学生管理系统CDM模型(共7页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上第四讲：学生管理系统CDM模型教学目的：要求学生在理解概念数据模型（CDM: Conceptual Data Model）基本概念的基础上，能够根据“学生管理系统”的具体要求，建立符合功能要求的概念数据模型，能够根据相关课程中学习的规范化理论的要求对模型进行合理的简化，并且使得模型能够适用实际开发系统的需求，同时应用好反规范化的思想。模型中实体之间的联系应该科学合理，学生能应用Power Designer软件分析设计工具快速解决设计中的问题。教学重点和难点：实体的抽象、实体的规范化与非规范化、实体间联系的定义教学方式和手段：课堂讲授；课堂演示，师生互动。教学内容：一、

2、 学生管理系统分析1、 功能要求学生管理、成绩管理、选课管理、职工管理、活动管理、教材管理、宿舍管理、图书管理、仪器设备使用管理、院系管理2、 可能包含的实体学生、课程、学校、院系、职工、活动、教材、宿舍、图书、仪器设备等。3、 分析后可能产生的实体学生简历、学生家庭情况、学生奖励处分情况等等。二、 分析后建立的初步模型1、 标定联系和非标定联系的区别2、 多对多联系的分解3、 字典数据的建立（一般方法）4、 新实体的发现（设备卡片、图书卡片、简历等）5、 规范化实体的建立6、 反规范化的应用（字典名称、代码的问题）7、 递归联系的建立（院系）8、 属性分析（为每个实体添加属性）9、 数据类型

3、定义三、 模型设计中的规范化与反规范化问题规范化理论是研究实体中实体属性之间关系的科学。非规范化关系存在的问题： 插入异常修改异常删除异常例：有如下概念数据模型生成的物理数据模型（MS SQL Server2000），在数据库中存放一些记录，看看这三种异常的情况。学号(pk)姓名性别生日活动号（pk）活动标准开始时间结束时间活动金额王一男80/10/10乒乓球2.00/小时2005/10/01：08：01：062005/10/01：09：10：09计算值王二男81/11/12羽毛球4.00/小时2005/11/11：08：11：162005/10/01：09：11：09计算值李三女81/10/

4、11游泳3.00/小时2005/12/12：09：11：162005/10/01：11：11：09计算值李四女81/12/09游泳3.00/小时2005/12/12：09：11：162005/10/01：11：11：09计算值l 插入异常赵五，女，81/11/12，刚刚入学，没有参加任何活动，活动号为空值，这条信息不能加入。增加王一参加（或本项活动）时，不能插入！l 修改异常修改游泳活动项目时，需要修改两条信息（李三、李四）！l 删除异常学生毕业时，需要删除学生信息，但连同活动的标准也删除了！解决办法： 模式分解，做到一个主题一个模式！即：学生、活动，参加的活动情况使用中间表。1、 规范化理论

5、（P152）前提为了使数据库设计的方法走向完备，人们研究了规范化理论，从1971年起，E.F.Codd就提出了这一理论，目前规范化理论的研究已经有了很大的进展。一般来说，关系必须是规范化的（Normalization）,即每个数据项必须是不可分的数据项，但这只是最基本的规范化，并非所有规范化的关系都能很好地描述现实世界，必须作进一步的分析，以确定如何设计一个好的、反映现实世界的关系模式。关系数据库中的关系应该满足一定的要求，满足不同程度要求的为不同范式，满足最低要求的叫第一范式，简称1NF。在第一范式中进一步满足一些要求的为第二范式，其余依此类推。从范式来讲，主要是E.F.Codd所作的工作，

6、他提出了规范化的问题，并给出了范式的概念。l 19711972年他系统地提出了1NF,2NF,3NF的概念。l 1974年Codd和Boyce有共同提出了新范式的概念，即BCNF。l 1976年Fagin又提出了4NF。l 后来，人们又提出了5NF。l 某一关系符合某个范式记作：RnNFl 范式之间的关系如下：5NF4NF3NF2NF1NF一个低一级的范式的关系模式，通过模式分解可以转换成为若干个高一级范式的关系模式的集合，这种过程叫做规范化。定义一：设R(U)是属性集U上的关系模式，X,Y是U的子集，若对于R(U)的任意一个可能的关系r, r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的

7、属性值不等，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”。l 若X®Y,但YX,则称X®Y是非平凡的函数依赖，若不特别申明，我们总是讨论非平凡的函数依赖。l 若X®Y则X叫做决定因素（Determinant）。l 若X®Y,Y®X,则记作X Y。定义二：在R(U)中，如果X®Y，并且对于X的任何一个真子集X都有XY,则称Y对X完全函数依赖，记作：,若X®Y,但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依赖，记作：。定义三：在R(U)中，如果X®Y，（YX），YX，Y®Z，则称Z对X传递函数依赖。定义四：设K为R

8、(U)中的属性或属性组合，若,则K为R的候选码（Candidate Key），若候选码多于一个，则选定其中的一个做为主码(Primary Key)。定义五：关系模式R(U)中属性或属性组X并非R(U)的码，但X是另一个关系的码，则称X是R(U)的外码（Foreign Key）几个范式l 第一范式所有的属性是不可再分的数据项。如：生卒年月，工资等。l 第二范式（消除非主属性对码的部分依赖）定义：若R(U)1NF,且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R(U)2NF。关系：学生成绩（学号，系别，住所，课程号，成绩）不符合2NF。码为：（学号，课程号）。（学号，课程号）成绩。（学号，课程号）系别，学号

9、系别；（学号，课程号）住所，学号住所；系别住所（因为每个系只住一个地方）。学号课程号成绩系别住所分析：一个关系模式R(U)不属于2NF，就会产生几个异常问题。插入异常：未选课学生无法插入删除异常：要删除学生选课信息，连同学生信息也要删除。修改异常：学生选择多门课程，修改学生信息时，需要修改多条。如何分解？，请同学们考虑l 第三范式（消除非主属性对码的传递依赖）定义：关系模式R(U)中若不存在这样的码X,属性组Y及非主属性Z(ZY)使得X®Y,Y®Z,YX成立，则称R(U)3NF。学号系别住所分析不符合第三范式产生的三种异常情况。l BCNF范式（消除主属性对码的部分和传递函

10、数依赖）定义：关系模式R(U)1NF,若X®Y且YX时X必含有码，则R(U)BCNF。也就是说，关系模式R(U)中，若每一个决定因素都依赖于码，则R(U)BCNF。结论： 所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖。 所有主属性对每一个不包含它的码，也是完全函数依赖。 没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。l 第四范式（消除非平凡且非函数依赖的多值依赖）多值依赖定义：设R(U)是属性集U上的一个关系模式，X,Y,Z是U的子集，并且Z=U-X-Y,多值依赖XY成立，当且仅当对R(U)的任一关系r，给定的一对（x,z）值有一组Y的值，这组值仅仅决定于x值而与z值无关。4NF定义：关系模式R(U)1NF，若XY(YX