導(dǎo)語：學(xué)員信息管理數(shù)據(jù)庫模型分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1關(guān)系數(shù)據(jù)庫簡述

數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展至今已有40多年的歷史，它作為數(shù)據(jù)管理的有效手段，大大促進了計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。從早期的文件系統(tǒng)到層次數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫，從關(guān)系數(shù)據(jù)庫到面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫，以及面向不同應(yīng)用的時態(tài)數(shù)據(jù)庫、演繹數(shù)據(jù)庫等等，均向人們展示了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景［2］。關(guān)系數(shù)據(jù)庫，顧名思義是建立在關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫，借助于集合代數(shù)、離散數(shù)學(xué)等概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫是一個被組織成一組擁有正規(guī)描述的表格，該形式表格作用的實質(zhì)是裝載著數(shù)據(jù)項的特殊收集體。這些表格中的數(shù)據(jù)以許多不同的方式被存取或重新召集而不需要重新組織數(shù)據(jù)庫表格［3］。除了相對容易創(chuàng)建和存取之外，關(guān)系數(shù)據(jù)庫具有容易擴充的優(yōu)勢。在最初數(shù)據(jù)庫創(chuàng)造之后，一個新的數(shù)據(jù)種類能被添加而不需要修改所有的現(xiàn)有應(yīng)用軟件。目前主流的關(guān)系數(shù)據(jù)庫有Oracle、SQL、Aceess、DB2、MySQL、SQLServer、Sybase等等［4］。根據(jù)本校辦學(xué)規(guī)模和處理信息量，采用ACEESS作為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的管理工具。

2數(shù)據(jù)庫模型建立

2．1應(yīng)用需求抽象

根據(jù)學(xué)員信息管理的具體任務(wù)，按照管理功能進行業(yè)務(wù)劃分和模塊化設(shè)計。按照簡單性、獨立性及完整性原則，學(xué)員信息管理系統(tǒng)后臺可以分為以下幾個子系統(tǒng):即學(xué)員檔案管理子系統(tǒng)、課程管理子系統(tǒng)、成績管理子系統(tǒng)、中隊管理子系統(tǒng)、管理統(tǒng)計子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)、系統(tǒng)維護子系統(tǒng)。(1)學(xué)員檔案管理子系統(tǒng)學(xué)員檔案管理主要有學(xué)員管理、批量學(xué)員添加、按中隊批量學(xué)員添加等功能。(2)課程管理子系統(tǒng)課程管理子系統(tǒng)主要有課程管理、批量課程添加、任課管理、任課添加等功能。(3)成績管理子系統(tǒng)成績管理子系統(tǒng)完成成績管理、批量成績添加、按中隊成績添加功能。(4)中隊管理子系統(tǒng)中隊管理子系統(tǒng)完成中隊管理、中隊批量添加兩個子模塊功能。(5)管理統(tǒng)計子系統(tǒng)管理統(tǒng)計子系統(tǒng)顯示學(xué)校基本信息，包括年級數(shù)、中隊數(shù)、學(xué)員數(shù)、教師數(shù)、課程數(shù)、用戶瀏覽統(tǒng)計等相關(guān)信息，還可完成學(xué)員統(tǒng)計、排名統(tǒng)計功能。(6)系統(tǒng)管理子系統(tǒng)系統(tǒng)管理子系統(tǒng)包括修改管理員密碼、帳號管理、干部管理、年級管理、學(xué)期管理功能。(7)系統(tǒng)維護子系統(tǒng)系統(tǒng)維護子系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置功能，包括站點名稱，站點LOGO設(shè)置，網(wǎng)站主體表格屬性設(shè)置，年級變遷(這里主要是對年級進行批量升級操作，也可以在中隊管理下單個進行升級)。

2．2數(shù)據(jù)庫表關(guān)系建立

關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式的建立，離不開數(shù)據(jù)表之間關(guān)系的建立，只有建立表之間的關(guān)系，整個數(shù)據(jù)庫才能形成一個系統(tǒng)，提供強大的信息存儲、查詢、和處理功能［5］。對比應(yīng)用需求說明和現(xiàn)實學(xué)校各部門的業(yè)務(wù)流程，設(shè)計數(shù)據(jù)庫表之間的關(guān)系如圖1所示。(1)學(xué)員和評語之間存在一對多的對應(yīng)關(guān)系，即一個學(xué)員可以有多條來自不同老師的評語;學(xué)員和家長存在一對多的對應(yīng)關(guān)系，即一個學(xué)員可以對應(yīng)一個家長，方便家長對學(xué)員相關(guān)信息進行查詢。學(xué)員和平時成績存在一對多的對應(yīng)關(guān)系，即一個學(xué)員可以有多種平時成績;同時，學(xué)員還和中隊有多對一對應(yīng)關(guān)系，即一個中隊可以有多個學(xué)員。(2)中隊和成績有一對多的對應(yīng)關(guān)系，即一個中隊可以有多條成績;中隊和年級有一對一的對應(yīng)關(guān)系，即一個中隊屬于一個年級。中隊和大隊有一對一的對應(yīng)關(guān)系，即一個中隊屬于一個大隊，中隊和任課信息有一對多的對應(yīng)關(guān)系即一個中隊有多條任課關(guān)系與之對應(yīng)。大隊和中隊有一對多的對應(yīng)關(guān)系，即一個大隊對應(yīng)多個中隊。(3)任課信息表中的教師ID和教師信息表中ID存在一一對應(yīng)關(guān)系。教師表中ID和任課教師信息表中的ID存在一對多的關(guān)系。即一個教師可以有多個任課關(guān)系。任課教師表中的課程ID和課程表中的課程ID存在一一對應(yīng)關(guān)系。任課信息表中的學(xué)期和學(xué)期ID存在一一對應(yīng)關(guān)系。即一個任課信息對應(yīng)一個學(xué)期。成績表中的課程ID和課程信息表中的ID存在一一對應(yīng)關(guān)系，成績表中的學(xué)期ID和學(xué)期表中的學(xué)期ID存在一一對應(yīng)關(guān)系。

2．3數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計

2．3．1關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計中存在問題

(1)數(shù)據(jù)冗余:在一個數(shù)據(jù)集合中重復(fù)的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)冗余。例如在設(shè)計時沒有把教師信息表Teacher和任課信息表tea_sub分開，那么每存儲一條任課信息tea_sub(tsid、ts_tea_user、ts_sub_id、ts_ter_id、ts_cla_id)教師表中的其他信息也要重復(fù)存儲［4］。(2)更新異常:更新異常分為插入異常和刪除異常。插入異常:比如學(xué)員信息表student，如果不知道學(xué)號，那么插入再多的其他信息都是沒有意義的。例如一個剛?cè)肼毜慕處熇硭?dāng)然要在任課信息表中有其相關(guān)數(shù)據(jù)，但此時他還沒有任課，即他對應(yīng)的元組＜ts_sub_id、ts_ter_id、ts_cla_id＞是不完全的，只有＜tsid、ts_tea_user、ts_sub_id＞而沒有＜ts_ter_id、ts_cla_id＞，不能將他的信息放到數(shù)據(jù)庫中。因此無法注冊該教師的任課信息，這與實際需求不符。這樣的操作是不合理的，將這種現(xiàn)象稱為插入異常。刪除異常:例如在沒分解的教師信息表中的任課信息中，相應(yīng)的任課關(guān)系解除。那么刪除整條記錄，該教師的其他信息也被刪除，在查詢的時候無法查閱該教師相關(guān)信息，這也與實際需求相悖，將這種現(xiàn)象稱為刪除異常。數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)化包括硬件優(yōu)化，查詢優(yōu)化和設(shè)計優(yōu)化三個方面。本文著重介紹設(shè)計優(yōu)化即模式優(yōu)化，模式優(yōu)化重點解決數(shù)據(jù)冗余和更新異常問題。

2．3．2數(shù)據(jù)庫模式的規(guī)范化

在對數(shù)據(jù)庫進行模式設(shè)計時，對關(guān)系的分解并不是盲目的，分解的目的在于減少關(guān)系模式的規(guī)模，避免不必要的存儲及操作的冗余和數(shù)據(jù)更新異常。為了清除異常，需要對關(guān)系模式進行合理地分解。為此，人們設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計的規(guī)范化理論，以便能夠設(shè)計出異常盡可能少的數(shù)據(jù)庫模式［4］。據(jù)參考文獻［4］所述，數(shù)據(jù)庫模式分為6級，具體的定義見參考書目。分別是1NF:是關(guān)系數(shù)據(jù)庫對模式的基本要求，即要求屬性的值必須是原子屬性不可再分。2NF:消除了數(shù)據(jù)庫模式中非主屬性對碼的部分依賴。3NF:消除了數(shù)據(jù)庫模式中非主屬性對碼的傳遞依賴。BCNF:消除了數(shù)據(jù)庫模式中一切屬性對碼的傳遞依賴。4NF:消除了數(shù)據(jù)庫模式中非平凡的和非碼所隱患的多值依賴。5NF:消除了數(shù)據(jù)庫模式中非平凡的和非碼所隱患的連接依賴［4］。范式的級別由小到大分別是有1NF到5NF。范式的級別越低，冗余與更新異常就越容易產(chǎn)生［6］。(1)滿足1NF的學(xué)員信息表分解，在學(xué)員信息表中每一個屬性都該是原子屬性，故對部職別進行分解。由消防部隊的編制特點，每個省、自治區(qū)、直轄市均有相應(yīng)的消防總隊;每個地級市、自治州、區(qū)都有相應(yīng)的消防支隊。學(xué)校學(xué)員來自五湖四海，故對學(xué)員信息表中的部職別屬性進行分解。由于有的學(xué)員來自總隊和支隊機關(guān)，故把部職別分為總隊和部職別兩個屬性，即＜yuanbubie＞分解為＜yuanbu-bie、province＞，province為province表中的省份ID。總隊表設(shè)計為province(pid、pname)。在學(xué)員信息表中只要存儲省份ID就行。不用再存儲省份名。最長總隊名新疆維吾爾族自治區(qū)消防總隊所占字節(jié)為26Btye，所占ID為2Byte。按新疆總隊有學(xué)員121名計算，模式分解前學(xué)員原部別信息中存儲總隊信息需用26Btye×121=3164Byte;而模式分解后存儲ID信息占用2Btye×121=242Byte。(2)滿足BCNF的教師信息表分解，在2．4．1節(jié)數(shù)據(jù)庫設(shè)計存在問題中提到數(shù)據(jù)冗余和刪除異常，在沒分解的教師信息表的任課信息中，相應(yīng)的任課關(guān)系解除。那么刪除整條記錄，該教師的其他信息也被刪除，在查詢的時候無法查閱該教師相關(guān)信息，這也與實際需求相悖。要解決刪除異常，即把教師信息表Teacher分解為教師基本信息表teacher和任課教師信息表tea_sub(tsid、ts_tea_user、ts_sub_id、ts_ter_id、ts_cla_id)。這樣的分解既解決了數(shù)據(jù)冗余的問題，也解決了刪除異常的問題。分解后Teacher和tea_sub關(guān)系模式都是1NF，且在其中不存在這樣的屬性A，A傳遞依賴與Teacher和tea_sub的碼、由于關(guān)系模式Teacher={R1，R2…，Rn}和tea_sub={R1，R2…，Rn}中Ri(i=1，2，…，n)為BC范式，則關(guān)系模式Teacher和tea_sub也滿足BCNF。數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化設(shè)計還有很多，根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用需求的變更和數(shù)據(jù)規(guī)模的遞增，需要設(shè)計相應(yīng)的數(shù)據(jù)模式來優(yōu)化昆明消防指揮學(xué)校學(xué)員綜合信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫性能，使之滿足應(yīng)用需求，更好地為學(xué)校教師、學(xué)員和管理人員提供便捷的信息化服務(wù)。

3結(jié)束語

本文介紹了昆明消防指揮學(xué)校學(xué)員綜合信息管理系統(tǒng)的項目開發(fā)背景，以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的切入點，從應(yīng)用模型抽象、數(shù)據(jù)庫表設(shè)計、數(shù)據(jù)庫表之間關(guān)系設(shè)計、以及數(shù)據(jù)模式設(shè)計幾個方面詳細分析和設(shè)計了軍校學(xué)員綜合信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。在應(yīng)用過程中，系統(tǒng)響應(yīng)迅速，數(shù)據(jù)存儲、編輯、更新、查詢正確，未發(fā)現(xiàn)明顯的存儲和更新異常。并對數(shù)據(jù)庫設(shè)計模式進行了優(yōu)化，進一步減少了數(shù)據(jù)冗余，使整個系統(tǒng)的性能得到進一步的提升。但是，數(shù)據(jù)庫中還存在一定的數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)庫模式規(guī)范化還需進一步優(yōu)化。在下一步的工作中還將繼續(xù)對關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論進行深入研究，力爭能使本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模式性能明顯提升，滿足更高級別的范式規(guī)范，為全校師生、管理人員提供方便快捷的學(xué)員綜合信息查詢管理平臺。

作者：李懷義1張紅友1胡靜波2工作單位：1．昆明消防指揮學(xué)校2．寶雞文理學(xué)院電子電氣工程系