关系数据库设计教案

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)

1、SC存在由属性集{学号, 课程号}到属性集{成绩}的函数依赖。

2、对于任意给定的学号和课程号，只有一个成绩值与其对应。

3、反之，可以存在多个学号和课程号，它们对应的成绩相等。

学生认真听老师分析

教师总结：

分类：完全函数依赖，部分函数依赖，传递函数依赖

定义：如果有一个关系模式R(A1，A2，…，An)，X和Y为{A1，A2，…，An}的子集，那么对于关系R中的任意一个X值，都会只有一个Y值与之对应，则称X函数决定Y，或Y函数依赖X。

学生尝试举例分别说明前两种依赖学生举例说明传递函数依赖

（三）、范式

学生看书后说出各个范式间的联系

教师分别举例说明各个范式的定义，并强调以下几点：

1、第一范式要求要求所有字段值都是单一的。

2、一般情况下，查询生成的表只要满足NF即可

第三课时

（四）、关系模式的分解与规范化

学生看书例6.1中的规范化案例

教师指导学生结合课本第144页和第146页中的UN表、SG表、SD表、DM表来分析

学生分析后完成以下练习：

1、假设信息系有500名学生，每个学生平均选择20门课，将有10000条记录，系名和系主任要重复出现10000次，这样会造成空间大的严重浪费吗？

2、如果使用SG表和SDM表的方法，学号能决定系名吗？系名能决定学号吗？系名能决定主任吗？

3、最后SD表和DM表的设计合理了吗？

学生分析后教师总结：

1、关系模式的分解：模式分解是指高关系模式范式等级的重要方法

2、一般情况下，关系模式分解到3NF就足够了

3、关系模式的分解准则：

4、模式分解具有无损连接上

5、模式分解能够保持函数依赖

第四课时

（五）、关系数据库的设计步骤：

[教师]给出自学提纲，让学生自己找答案：

1、关系数据库设计过程有哪六个阶段，各阶段完成什么工作？

2、什么是逻辑结构设计？

3、逻辑结构设计的方法是什么？试举一例。

4、数据库的维护要做哪些工作？

学生根据自学提纲自学课本154-160页，并做成课堂作业。

教师根据学生完成作业情况进行辅导并将易错的提出来讲解。

教师提问学生，并根据学生回答的情况进行讲解，强调以下问题:

1、备份设备就是指存储备份内容的存储介质。

2、SQL Server 2000支持磁盘文件、磁带和命名管道三种备份介质

3、完全备份指把整个数据库进行完整的备份。

4、差异备份:只备份自上次数据库完全备份后发生更改的这部分数据。

5、事务日志备份:指自上次备份事务日志后对数据库执行的所有事务的一系列记录进行备份。

6、文件和文件组备份:只备份用户选定的组成数据库的一个或多个文件或文件组。

（教法说明）教师通过向学生提出一些简单的问题，来激发学生的兴趣，启迪思维。教师通过层层推进、由浅入深的提问，来引导学生分析问题、解决问题。对于学生的想法，老师首先要加以肯定和鼓励，再给与指导

【课堂练习】

一、填空题

1、一个不好的关系模式会存在（）、（）和（）等弊病。

2、实体之间的联系按照联系方式的不同可分为（）、（）和（）。

3、在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用（）来表示的。

4、逻辑设计的目的是把概念设计阶段设计的（）转换成关系模型。

二、选择题

1、（）是研究如何把一个不好的关系模式转化为好的关系模式的理论。

A、规范化理论

B、数据的完整性理论

C、函数的依赖

D、实体的完整性理论

2、下面有关各种范式之间的包含关系的描述中，正确的是（）。

A、BCNF⊂4NF ⊂3NF ⊂2NF ⊂1NF

B、4NF ⊂BCNF ⊂3NF ⊂2NF ⊂1NF

C、1NF ⊂2NF ⊂3NF ⊂4NF ⊂BCNF

D、1NF ⊂2NF ⊂3NF ⊂