数据库课程设计概要.pdf

《数据库课程设计概要.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据库课程设计概要.pdf（65页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、信息工程学院课 程 设 计 报 告设计名称：_ _ _ _ _ _ _ _ _ 数据库课程设计_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _姓 名：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _学 号：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _专业班级：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

2、 _ _ _ _ _ _系（院）：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _设计时间：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _设计地点：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _指导老师：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

3、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _一.课程设计目的数据库课程设计是为数据库原理及应用课程而独立开设的实践性课程，对于巩固数据库知识，加强学生的实际动手能力和提高学生综合素质十分必要。通过本实验达到以下目的：(1)培养学生具有C/S和 B/S/S模式的数据库应用软件系统的设计和开发能力。(2)熟练掌握一种数据库系统(如SQL SERVER)的使用。(3)熟练掌握一种数据库应用软件开发工具(如POWERBUILDER、ASP、VB.NET)的使用。(4)通过设计实际的数据库系统应用课题，进一步熟悉数据库管理系统的操作技术，提高动手能力，提高分析问题和解决问题的能力。二

4、.课程设计任务与要求：1 任务：学生选课系统问题描述：1)学校现有课程若干门。2)课程表的信息有课程号、名字、学分、学期、课时等。3)学生表的信息有学生号、名字、性别、年龄、。4)选课表的信息有选修课程号、学生的学号、课程学分。5)用户表信息有用户名、用户密码、用户权限。2、设计要求：1)实现学生表中学生信息的插入、修改、删除。2)实现课程表中课程信息的插入、修改、删除。3)实现选课表中得选修课程的选课信息查询、进行课程选择。4)管理员进行登陆后才能访问此数据库。5)设计一完整的数据库.要求掌握数据库的设计的每个步骤；掌握数据设计各阶段的输入、输出、设计环境、目标和方法；熟练的使用SQL语言实

5、现数据库以及数据库重要对象的建立、应用和维护。三.课程设计说明书1 需求分析(1)数据需求学生选修信息系统需要完成功能主要有：1、课程基本信息的输入查询、修改、删除，包括课程号、课程名字、学期、课程学分等.2、学生基本信息的的输入查询、修改、删除，包括学号、学生姓名、学生性别、学生年龄、系别等。3、学生选课的基本信息的选课信息查询、学生进行课程选择。4、管理员的基本信息的输入、查询、修改、包括用户名、密码。(2)事务需求在课程信息部分,要求：a.可以查询课程信息。b.可以对课程信息进行插入、修改及删除的操作。在学生信息部分,要求：a.可以查询学生信息：b.可以对学生信息进行维护，包括插入、修改

6、及删除的操作。在学生选课信息管理部分，要求:。a.可以学生选课信息。b.可以对学生选课信息进行查询及学生选课操作。在用户登录信息管理部分，要求：a.能够使用用户信息进行登录访问b.可以对用户个人信息进行修改、删除维护操作关系模式(1)课程类别(课程编号，课程名、课程学分、学期、课程学时)(2)学生类别(学生号，学生姓名，学生性别，学生年龄，学 生 系 别)(3)学生选课类别(课程号，学生号，学生成绩)(4)用户类别(用户名，用户密码，用户权限)(4)数据流程图(DFD)查询课程用户分数查询课程信息用户课程信息用户学生信息管理系统用户分数信息学生信息用户用户图 1-1顶层数据流图图 1-2 一层

7、数据流图注：D 1用户表D 2课程表D 3成绩表D 4学生表F 1 登录信息F3,F4,F5各种选课、学生信息F 2 用户信息F数据流数据处理数据存储F6各种信息F5图1-3二层数据流图F4图1-4二层数据流图(5)数据字典为了使各数据流，数据处理过程，存储过程不能反映其中的数据成，数据项目，数据特性，所以用数据字典来对数据流图中的各成份进行具体的定义，为系统的分析，设计及以后的实现提供供有关元素一致性定义和详细的描述数据流字典数据流名称：读者登录 标志符：F1别名：无来源：用户去向：查询处理过程(P)数据组成：用户名+密码+用户权限数据流名称：学生信息查询别名：无来源：用户去向：查询处理过程

8、(P2.3)数据组成：学号+姓名+性别+年龄+系别标志符：F5.3数据流名称：课程信息查询别名：无来源：用户去向：查询处理过程(P2.1)数据组成：课程号+课程名+学分+学时+课时标志符：F5.1数据流名称：成绩信息查询别名：无来源：用户去向：查询处理过程(P2.2)数据组成：学号+课程号+分数标志符：F5.2数据流名称：学生信息管理别名：无来源：用户去向：查询处理过程(P4.2)数据组成：学号+姓名+性别+年龄+系别标志符：F4.2数据流名称：课程信息管理别名：无来源：用户去向：查询处理过程(P4.3)数据组成：课程号+课程名+学分+学时+课时标志符：F4.3数据流名称：成绩信息管理别名：无

9、来源：用户标志符：F4.1去向：查询处理过程(P4.4)数据组成：学号+课程号+分数数据存储字典:数据存储名称：用户数据库描述：所有用户的信息流入数据流：F1涉及处理：P4P5数据组成：用户名+密码+用户权限标志符：D1数据存储名称：课程数据库描述：所有课程信息的详细资料流入数据流：F3涉及处理：P4P5标志符：D2数据组成：课程号+课程名+学分+学时+课时数据存储名称：成绩数据库描述：所有用户的成绩数据详细资料流入数据流：F3涉及处理：P4P5数据组成：学号+课程号+分数标志符：D3数据存储名称：学生数据库描述：所有学生信息的详细资料流入数据流：F3涉及处理：P4P5数据组成：学号+姓名+性

10、别+年龄+系别标志符：D4数据处理字典:数据处理名称：用户登录处理定义：登录系统激发条件：所输入用户民和密码正确输入：F1输出：F4,F5,F6标志符：P1数据处理名称：查询选择处理定义：选择查询方式激发条件：已选择查询方式输入：F5输出：F7标志符：P2.1数据处理名称：学生查询选择处理定义：选择查询方式激发条件：己选择查询方式输入：F4输出：F7标志符：P2.2数据处理名称：成绩查询选择处理定义：选择查询方式激发条件：已选择查询方式输入：F4输出：F7标志符：P2.3数据处理名称：课程查询选择标志符：P2.4处理定义：选择查询方式激发条件：已选择查询方式输入：F4输出：F7数据处理名称：管

11、理选择处理定义：选择管理功能激发条件：选择输入：F4输出：F8标志符：P4.1数据处理名称：成绩管理选择处理定义：选择管理功能激发条件：选择输入：F4输出：F8标志符：P4.2数据处理名称：学生管理选择处理定义：选择管理功能激发条件：选择输入：F4输出：F8标志符：P4.3数据处理名称：课程管理选择标志符：P4.4处理定义：选择管理功能激发条件：选择输入：F4输出：F82 概要设计(1)实体图及E-R图所要实现的功能设计，可能建立它们之间的关系，进而实现逻辑结构功能。该选课系统可以划分的实体有：用户实体，学生实体，课程实体，选课记录实体。用户信息实体图：图 2 T 用户实体及其属性图学生信息实

12、体图:图 2-2 学生实体及其属性图课程信息实体图图 2-3 课程实体及其属性图选课记录信息实体图图 2-4 选课记录实体及其属性图选课信息 用户信息图2-5总的E-R图3 逻辑设计表 3-1课程表表中列名数据类型可否为空说明CnoVarchar(lO)not null(主键)课程号CnameVarchar(20)not null课程名Ccredtintnull学分Csemesterintnull学期Cperiodintnull课时表 3-2学生表表中列名数据类型可否为空说明SnoVarchar(lO)not null(主键)学生号Snamevarchar(8)not null姓名Ssexva

13、rchar(2)not null性别Sageintnot null年龄SdeptVarchar(20)null院系表 3-3 成绩表表中列名数据类型可否为空说明CnoVarchar(lO)Not null(主键)课程号SnoVarchar(lO)Not null(主键)学生号gradeintnull成绩表 3-4 用户表表中列名数据类型可否为空说明userNameVarchar(16)Not null(主键)用户名userPasswordVarchar(16)Not null密码userPurviewVarchar(8)null用户权限4关系图图|口 演 有列)=SnoCnoF l grade

14、4-15物理设计数据库物理设计阶段的任务是根据具体计算机系统（D BM S和硬件等）的特点，为给定的数据库模型确定合理的存储结构和存取方法。所谓的“合理”主要有两个含义：一个是要使设计出的物理数据库占用较少的存储空间，另一个对数据库的操作具有尽可能高的速度。主要体现在后者。(1)(2)建立索引：对课程表在C n o属性列上建立聚集索引，在Cname,Ccredt.Csemester,Cperiod属性列上建立非聚集索引。对学生表在Sno属性列上建立聚集索引，在Sname,Ssex,Sage,Sdept属性列上建立非聚集索引对成绩表在Cno,Sno属性列上建立聚集索引，在grade属性列上建立非

15、聚集索引对用户表在userName属性列上建立聚集索引，在userPassword,userPurview属性列上建立非聚集索引存储结构确定数据库的存储结构主要指确定数据的存放位置和存储结构，包括确定关系、索引、日志、备份等的存储安排及存储结构，以及确定系统存储参数的配置。将日志文件和数据库对象（表、索引等）分别放在不同的磁盘可以改进系统的性能。所以系统将日志文件和数据文件存放在不同磁盘上。6.数据库建立(1)创建数据库create database 1 1 1on(name=lll data,fllename=E:sqlni data.mdf,size=5MB,maxsize=20MB,fi

16、legrowth=2MB)log on(name=lll_log,filename-E:sqllll_log.ldf,size=lMB,maxsize=20MB,filegrowth=20%)(2)创建学生信息表create table 学生表(Sno char(10)primary key,Sname char(10)unique,Ssex char(5),Sage int,Sdept char(8)；(3)创建课程信息表create table 课程表(Cno char(10),Primary key(cno),Cname char(10),Ccredt char(10)Csemester

17、 char(10)Cperiod char(10)；(4)创建成绩表create table 成绩表(Sno char(10),Cno char(10),grade smallint,Primary key(sno,cno),foreign key(sno)references student(sno),foreign key(cno)references course(cno)；(5)创建用户表create table 用户表(userName char(10)userPassword char(20)userPurview char(10)7.数据初始化(1)往学生信息表插入数据inser

18、t into 4(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)values(11341insert into 学生表 values(l 1342,刘晨:女,19,cs);insert into 学生表 values，11343,王敏，女,18,ma);insert into 学生表 丫 21配$(11344,张 立 ,男 ,20,y);(2)往课程信息表插入数据insert into 课程表(Cno Cname Ccredt Csemeste Cperiod)values(1001,数据库,4,3,80);insert into 课程表 values(1002,数学,5,2,，75);

19、insert into 课程表 丫 4 问(1003;信息系统？4,2,65);insert into 课程表 values(1004，操作系统？3,3,90);(3)往成绩表插入数据insert into 成绩表(sno,cno,grade)values(l 1341,1001,92);insert into 成绩表 values(11342,1002,85);insert into 成绩表 values，11343,1003,88);insert into 成绩表 valuesC 11344,1004,90);(4)往用户表插入数据insert into 用户表(username user

20、Password userPurview)values(姚春振,123,超级用户)insert into 用户表 values(李龙龙,123,管理员)insert into 用户表 values(毋康康,123,一般用户)insert into 用户表 values(吕斌,123,管理员)8.数据库权限管理该系统设置三种类型的用户(1)管理员：李龙龙，吕斌(2)超级用户：姚春振(3)一般用户：毋康康9、建立触发器，存储过程-建立学生信息管理的存贮过程create procedure studentmessageasbeginselect sno,sname from tbl_学生表endgo

21、exec studentmessagego-建立课程信息的存贮过程create procedure coursemessageasbeginselect sno,sname from tbl_课程表endgoexec coursemessagego-创建触发器 score_grade_tricreate trigger score_grade_trion sc for insert,updateasdeclare score_read intselect score6ad=grade from insertedif score_read=0 and score_read 0r o l I ba

22、ck tr an s act i o nE n d1 0系统实现(1)系统功能模块图：系统功能模块图如图10-1图 1 0-1 系统功能模块图四个子系统的功能如下：登录子系统：可以实现学生选课系统管理员。学生信息管理子系统：主要用于管理员对学生信息添加、修改、删除操作，实现学生信息数据的更新。课程信息管理子系统：主要用于管理员对选修课程信息的添加、修改、删除管理，实现课程信息数据的更新。成绩表管理子系统：主要用于管理员对选课信息的查询和学生进行选课操作。(2)前台开发平台的选择：VB.NET(3)VB.NET与数据库的连接A D O.N E T 是 V B.N E T 访问数据库的主要方式。A

23、 D O.N E T 的数据访问方式A D O.N E T 的数据存取A P I 提供3种数据访问方式：a)通过OD BC相连，访问支持早期OD BC协议的数据库。b)通过OLE D B 相连，访问S QLS er v er 2 0 0 5,M icr os oft A cces s,Or acle 或者其他有提供OLE D B 连接能力的数据库c)使用S q lConnect ion 直接S QL S er v er 2 0 0 5 相连V B.N E T 访问数据库的具体过程a)创建数据库连接A D O.N E T 中使用S q lConnect ion类对S QL S er v er 2

24、 0 0 5 以及更高版本进行连接，这个类的构造函数接受一个可选参数，称为连接字符串，该字符串用于定义正在连接的数据库的类型、位置以及其他信息，这些属性用分号分隔，通常该字符串包含如下信息：D at a S ou r ce特性：指定S QL S er v er 数据库所在计算机名称；I nit ial Cat alog特性：指定连接的S QL S er v er 数据库的名称；u s er N ame和u s er P as s w or d特性:指定用S QL S E RV E R登录方式的有效帐户名和密码或设置为：int egr at ed s ecu r it y=S S P I设置为W

25、 indow s 登录方式。b)填充数据创建数据源连接以后，接下来创建数据适配器，适配器在创建过程中需要向其传递两个要素：用于包含结构化查询语句的数据描述和用于指明数据库连接信息的连接描述，创建后可利用F ill方法，将所需的数据填充在一个数据集(D at aS et)中。c)关闭数据库的连接由于D at aS et 采用是断开连接的方式，所以当把数据填充到数据集后即可断开与数据库的连接。d)为控件指定数据源数据填充到数据集后，要在窗体上显示出来，则必须把相应的数据表绑定到数据控件上。具体实现代码如下：u s ing S ys t em;u s ing S ys t em.Collect io

26、ns.G ener ic;u s ing S ys t em.Linq;u s ing S ys t em.T ext;u s ing S ys t em.D at a;u s ing S ys t em.D at a.S q lClient;u s ing S ys t em.W indow s.F or ms;names p ace heyp u blic clas s D at aBas e(p u blic S q lConnect ion dat aConnect ion=new S q lConnect ion();p u blic S q lD at aA dap t er da

27、t aA dap t er;p u blic D at aS et dat aS et =new D at aS et();s t r ing conns t r =/s er v er=P C-2 0 1 0 0 9 0 8 T ULP;dat abas e=mys q l;int egr at ed s ecu r i t y=S S P I，z;p u bl i c D a t a S e t Ge t D a t a Fo r m D B(s t r i n g s q l S t r)t r y(d a t a C o n n e ct i o n.C o n n e ct i o

28、n s t r i n g=co n n s t r;d a t a A d a p t e r =n e w S q l D a t a A d a p t e r(s q l S t r,d a t a C o n n e ct i o n);d a t a S e t.C l e a r ();d a t a A d a p t e r.Fi l l(d a t a S e t);d a t a C o n n e ct i o n.C l o s e();)ca t ch (Ex ce p t i o n e x)(Me s s a ge B o x.S h o w(e x.Me s

29、s a ge);d a t a C o n n e ct i o n.C l o s e();)i f (d a t a S e t.Ta b 1 e s 0 .Ro w s.C o u n t !=0)(r e t u r n d a t a S e t;)elsereturn null;)public bool UpdateDB(string sqlStr)Sq 1 Connec t i on sqlConn=new I (onnec t i on(connstr);try(SqlCommand cmdTable=new SqlCommand(sqlStr,sqlConn);cmdTabl

30、e.CommandType=ConiniandType.Text;sqlConn.OpenO;cmdTable.ExecuteNonQuery();sqlConn.Close 0;return true;)catch(Exception ex)(MessageBox.Show(ex.Message);return false;)(4)登录系统模块及代码a)学生成绩管理系统登录界面如图10-2图10-2学生选课系统登录界面图登陆代码为:tryD a t a B a s e d b=n e w D a t a B a s e();D a t a S e t d s =n e w D a t a S

31、 e t();s t r i n g s q l S t r =s e l e ct u s e r Pa s s w o r d,u s e r Pu r v i e w f r o m 用户表 w h e r e u s e r Na m e=+t x t u s e r Na m e.Te x t.Tr i m O+d s =d b.Ge t D a t a Fo r m D B(s q l S t r);s t r i n g s t r l,s t r 2,s t r 3;s t r l =d s.Ta bl e s 0 .Ro w s 0 .I t e m A r r a y 0

32、.To S t r i n gO.Tr i m O；s t r 3 =d s.Ta bl e s 0 .Ro w s 0 .I t e m A r r a y 1 .To S t r i n gO.Tr i m O；s t r 2 =t x t Pa s s Wo r d.Te x t.Tr i m O;i f (s t r l =s t r 2)(i f (s t r 3 =co m bo B o x l.Te x t.To S t r i n gO.Tr i m O)Fo r m 2 o b_ Fo r m 2 =n e w Fo r m 2();s h u z u.u s e r l n

33、 f o 0 =t x t u s e r Na m e.Te x t.Tr i m O；s h u z u.u s e r l n f o l =d s.Ta bl e s 0 .Ro w s 0 .I t e m A r r a y 1 .To S t r i n gO;o b_ Fo r m 2.S h o w ();t h i s.Hi d e();)e l s eMe s s a ge B o x.S h o w (用户权限错误，请重新输入”)；co m bo B o x l.Te x t =co m bo B o x l.Fo cu s ();e l s e(Me s s a ge

34、 B o x.S h o w(用户名或密码错误，请重新输入“)；t x t u s e r Na m e.Te x t =t x t Pa s s Wo r d.Te x t =t x t u s e r Na m e.Fo cu s();)ca t ch(Me s s a ge B o x.S h o w(用户名或密码错误，错误);)学生选课系统主界面如图10-3略图10-3学生选课系统主界面学生信息管理界面如图10-4图10-4学生信息管理界面可以进行学生信息的添加、修改、删除操作。代码如下：t r y(i f (bu t t o n l.Te x t.Tr i m O=添加)(bu t

35、t o n l.Te x t =确定;Obj Op e n ();C l e a r 0;bu t t o n 2.En a bl e d =f a l s e;bu t t o n 3.En a bl e d =f a l s e;bu t t o n 4.En a bl e d =f a l s e;)e l s e(bu t t o n l.Te x t =添加；i f (t x t I D.Te x t.Tr i m O!=&t x t Na m e.Te x t.Tr i m O!=s t r i n g s q l S t r;s q l S t r =i n s e r t i

36、n t o 学生表 v a l u e s(+t x t I D.Te x t.Tr i m。+t x t Na m e.Te x t.Tr i m()+，+co m S e x.Te x t.Tr i m O+t x t A ge.Te x t.Tr i m O+，+t x t S d e p t.Te x t.Tr i m O+)；D a t a B a s e d b=n e w D a t a B a s e();bo o l b;b=d b.Up d a t a D B(s q l S t r)：if(b=true)(if(MussageBox.Show(添 力H成功！继续添加吗？“

37、，添加学生，.BoxBut tons.YesNo,MessageBoxIcon.Question,MessagoBoxDofau11 Bn11 on.Button1)=Di a IogResut.Yes)(/Clear();/ObjCloseO;RefresDataO;/buttonl.Text=Form3_Load(null,null);button2.Enabled=true;button3.Enabled=true;button4.Enabled=true;)else(ObjCloseO;button2.Enabled=true;button3.Enabled=true;button4.

38、Enabled=true;dgrdvStudent.Enabled=true;)else(goto exit;)elseMessageBox.Show(“学号和姓名不能为空);txtID.Focus();buttonl.Text=确定;RefresDataO;txtID.SelectAll();修改：try(if(button2.Text.Trim()二二修改)(button2.Text=确定;buttonl.Enabled=false;button3.Enabled=false;bu t t o n 4.En a bl e d =f a l s e;t x t Na m e.En a bl

39、e d =t r u e;t x t A ge.En a bl e d =t r u e;t x t S d e p t.En a bl e d =t r u e;co m S e x.En a bl e d =t r u e;t x t Na m e.Fo cu s ();e l s e(bu t t o n 2.Te x t =修改;bu t t o n l.En a bl e d =t r u e;bu t t o n 3;En a bl e d =t r u e;bu t t o n 4.En a bl e d =t r u e;Obj C l o s e O;s t r i n g

40、s q l S t r;s q l S t r =u p d a t e 学生表 s e t S n a m e=+t x t Na m e.Te x t.Tr i m()+,S s e x=+co m S e x.Te x t.Tr i m()+S a ge=+t x t A ge.Te x t.Tr i m O+,S d e p t=+t x t S d e p t.Te x t.Tr i m O+w h e r e S n o=+t x t I D.Te x t.Tr i m O+D a t a B a s e d b=n e w D a t a B a s e();d b.Up d a

41、 t a D B(s q l S t r);Re f r e s D a t a O;)ca t ch (Ex ce p t i o n e x)(Me s s ci ge B o x.S h o w (e x.Me s s a ge);)删除t r y(i f (bu t t o n 3.Te x t.Tr i m O=删除)(bu t t o n 3.Te x t =确定;bu t t o n l.En a bl e d =f a l s e;bu t t o n 2.En a bl e d =f a l s e;bu t t o n 4.En a bl e d =f a l s e;e

42、l s e(bu t t o n 3.Te x t =删除；bu t t o n l.En a bl e d =t r u e;bu t t o n 2.En a bl e d =t r u e;bu t t o n 4.En a bl e d =t r u e;Obj C l o s e();s t r i n g s q l S t r;s q l S t r =d e l e t e f r o m 学生表 w h e r e S n o=+t x t I D.Te x t.Tr i m()+D a t a B a s e d b=n e w D a t a B a s e ();d b

43、.Up d a t a D B(s q l S t r);Re f r e s D a t a O;Fo r m 3 _ Lo a d(n u 1 1,n u l l);)ca t ch (Ex ce p t i o n e x)(Mcs s SN,S#-SD。下面我们先通过一个例子来说明设计不好的关系模式会存在什么问题，分析这些问题产生的原因，从中寻找出设计一个好的关系模式方法。当我们要建立一个数据库来描述学校中的情况时，所面临描述对象有学生（用学号S#描述），系（用系名SD描述），系负责人（用系负责人姓名DM描述），课 程（用课程名CN描述）和 成 绩（用G描述），于是我们得到了这样一组属

44、性：U=S#,SD,DM,CN,G.现实世界的已知事实告诉我们：（1）一个系有若干学生，但每个学生只能属于一个系；（2）一个系只有一名负责人；（3）一个学生可以选修多门课程，而每门课程又可被若干学生同时选修；（4）每个学生学习每门课程只有一个成绩；于是，我们得到了属性组U上的一组 函 数 依 赖：F=S#-SD,SD-DM,（S#,CN）-G）因 此 一 个 关 系 模 式 应 当 描 述 为：R（U,D,DOM,F）。这其中：（1）R是关系名；（2）U是一组属性，即组成R的全部属性的集合；（3）D为域的集合，即属性取值范围的集合：（4）DOM为U与D之间的映象；（5）F是属性组U上的一组函数

45、依赖。由于域的定义对关系模式设计关系不大，（3）和（4）往往可以忽略，于是我们得到了学校数据库模式：S（U,F）。这个模式有下述3个缺点：（1）有较大的冗余度。比如，每个系的负责人姓名，要与该系每个学生学习每一门课程的成绩出现的次数一样多，同一数据的重复存贮，不仅仅多占用了存贮空间，同时也为数据库的修改带来困难。例如某系的负责人更换了，那就必须逐一修改有关这个系的每一个元组；（2）插入异常。如果一个系刚刚成立,尚没有学生，那么我们就无法把这个系及其负责人的信息存入到某个元组中去，可能有人会这样想，先存入系及负责人的信息，放一空值在这个元组的其他项上，但由于S#和CN是这个关系的关键字，就要用到

46、带空值的关键字对元组的查找，而关键字为空值的元组是通常都是不容许在关系中存在的。（3）删除异常。如果一个系的学生全部毕业了，我们在删除该系学生选修课程的信息的同时，也把这个系及其负责人的信息也丢了。上述这些缺点非常不利于数据库的维护和应用，所以我们说，它是一个不好的数据库模式，一个好的模式应当不会发生插入和删除异常，而且冗余要尽可能少，在操作过程中不致产生信息的丢失和造成数据的不一致。产生插入和删除异常的原因可以从对关键字的定义看出，一个关系中的两个元组，如果关键字相同，那么别的属性值也一定相同，也就是说这两个元组一定是同一元组，因而关键字是一个元组区别于其它元组的依据，同时也是一个元组赖以生

47、存的依据，因为任何事物只有当它能区别于别的事物时，谈到它的存在才是有意义的，因而关键字或关键字的一部分为空值的元组是不可能在关系中存在的。消除插入异常和删除异常的办法就是进行模式分离，例如，把上述关系模式分解成以下三个关系模式：SD（S#,SD,S#-SD）,SG（S#,CN,G,（S#,CN）-G,D（SD,DM,SD-DM）这时，一个关系只用来描述一个实体或实体之间的一种联系，下面介绍的规范化理论就是基于这一简单概念的。在1.4.5中我们曾提过：关系中的每一个分量必须是不可再分的数据项，这就是一种最基本的规范化（也称第一范式），并非这一简单的规范化关系都能很好的描述现实世界，必须作进一步的

48、分析以确定如何设计一个好的、反映现实世界的模式。通常是根据一个关系所具有属性之间的依赖情况来判定其是否具有某些不合适的性质，按属性间依赖情况区分关系规范化的程度为第一范式，第二范式，第三范式，第四范式等，其中第一、二、三范式是Codd最早定义的。后来人员又陆续提出了BC范式、第四范式和第五范式。1.5.2 函数依赖函数依赖是关系数据库设计中的一个重要概念，下面我们给出函数依赖的定义。定义1。设R（U）是属性集U上的一个关系模式，X,Y是U的子集。若对于R（U）中任意可能关系r（即对于每一时刻的数据库中对应于关系模式R的内容），r中不可能有两个元组在X的属性分量相等，而同时在Y的属性分量值却不等

49、，则 称“X函数决定Y，或称Y函数依赖于X。记作X-Y。将上述定义说得更明确一些，就是对于r中的属性或属性组X的每一个值，r中Y只有一个值与之对应。例如，若X是R的关键字的属性集合，则对于这一关系的所有属性子集Y,都有X-Y成立，这是因为关键字唯一地决定一个元组。当两个元组的关键字相等时，这两个元组内容也必相等，即它们所有的属性值都相等，因此不可能存在这样两个元组，它们在X关键字属性值上相等，而在Y值上却不等。又如姓名和年龄，在没有同名的情况下，姓名-年龄，这里年龄对于姓名的函数依赖关系，必须是在没有同名的条件下成立，如果有相同的姓名，则年龄就不再函数依赖于姓名了。对于函数依赖，必须说明几点的

50、是：（1）当我们在确定关系模式R中的某个函数依赖时，是指R的所有可能关系诸K必须满足这个函数依赖；反之，如果R中只要有一个关系r不满足这个函数依赖，我们就认为R不存在这个函数依赖；（2）一个关系模式R上的函数依赖的确定，只能从属性的含义上来说明，而不能从数学上来说明，它仅是一个语义范畴的概念；(3)只有数据库的设计者才能确定是否存在函数依赖，例如，一旦确定SN，S D,则实际上规定一个学生只能在一个系中，排斥了他处在两个系的可能性。若X Y,而且Y a X,则称X-Y是非平凡函数依赖，下面的讨论均基于此定义。(1)若X-Y,X称作决定因素；(2)若X-Y,Y-X,则记作XY；(3)若Y不依赖于