一些定义和说明。还有数据的各种完整性约束。 数据的完整性约束分为静态约束和动态约束。 静态约束包括数据之间的联系（称为数据依赖），主键的设计和各种限制。 动态约束主要定义如插入、删除和修改等操作的影响。 通常我们称内涵为关系模式。 2. 关系模式：是对一个关系的描述，二维表的表头那一行称为关系模式，又称为表的框架或记录类型。 关系模式的定义包括：模式名、属性名、值域名和模式的主键。关系模式仅仅是对数据特征的描述。 关系模式的一般形式为R ( U , D , DOM , F ) R 是关系名。 U 是全部属性的集合。 D 是属性域的集合。 DOM 是U 和D 之间的映射关系，关系运算的安全限制。 F 是属性间的各种约束关系，也称为数据依赖。
关系模式可以表示为： 关系模式（属性名1，属性名2 ，……，属性名n ） 示例：学生（学号，姓名，年龄，性别，籍贯）。 当且仅当U 上的一个关系r 满足 F 时，r 就称为关系模式R（U，F）上的一个关系，R是关系的型，r 是关系的值，每个值称为R 的一个关系。 关系数据库模式： 一个数据库是由多个关系构成的。 一个关系数据库对应多个不同的关系模式，关系数据库模式是一个数据库中所有的关系模式的集合。它规定了数据库的全局逻辑结构。 关系数据库模式可以表示为： S = { Ri < Ui , Di , DOM , Fi > | i = 1,2,…, n } 3. 关系子模式 关系子模式是用户所用到的那部分数据的描述。 外模式是关系子模式的集合。 4. 存储模式 存储模式及内模式。 关系数据库理论的主要内容： （1）数据依赖。数据依赖起着核心的作用。 （2）范式。 （3）模式的设计方法。 如何设计一个合理的数据库模式： （1）与实际问题相结合。 泛关系模式：把现实问题的所有属性组成一个关系模式 泛关系：泛关系模式的实例称为泛关系。 泛关系模式中存在的问题： a 数据冗余 b 更新异常， c 插入异常 d 删除异常。
规范化－数据库设计原则 关系数据库设计的核心问题是关系模型的设计。本文将结合具体的实例，介绍数据库设计规范化的流程。摘要 关系型数据库是当前广泛使用的数据库类型，关系数据库设计是对数据进行组织化和结构化的过程，核心问题是关系模型的设计。对于数据库规模较小的情况，我们可以比较轻松的处理数据库中的表结构。然而，随着项目规模的不断增长，相应的数据库也变得更加复杂，关系模型表结构更为庞杂，这时我们往往会发现我们写出来的SQL语句的是很笨拙并且效率低下的。更糟糕的是，由于表结构定义的不合理，会导致在更新数据时造成数据的不完整。因此，就有必要学习和掌握数据库的规范化流程，以指导我们更好的设计数据库的表结构，减少冗余的数据，借此可以提高数据库的存储效率，数据完整性和可扩展性。本文将结合具体的实例，介绍数据库规范化的流程。 序言 本文的目的就是通过详细的实例来阐述规范化的数据库设计原则。在DB2中，简洁、结构明晰的表结构对数据库的设计是相当重要的。规范化的表结构设计，在以后的数据维护中，不会发生插入（insert）、删除（delete）和更新（update）时的异常。反之，数据库表结构设计不合理，不仅会给数据库的使用和维护带来各种各样的问题，而且可能存储了大量不需要的冗余信息，浪费系统资源。 要设计规范化的数据库，就要求我们根据数据库设计范式――也就是数据库设计的规范原则来做。但是一些相关材料上提到的范式设计，往往是给出一大堆的公式，这给设计者的理解和运用造成了一定的困难。因此，本文将结合具体形象的例子，尽可能通俗化地描述三个范式，以及如何在实际工程中加以优化使用。规范化 在设计和操作维护数据库时，关键的步骤就是要确保数据正确地分布到数据库的表中。使用正确的数据结构，不仅便于对数据库进行相应的存取操作，而且可以极大地简化使用程序的其他内容（查询、窗体、报表、代码等）。正确进行表设计的正式名称就是"数据库规范化"。后面我们将通过实例来说明具体的规范化的工程。关于什么是范式的定义，请参考附录文章1. 数据冗余 数据应该尽可能少地冗余，这意味着重复数据应该减少到最少。比如说，一个部门雇员的电话不应该被存储在不同的表中，因为这里的电话号码是雇员的一个属性。如果存在过多的冗余数据，这就意味着要占用了更多的物理空间，同时也对数据的维护和一致性检查带来了问题，当这个员工的电话号码变化时，冗余数据会导致对多个表的更新动作，如果有一个表不幸被忽略了，那么就可能导致数据的不一致性。 规范化实例 为了说明方便，我们在本文中将使用一个SAMPLE数据表，来一步一步分析规范化的过程。 首先，我们先来生成一个的最初始的表。 CREATE TABLE "SAMPLE" ( "PRJNUM" INTEGER NOT NULL, "PRJNAME" VARCHAR(200), "EMYNUM" INTEGER NOT NULL, "EMYNAME" VARCHAR(200), "SALCATEGORY" CHAR(1), "SALPACKAGE" INTEGER)
关系数据库逻辑设计(一) (总分：116.98，做题时间：90分钟) 一、选择题(总题数：37，分数：37.00) 1.数据库逻辑设计的依据不包括______。 A) 概念模型 B) 安全性要求 C) 数据约束 D) 功能模型 （分数：1.00） A. B. C. D. √ 解析：[解析] 数据库逻辑设计的依据是数据库概念设计的结果，包括概念数据模型、数据处理要求、数据约束、安全性要求及DBMS的相关信息，因此本题答案为D。 2.以下关于数据库逻辑设计叙述错误的是______。 A) 数据库逻辑设计是面向机器世界的 B) 这个阶段将按照数据库管理系统支持的数据模型来组织和存储数据 C) 目标是得到实际的数据库管理系统可处理的数据库模式，并做到数据结构合理 D) 包括定义和描述数据库的局部逻辑结构、数据之间的关系、数据完整性及安全性要求等 （分数：1.00） A. B. C. D. √ 解析：[解析] 数据库逻辑设计包括定义和描述数据库的全局逻辑结构、数据之间的关系、数据完整性及安全性要求等。因此本题答案为D。 3.在关系数据库设计中，设计关系模式是数据库设计中哪个阶段的任务______。 A) 逻辑设计阶段 B) 概念设计阶段 C) 物理设计阶段 D) 需求分析阶段 （分数：1.00） A. √ B. C. D. 解析：[解析] 关系数据模型是常用的逻辑数据模型，所以设计关系模式是数据库设计中逻辑设计阶段的任务，因此本题答案为A。 4.对于关系的主码必须满足的条件，有下列说法： Ⅰ．一个关系中的主码属性或属性组能函数决定该关系中的所有其他属性 Ⅱ．一个关系中的主码属性不能与其他关系中的主码属性重名 Ⅲ．在一个关系中，一个主码属性的任一真子集都不能函数决定其他属性
第四章关系数据库设计理论练习题 一、选择题 1、关系规范化中的删除操作异常是指①A，插入操作异常是指②D A、不该删除的数据被删除. B、不该插入的数据被插入; C、应该删除的数据未被删除; D、应该插入的数据未被插入. 2、关系数据库规范化是为解决关系数据库中（）问题而引入的。 A、插入异常、删除异常和数据冗余； B、提高查询速度; C、减少数据操作的复杂性; D、保证数据的安全性和完整性。 3、假设关系模式R（A，B）属于3NF，下列说法中（）是正确的。 A、R一定消除了插入和删除异常； B、R仍可能存在一定的插入和删除异常; C、R一定属于BCNF； D、A和C都是. 4、关系模式的分解 A、唯一 B、不唯一. 5、设有关系W（工号，姓名，工种，定额），将其规范化到第三范式正确的答案是（） A、W1（工号，姓名），W2（工种，定额）； B、W1（工号，工种，定额），W2（工号，姓名）； C、W1（工号，姓名，工种），W2（工种，定额）; D、以上都不对. 6、设学生关系模式为：学生（学号，姓名，年龄，性别，平均成绩，专业），则该关系模式的主键是（） A、姓名； B、学号，姓名； C、学号; D、学号，姓名，年龄. 7根据数据库规范化理论，下面命题中正确的是（） A、若R∈2NF,则R∈3NF B、若R∈1NF,则R不属于BCNF C、若R∈3NF,则R∈BCNF D、若R∈BCNF,则R∈3NF 8、关系数据库设计理论中，起核心作用的是 A、范式； B、模式设计； C、函数依赖; D、数据完整性. 9、设计性能较优的关系模设称为规范化，规范化的主要理论依据是（） A、关系规范化理论; B、关系运算理论；
需求分析 (2) 1功能需求 (2) 2数据字典 (2) 3数据流图构建 (5) 系统数据库的逻辑结构设计 (6) 根据该网上书店的具体情况，调查管理业务流程是顺着系统信息流动的过程逐步地进行，内容包括各环节的业务处理、信息来源、处理方法、计算方法、信息流经去向、信息提供的时间和形态（报告、单据等）。本系统的最大特色，数据挖掘在业务流程中清晰可见。我们可以通过对数据库中用户购买信息的关联分析。进行数据挖掘。这是数据挖掘技术在网上书店中最有价值的体现之一。 系统业务流图描述如下： （1）用户在线更新购物车：用户在登陆成功后，通过图书查询，添加图书到购物车后，根据图书编号自动在数据仓库中的图书挖掘信息中寻找与图书关联的图书编号。 （2）用户在线下达图书订单：用户在添加购物车后，确定购物车的书籍及数量后，填写相应的订单信息，确定所填写的订单信息无误后，系统将产生此次订单的编号，完成在线下达订单。 （3）管理员订单处理：管理登陆成功后，会对未处理订单进行处理，处理成功后，向顾客发货。 （4）销售分析处理：通过对图书信息查询，统计图书销售情况。 （5）图书数据挖掘处理：通过对订单处理，创建图书数据仓库，进行图书数据挖掘找出图书之间的潜在关联。 本网站可分为前台管理和后台管理两部分：前台系统功能模块分为：商品展示模块、用户登录、购物车、自服务等模块。后台管理主要包括：商品管理、订单管理、会员管理、类别管理、用户留言管理，产品销售分析等。网上书店功能模块如图3-1所示： 图3-1网上书店功能模块图 前台各主模块的详细功能如下： （1）最新上架模块：展示出最新上市的图书供用户选择。 （2）特价书展示模块：展示出了一些特价图书。 （3）商品查询模块：包括模糊查询模块，和书的类别查询模块。 （4）用户登录\注册模块：用户登录、注册。 （5）商品详细信息展示模块：包括图书详细信息模块。 （6）购物车展示模块：包括已选购商品模块、推荐商品模块。当添加商品到购物车时，会在推荐商品模块中看到本系统为购物者推荐的商品。 （7）自服务展示模块：我的订单模块、个人信息模块。订单模块可以查看订单的状态，和订单的信息。通过个人信息模块可以修改自己信息。 （8）用户评论模块：用户对图书的评论。 后台主模块的功能如下： （1）类别管理：该模块对图书的类别进行添加、删除、修改 （2）商品管理：该模块主要对书籍进行增加、删除、修改管理 （3）订单管理：该模块对客户的订单进行管理，如出库订单。 （4）用户管理：该模块对会员信息进行增加、删除、修改。 （5）销售情况查询：该模块可以查询排行前十的图书信息。 （6）图书挖掘分析：通过对订单的分析，得出最优的匹配方案和相应的决
目录 一Codd的RDBMS12法则——RDBMS的起源 二关系型数据库设计阶段 三设计原则 四命名规则 数据库设计，一个软件项目成功的基石。很多从业人员都认为，数据库设计其实不那么重要。现实中的情景也相当雷同，开发人员的数量是数据库设计人员的数倍。多数人使用数据库中的一部分，所以也会把数据库设计想的如此简单。其实不然，数据库设计也是门学问。 从笔者的经历看来，笔者更赞成在项目早期由开发者进行数据库设计（后期调优需要DBA）。根据笔者的项目经验，一个精通OOP和ORM的开发者，设计的数据库往往更为合理，更能适应需求的变化，如果追其原因，笔者个人猜测是因为数据库的规范化，与OO的部分思想雷同（如内聚）。而DBA，设计的数据库的优势是能将DBMS的能力发挥到极致，能够使用SQL和DBMS实现很多程序实现的逻辑，与开发者相比，DBA优化过的数据库更为高效和稳定。如标题所示，本文旨在分享一名开发者的数据库设计经验，并不涉及复杂的SQL语句或DBMS使用，因此也不会局限到某种DBMS产品上。真切地希望这篇文章对开发者能有所帮助，也希望读者能帮助笔者查漏补缺。 一 Codd的RDBMS12法则——RDBMS的起源 Edgar Frank Codd（埃德加·弗兰克·科德）被誉为“关系数据库之父”，并因为在数据库管理系统的理论和实践方面的杰出贡献于1981年获图灵奖。在1985年，Codd 博士发布了12条规则，这些规则简明的定义出一个关系型数据库的理念，它们被作为所有关系数据库系统的设计指导性方针。 1. 信息法则关系数据库中的所有信息都用唯一的一种方式表示——表中的值。 2. 保证访问法则依靠表名、主键值和列名的组合，保证能访问每个数据项。 3. 空值的系统化处理支持空值（NULL），以系统化的方式处理空值，空值不依赖于数据类型。 4. 基于关系模型的动态联机目录数据库的描述应该是自描述的，在逻辑级别上和普通数据采用同样 的表示方式，即数据库必须含有描述该数据库结构的系统表或者数据库描述信息应该包含在用 户可以访问的表中。 5. 统一的数据子语言法则一个关系数据库系统可以支持几种语言和多种终端使用方式，但必须至少 有一种语言，它的语句能够一某种定义良好的语法表示为字符串，并能全面地支持以下所有规 则：数据定义、视图定义、数据操作、约束、授权以及事务。（这种语言就是SQL) 6. 视图更新法则所有理论上可以更新的视图也可以由系统更新。 7. 高级的插入、更新和删除操作把一个基础关系或派生关系作为单个操作对象处理的能力不仅适应 于数据的检索，还适用于数据的插入、修改个删除，即在插入、修改和删除操作中数据行被视 作集合。 8. 数据的物理独立性不管数据库的数据在存储表示或访问方式上怎么变化，应用程序和终端活动都 保持着逻辑上的不变性。 9. 数据的逻辑独立性当对表做了理论上不会损害信息的改变时，应用程序和终端活动都会保持逻辑 上的不变性。 10. 数据完整性的独立性专用于某个关系型数据库的完整性约束必须可以用关系数据库子语言定 义，而且可以存储在数据目录中，而非程序中。
数据库的设计范式是数据库设计所需要满足的规范，满足这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的，同时，不会发生插入（insert）、删除（delete）和更新（update）操作异常。反之则是乱七八糟，不仅给数据库的编程人员制造麻烦，而且面目可憎，可能存储了大量不需要的冗余信息。 范式说明 1.1 第一范式（1NF）无重复的列 所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，第一范式就是无重复的列。 说明：在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。 例如，如下的数据库表是符合第一范式的： 而这样的数据库表是不符合第一范式的：
数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。很显然，在当前的任何关系数据库管理系统（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的数据库，因为这些DBMS不允许你把数据库表的一列再分成二列或多列。因此，你想在现有的DBMS中设计出不符合第一范式的数据库都是不可能的。 1.2 第二范式（2NF）属性完全依赖于主键 [ 消除部分子函数依赖 ] 如果关系模式R为第一范式，并且R中每一个非主属性完全函数依赖于R 的某个候选键，则称为第二范式模式。 第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主码。 例如员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个员工的员工编号是惟一的，因此每个员工可以被惟一区分。 简而言之，第二范式（2NF）就是非主属性完全依赖于主关键字。 所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性（设有函数依赖 W→A，若存在XW，有X→A成立，那么称W→A是局部依赖，否则就称W→A 是完全函数依赖）。如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。 假定选课关系表为SelectCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)，关键字为组合关键字(学号, 课程名称)，因为存在如下决定关系：
目录 一 Codd的RDBMS12法则——RDBMS的起源 二关系型数据库设计阶段 三设计原则 四命名规则 数据库设计，一个软件项目成功的基石。很多从业人员都认为，数据库设计其实不那么重要。现实中的情景也相当雷同，开发人员的数量是数据库设计人员的数倍。多数人使用数据库中的一部分，所以也会把数据库设计想的如此简单。其实不然，数据库设计也是门学问。 从笔者的经历看来，笔者更赞成在项目早期由开发者进行数据库设计（后期调优需要DBA）。根据笔者的项目经验，一个精通OOP和ORM的开发者，设计的数据库往往更为合理，更能适应需求的变化，如果追其原因，笔者个人猜测是因为数据库的规范化，与OO的部分思想雷同（如内聚）。而DBA，设计的数据库的优势是能将DBMS的能力发挥到极致，能够使用SQL和DBMS实现很多程序实现的逻辑，与开发者相比，DBA优化过的数据库更为高效和稳定。如标题所示，本文旨在分享一名开发者的数据库设计经验，并不涉及复杂的SQL语句或DBMS使用，因此也不会局限到某种DBMS产品上。真切地希望这篇文章对开发者能有所帮助，也希望读者能帮助笔者查漏补缺。 一?Codd的RDBMS12法则——RDBMS的起源 Edgar Frank Codd（埃德加·弗兰克·科德）被誉为“关系数据库之父”，并因为在数据库管理系统的理论和实践方面的杰出贡献于1981年获图灵奖。在1985年，Codd 博士发布了12条规则，这些规则简明的定义出一个关系型数据库的理念，它们被作为所有关系数据库系统的设计指导性方针。 1.信息法则?关系数据库中的所有信息都用唯一的一种方式表示——表中的值。 2.保证访问法则?依靠表名、主键值和列名的组合，保证能访问每个数据项。 3.空值的系统化处理?支持空值（NULL），以系统化的方式处理空值，空值不依赖于数据类型。 4.基于关系模型的动态联机目录?数据库的描述应该是自描述的，在逻辑级别上和普通数据采用同样 的表示方式，即数据库必须含有描述该数据库结构的系统表或者数据库描述信息应该包含在用 户可以访问的表中。 5.统一的数据子语言法则?一个关系数据库系统可以支持几种语言和多种终端使用方式，但必须至少 有一种语言，它的语句能够一某种定义良好的语法表示为字符串，并能全面地支持以下所有规 则：数据定义、视图定义、数据操作、约束、授权以及事务。（这种语言就是SQL) 6.视图更新法则?所有理论上可以更新的视图也可以由系统更新。 7.高级的插入、更新和删除操作?把一个基础关系或派生关系作为单个操作对象处理的能力不仅适应 于数据的检索，还适用于数据的插入、修改个删除，即在插入、修改和删除操作中数据行被视 作集合。 8.数据的物理独立性?不管数据库的数据在存储表示或访问方式上怎么变化，应用程序和终端活动都 保持着逻辑上的不变性。 9.数据的逻辑独立性?当对表做了理论上不会损害信息的改变时，应用程序和终端活动都会保持逻辑 上的不变性。 10.数据完整性的独立性?专用于某个关系型数据库的完整性约束必须可以用关系数据库子语言定 义，而且可以存储在数据目录中，而非程序中。
学生成绩管理系统 目录一：需求分析 二：系统功能描述 三：E-R图 四：数据库逻辑结构设计 五：数据库物理设计 六：代码设计 七：SQL代码 八：界面截图 一：需求分析： 随着学校的规模不断扩大，学生数量急剧增加，有关学生的各种信息量也成倍增长，对学生成绩信息的管理难度随之增大。面队如此庞大的信息量，这就需要学生成绩管理信息系统来提高学生管理工作的效率。通过这样的系统，做到信
息的规范管理、科学统计以及快速的查询和修改，从而减少管理方面的工作量。总体任务是要实现学生成绩信息关系的系统化、规范化和自动化。根据总体任务的要求进行需求分析得出，学生成绩管理信息系统需要完成的功能主要如下：学生基本信息的输入，其中包括学生学号、姓名、性别、所属学院，所属系别，所属班级、出生年月、籍贯、宿舍、联系方式等。 学校基本课程信息的输入，包括课程编号、课程名称、课程属性、课程描述以及完成该课程所得的学分。 教师基本信息的输入，其中包括教师编号，教师姓名，教师职称，所教课程，所教班级等情况 学生信息，教师信息，课程信息，学生考试成绩的插入，删除，修改、查询和统计。 识别每个用户的身份和密码，从而保证信息的安全性，防止信息的外泄和盗用。 还有，涉及到信息的增，删，改的，主要都是面向教务管理员，教师只能录入成绩，查询成绩，修改成绩，和查询个人信息，而学生只能登录查看自己的信息，查询成绩等。 二：系统功能描述 教务处（管理员） 教师学生
院
三：E-R图（概念结构建立）1）学生查询系统的分E-R图
2）教师查询更新系统的分E-R图 3）管理员分E－R图
图书销售 建立某中小型书店图书销售管理信息系统的数据库。 1. 基本需求分析 1）组织结构 对组织结构的分析有助于分析业务范围与业务流程。书店的组织结构如图三所示。 图三书店组织结构简图 其中，书库是保存图书的地方；购书/服务部负责采购计划、读者服务、图书预订等业务；售书部负责图书的销售。财务部负责资金管理；人事部负责员工管理与业务考核。 2）业务分析 对于信息处理系统来说，划分系统边界很重要，即哪些功能由计算机来完成，哪些工作在计算机外完成。这些要通过业务分析确定。同时，业务流程中涉及的相关数据也通过业务分析得到归类和明确。在业务分析的基础上，确定数据流图和数据字典。 本系统主要包含以下业务内容。 ①进书业务。事先采购员根据订书单采购图书。然后将图书入库，同时登记相应的图书入库数据。 本项业务涉及的数据单据和表格有：进书单（包括进书单编号、日期、金额、经手人等）和进书单细目（一个进书单可能有若干种图书。进书单的细目数据包括每种图书的信息、定价、进价或折扣，数量），以及书库账本（图书信息、库存数量、价格等）。 ②售书业务。售书员根据读者所购图书填写售书单（如图四所示）。同时，修改库存信息。
本项业务涉及和产生的数据表格有：售书单（包括售书单编号、售书日期、金额、员工）、售书细目（一个售书单可能有若干种图书。售书细目包括该次售书的书籍编号、售出数量、折扣、售出价格等），以及书库账本。 图四售书单样式 ③图书查询服务业务。根据读者要求，提供本书店特定的图书及库存信息。 本项业务涉及的主要数据是书库账本。 ④综合管理业务。包括进书信息、销售信息、库存信息的查询、汇总和报表输出。 本项业务涉及所有的进书数据、销售数据和库存数据等。 3）处理的数据 上面的分析将本系统的业务归纳为4项。在业务分析的基础上，应该画出系统的数据流图。整个系统的分层数据流图将揭示一个系统内全部的数据项、数据结构、数据存储以及对数据的加工处理功能。在此基础上就可以建立系统的数据字典。本书不讨论数据流图和完整的数据字典规范等内容，仅对最后建立数据库所需要的数据进行分析说明。 在上述4项业务中涉及到的业务数据包括：进书数据、库存数据、销售数据。在这些数据中又涉及到图书数据、员工数据等，而图书数据与出版社有关，员工与部门有关。 因此，将所有数据进行归类分析，书店销售管理信息系统要处理的数据应该包括：
第4章关系数据库设计理论 选择题答案： (1) A (2) B (3) B (4) A (5) D (6) B (7) C (8) B (9) B (10) C (11) D (12) A (13) D (14) D (15) B (16) B (17) D (20) C (21) C (23) A (26) B (27) B (28) B (29) B (30) B (31) D (33) B B D 一、选择题： 1. 为了设计出性能较优的关系模式，必须进行规范化，规范化主要的理论依据是（）。 A. 关系规范化理论 B. 关系代数理论C．数理逻辑 D. 关系运算理论 2. 规范化理论是关系数据库进行逻辑设计的理论依据，根据这个理论，关系数据库中的关系必须满足：每一个属性都是（）。 A. 长度不变的 B. 不可分解的 C．互相关联的 D. 互不相关的 3. 已知关系模式R（A，B，C，D，E）及其上的函数相关性集合F＝{A→D，B→C ，E→A }，该关系模式的候选关键字是（）。 A.AB B. BE C.CD D. DE 4. 设学生关系S（SNO，SNAME，SSEX，SAGE，SDPART）的主键为SNO，学生选课关系SC（SNO，CNO，SCORE）的主键为SNO和CNO， 则关系R（SNO，CNO，SSEX，SAGE，SDPART，SCORE）的主键为SNO和CNO，其满足（）。 A. 1NF B.2NF C. 3NF D. BCNF 5. 设有关系模式W（C，P，S，G，T，R），其中各属性的含义是：C表示课程，P表示教师，S表示学生，G表示成绩，T表示时间，R表示教室，根据语义有如下数据依赖集：D={ C→P，（S，C）→G，（T，R）→C，（T，P）→R，（T，S）→R }，关系模式W的一个关键字是（）。 A. （S，C） B. （T，R） C. （T，P） D. （T，S） 6. 关系模式中，满足2NF的模式（）。 A. 可能是1NF B. 必定是1NF C. 必定是3NF D. 必定是BCNF 7. 关系模式R中的属性全是主属性，则R的最高范式必定是（）。 A. 1NF B. 2NF C. 3NF D. BCNF 8. 消除了部分函数依赖的1NF的关系模式，必定是（）。 A. 1NF B. 2NF C. 3NF D. BCNF 9. 如果A－>B ,那么属性A和属性B的联系是（）。 A. 一对多 B. 多对一C．多对多 D. 以上都不是 10. 关系模式的候选关键字可以有1个或多个，而主关键字有（）。 A. 多个 B. 0个 C. 1个 D. 1个或多个 11. 候选关键字的属性可以有（）。 A. 多个 B. 0个 C. 1个 D. 1个或多个 12. 关系模式的任何属性（）。 A. 不可再分 B. 可以再分 C. 命名在关系模式上可以不唯一 D. 以上都不是 13. 设有关系模式W（C，P，S，G，T，R），其中各属性的含义是：C表示课程，P表示教师，S表示学生，G表示成绩，T表示时间，R表示教室，根据语义有如下数据依赖集：D={ C→P，（S，C）→G，（T，R）→C，（T，P）→R，（T，S）→R }，若将关系模式W分解为三个关系
数据库设计实例 数据库设计是数据库应用系统设计的一个组成部分，其核心是针对于特定的应用环境，设计合理的数据模型，创建数据库及其应用系统，使之能够有效地存储和处理数据，以满足用户的应用需求。从实用角度出发，数据库设计可分为如下几个步骤： 第一步：创建概念数据模型 ◆确定实体和关系 ◆确定属性 ◆规化数据 第二步：生成物理数据模型 第三步：验证设计 为便于学习者理解和掌握，下面结合具体的实例来讲解和展示数据库设计的详细过程。假定我们要开发一个小型的ERP系统，以管理公司部资源，其应用业务场景描述如下： v512工作室由IT业界专业人士组成，在提供高端IT培训业务的同时，还自主制作并免费发布大量公益性学习资源，工作室以公司形式运营，目前共拥有18名员工，这些员工分属于4个部门，且员工之间存在上下级管理关系。计划将来根据业务的发展设立更多的部门，聘用更多的员工。为保证质量，工作室对其成员的各项专业技能进行了级别评定。 8.5.1 确定实体和关系 1. 确定高级别的活动 要确定本ERP系统数据库设计中的实体和实体间关系，首先应明确要基于该数据库执行的高级别活动，这里所谓的高级别活动是指从用户的视角出发，确定本数据库设计中系统所涉及到的业务活动。比如，存储和维护员工的个人信息等。 在前述的应用业务场景中，v512工作室需要考虑的高级别活动包括： -聘用新员工 -解雇现有员工 -维护员工的个人信息 -增设新部门 -裁撤现有部门 -维护部门信息 -维护工作室业务相关的技能信息 -维护各员工的业务技能掌握情况 2. 确定实体 接下来要确定的是，针对上述的高级别活动需要记录和维护有关哪些事物的信息，这些事物将被转换为实体。其中，员工相关信息可抽象为“Employee”实体、部门相关信息可抽象为“Department”实体、技能相关信息抽象为“Skill”实体，为规和方便起见，这些实体均采用英文命名，并尽量在名称中体现其含义。 3. 确定关系 进一步对上述高级活动进行分析，以确定实体间存在何种关系。具体包括： -Employee-Department实体之间存在隶属关系 员工必须且只能隶属于某一个特定的部门，一个部门可以包含0～多名员工，此为一对多关系。 这种从两个方向上对同一个关系的细化描述被称为关系的角色，每个关系都对应两种角色。
数据库课程设计报告 教学管理系统 数据库设计 课程设计题目教学管理系统学院软件学院 班级软件技术四班年级2013级 姓名彭超李新徐彤（2014 年11月）
用5行左右的文字对系统进行简要介绍 对教学管理信息统一规范整理，实现各种信息的自动管理。为便于信息的查询，找出各种信息的关联性，根据各种需求设计出合理的报表。 减轻教学日常信息管理的负担，方便学生、教师查询信息和学校对所有信息的管理。以简单便捷的操作获取详尽的信息。 一、数据需求分析 某学校设计学生教学管理系统。学生实体包括学号、姓名、性别、生日、民族、籍贯、简历、登记照，每名学生选择一个主修专业，专业包括专业编号、名称和类别，一个专业属于一个学院，一个学院可以有若干个专业。学院信息要存储学院号、学院名、院长。教学管理还要管理课程表和学生成绩。课程表包括课程号、课程名、学分，每门课程由一个学院开设。学生选修的每门课程获得一个成绩。另外，为了管理教师教学安排，教师包括编号、姓名、年龄、职称，一个教师只能属于一个学院，一名教师可以上若干门课程，一门课程可以有多名老师来上，每个教师所上的每门课都有一个课堂号和课时数。 本系统数据字典如下： 数据项表
数据流 数据流表 二、概念结构设计 1．首先确定系统中的实体 从以上数据需求可以看出，系统共包括5个实体：学生、专业、学院、教师、课程。
2．再确定系统中实体间的关系 根据数据需求描述推出：专业与学生是1对多关系；学生与课程是多对多关系；课程与老师是多对多关系；课程与学院是多对1关系；学院与专业是1对多关系；学院与教师是1对多关系。 3．转化成E-R图 图1 实体-属性图 图2 教学管理ER图 三、逻辑结构设计
数据库课程设计题目16个经典实例 1.机票预定信息系统 系统功能的基本要求： 航班基本信息的录入，包括航班的编号、飞机名称、机舱等级等。机票信息，包括票价、折扣、当前预售状态及经手业务员等。客户基本信息，包括姓名、联系方式、证件及号码、付款情况等。按照一定条件查询、统计符合条件的航班、机票等；对结果打印输出。 2.长途汽车信息管理系统 系统功能的基本要求： 线路信息，包括出发地、目的地、出发时间、所需时间等。汽车信息：包括汽车的种类及相应的票价、最大载客量等。票价信息：包括售票情况、查询、打印相应的信息。 3.人事信息管理系统 系统功能基本要求： 员工各种信息：包括员工的基本信息，如编号、姓名、性别、学历、所属部门、毕业院校、健康情况、职称、职务、奖惩等；员工各种信息的修改；对转出、辞退、退休员工信息的删除；按照一定条件，查询、统计符合条件的员工信息；教师教学信息的录入：教师编号、姓名、课程编号、课程名称、课程时数、学分、课程性质等。科研信息的录入：教师编号、研究方向、课题研究情况、专利、论文及著作发表情况等。按条件查询、统计，结果打印输出。 4.超市会员管理系统 系统功能的基本要求： 加入会员的基本信息，包括：成为会员的基本条件、优惠政策、优惠时间等。会员的基本信息，包括姓名、性别、年龄、工作单位、联系方式等。会员购物信息：购买物品编号、物品名称、所属种类，数量，价格等。会员返利信息,包括会员积分的情况，享受优惠的等级等。对货物流量及消费人群进行统计输出。 5.客房管理系统 系统功能的基本要求： 客房各种信息，包括客房的类别、当前的状态、负责人等；客房信息的查询和修改，包括按房间号查询住宿情况、按客户信息查询房间状态等。以及退房、订房、换房等信息的修改。对查询、统计结果打印输出。 6.药品存销信息管理系统 系统功能基本要求 药品信息，包括药品编号、药品名称、生产厂家、生产日期、保质期、用途、价格、数量、经手人等；员工信息，包括员工编号、姓名、性别、年龄、学历、职务等；客户信息，包括客户编号、姓名、联系方式、购买时间、购买药品编号、名称、数量等。入库和出库信息，包括当前库存信息、药品存放位置、入库数量和出库数量的统计。
114801班 数据库综合题设计实例 一、问题描述：某集团公司拥有多个大型连锁商场，公司需要构建一个数据库系统以方便管理其业务运作活动 ? 需求分析结果： ? 1、商场需要记录的信息包括：商场编号（编号唯一）、商场名称、地址和联系电话； ? 2、每个商场包含有不同的部门，部门需要记录的信息包括：部门编号（编号唯一）、 部门名称、位置分布和联系电话； ? 3、每个部门雇佣多名员工处理日常事务，每个员工只能隶属于一个部门，员工需 要记录的信息包括：员工编号（编号唯一）、姓名、岗位、电话号码和工资； ? 4、每个部门的员工中有一名是经理，每个经理只能管理一个部门，系统需要记录 每个经理的任职时间。 1、E-R 图 2、关系模式 ? 商场（商场编号，商场名称，地址，联系电话） ? 部门（部门编号，部门名称，位置分布，联系电话，商场编号） – 外键：商场编号 ? 员工（员工编号，员工姓名，岗位，电话号码，工资，部门编号） – 外键：部门编号 ? 经理（员工编号，任职时间） – 外键：员工编号 ? 为使商场有紧急任务时能联系到轮休的员工，要求每位员工必须登记且只能登记一 位紧急联系人的姓名和联系电话，不同的员工可以登记相同的紧急联系人，则在E-R 图中还需添加的实体是什么？该实体和图中的员工存在什么样的联系（联系类型）。给出该实体的关系模式。 ? 紧急联系人，1：n 商场 经理 部门 员工 联系1 联系2 联系3 联系4 1 m n 1 m 1 1 1
? 紧急联系人（员工编号，姓名，联系电话） 二、问题描述：某公司拟开发一多用户电子邮件客户端系统，部分功能的初步需求分析结果如下： ? （1）邮件客户端系统支持多个用户，用户的信息主要包括用户名和用户密码，且 系统的用户名不可重复。 ? （2）邮件帐号信息包括邮件地址及其相应的密码，一个用户可以拥有多个邮件地 址。 ? （3）一个用户可以拥有一个地址簿，地址簿信息包括联系人编号、姓名、电话、 单位地址、邮件地址1、邮件地址2、邮件地址3等信息。地址簿中的一个联系人只能属于一个用户，且联系人编号唯一标识一个联系人。 ? （4）一个邮件帐号可以含有多封邮件，一封邮件可以含有多个附件。邮件主要包 括邮件号、发件人地址、收件人地址、邮件状态、邮件主题、邮件内容、发送时间、接收时间。其中邮件号在整个系统内唯一标识一封邮件，邮件状态有已接收、待发送、已发送和已删除4种，分别表示邮件是属于收件箱、发件箱、已发送箱和废件箱。一封邮件可以发给多个用户。附件信息主要包括附件号、附件文件名、附件大小。一个附件只属于一封邮件，附件号仅在一封邮件内唯一。 2、E-R 图 3、关系模式 ? 用户（用户名，用户密码） ? 地址簿（用户名，联系人编号，姓名，电话，单位地址，邮件地址1，邮件地址2， 邮件地址3） – 外键：用户名 ? 邮件帐号（邮件地址，邮件密码，用户名） – 外键：用户名 ? 邮件（邮件号，发件人地址，收件人地址，邮件状态，邮件主题，邮件内容，发送 时间，接收时间） – 外键：发件人地址，收件人地址 ? 附件（邮件号，附件号，附件文件名，附件大小） – 外键：邮件号 地址簿 邮件帐 邮 件 附 件 用 户 拥有1 拥有2 属于 包含 1 1 1 m 1 1 m m
数据库设计规范化的五个要求 通常情况下，可以从两个方面来判断数据库是否设计的比较规范。一是看看是否拥有大量的窄表，二是宽表的数量是否足够的少。若符合这两个条件，则可以说明这个数据库的规范化水平还是比较高的。当然这是两个泛泛而谈的指标。为了达到数据库设计规范化的要求，一般来说，需要符合以下五个要求。 要求一：表中应该避免可为空的列。 虽然表中允许空列，但是，空字段是一种比较特殊的数据类型。数据库在处理的时候，需要进行特殊的处理。如此的话，就会增加数据库处理记录的复杂性。当表中有比较多的空字段时，在同等条件下，数据库处理的性能会降低许多。 所以，虽然在数据库表设计的时候，允许表中具有空字段，但是，我们应该尽量避免。若确实需要的话，我们可以通过一些折中的方式，来处理这些空字段，让其对数据库性能的影响降低到最少。 一是通过设置默认值的形式，来避免空字段的产生。如在一个人事管理系统中，有时候身份证号码字段可能允许为空。因为不是每个人都可以记住自己的身份证号码。而在员工报到的时候，可能身份证没有带在身边。所以，身份证号码字段往往不能及时提供。为此，身份证号码字段可以允许为空，以满足这些特殊情况的需要。但是，在数据库设计的时候，则可以做一些处理。如当用户没有输入内容的时候，则把这个字段的默认值设置为0或者为N/A。以避免空字段的产生。 二是若一张表中，允许为空的列比较多，接近表全部列数的三分之一。而且，这些列在大部分情况下，都是可有可无的。若数据库管理员遇到这种情况，笔者建议另外建立一张副表，以保存这些列。然后通过关键字把主表跟这张副表关联起来。将数据存储在两个独立的表中使得主表的设计更为简单，同时也能够满足存储空值信息的需要。 要求二：表不应该有重复的值或者列。 如现在有一个进销存管理系统，这个系统中有一张产品基本信息表中。这个产品开发有时候可以是一个人完成，而有时候又需要多个人合作才能够完成。所以，在产品基本信息表产品开发者这个字段中，有时候可能需要填入多个开发者的名字。 如进销存管理中，还需要对客户的联系人进行管理。有时候，企业可能只知道客户一个采购员的姓名。但是在必要的情况下，企业需要对客户的采购代表、仓库人员、财务人员共同进行管理。因为在订单上，可能需要填入采购代表的名字;可是在出货单上，则需要填入仓库管理人员的名字等等。 为了解决这个问题，有多种实现方式。但是，若设计不合理的话在，则会导致重复的值或者列。如我们也可以这么设计，把客户信息、联系人都放入同一张表中。为了解决多个联系人的问题，可以设置第一联系人、第一联系人电话、第二联系人、第二联系人电话等等。若还有第三联系人、第四联系人等等，则往往还需要加入更多的字段。 可是这么设计的话，会产生一系列的问题。如客户的采购员流动性比较大，在一年内换了六个采购员。此时，在系统中该如何管理呢?难道就建立六个联系人字段?这不但会导致空字段的增加，还需要频繁的更改数据库表结构。明显，这么做是不合理的。也有人说，可以
关系数据库设计（新授课教案七） 【教学目标】 1、能说出关系数据库设计中存在的问题 2、会背诵函数依赖、范式和模式分解等概念 3、能说出关系数据库设计的步骤 4、学会设计简单的关系数据库 5、知道E-R模型设计和关系模型的转换规则 【教学重点】 1、会背诵函数依赖、范式和模式分解等概念 2、能说出关系数据库设计的步骤 3、学会设计简单的关系数据库 【教学难点】 1、如何将一个不规范的关系模式分解为一个好的关系模式 2、能够判断各关系模式属于哪一个范式 【教学方法】 尝试教学法、讲授法、案例讲解法、分组讨论 教师采用尝试教学法，先让学生自学，教师讲解概念和练习，最后教师强调难点，在讲解过程采用了案例讲解法 【教学时间】 四课时 【教具教参】 1、教具：多媒体、课件 【教学过程】 第一课时 一、导入新课 教师使用大屏幕展示表6-1UN表和SG表、SD表、DM表 学生观察后回答以下问题： 1.系名和系主任重复出现，是否造成存储空间的严重浪费。 2.如果某个系刚成立，尚无学生或者有了学生但还没有选课，所以无法将该系的系名和系主任插入到该表中，怎么办？ 3.如果某个系的学生全部毕业了，删除该系学生及其选课信息的同时，会把系名和系主任的信息同时删除，这样有问题吗？ 教师根据学生的回答导出课题
二、讲授新课 （一）关系数据库设计中的问题 教师引导学生对比6-1UN表和SG表、SD表、DM表和6-3表 学生说出6-1UN表和SG表、SD表、DM表和6-3表有什么不同从以下几方面思考： 1、一个系有若干学生，但一个学生只属于一个系。 2、一个系只有一名系主任。 3、一个学生可以选修多门课程，每门课程可有若干学生选修。 4、每个学生学习每门课程后有一个成绩。 教师总结表UN、SG表、SD表DM表中的问题，导出关系数据库设计中易出现大的问题如下： 1、数据冗余：数据重复存放造成空间浪费。 2、插入异常：主键值为空或部分为空的记录是不能存入到表中的。 3、删除异常：删除一个信息的同时，会把其他的信息一起删除。 学生有不理解的地方，提出并一起探讨如下： 1、模式：UN(学号，课程号，成绩，系名，系主任) 教师提问：UN中存在多个实体型和联系，该关系模式好不好 2、改造分解为SD、DM和SG三个关系模式： SD(学号，系名) 学号为主键 DM(系名，系主任) 系名为主键 SG(学号，课程号，成绩) 学号，课程号为主键 教师提问：这种分解好！为什么？ 3、改造分解为SD、SM和SG三个关系模式： SD(学号，系名) 学号为主键 SM(学号，系主任) 学号为主键 SG(学号，课程号，成绩) 学号、课程号为主键 教师提问：这种分解好不好？为什么？ 第二课时 （二）．函数依赖 教师举例：函数系名=f（学好），成绩=f（学号，课程） 学生分析两个函数的关系之间各个值之间的关系 教师导出： 教师举例分析：例如，选课关系：SC(学号, 课程号，成绩)