3.运用关系型数据库管理系统，实现高校图书馆管理信息系统，功能需求分析 如下。 （1）图书、资料的登记、注销和查询。 （2）借书证管理，包括申请、注销借书证，查询借书证持有人等。 （3）借还图书、等级资料、超期处理和超期拒借。 要求完成以下设计步骤。 （1）绘制系统E-R图。 （2）写出E-R图对应的关系模式（若有不符合3NF的，进一步规范化至3NF）。

（1）系统E-R图如下：


（2）根据E-R图，可以得到以下关系模式：

1. Book（book_id, title, author, press, category, price, state）
2. Material（material_id, title, author, press, category, price, state）
3. User（user_id, name, gender, department, type, valid）
4. BorrowCard（card_id, user_id, issue_date, expire_date, state）
5. BorrowRecord（record_id, card_id, book_id, material_id, borrow_date, return_date, overdue_days, penalty）
6. Category（category_id, name, description）

其中，Book和Material是两个实体集，它们的属性相同，因此可以合并成一个实体集。state属性表示该书或资料的借阅状态，0表示未借出，1表示已借出。

User表示读者信息，type属性表示读者类型，如本科生、研究生等；valid属性表示该读者是否有效。

BorrowCard表示借书证信息，state属性表示该借书证的状态，0表示已注销，1表示未过期，2表示已过期。

BorrowRecord表示借阅记录信息，其中overdue_days表示逾期天数，penalty表示逾期罚款。

Category表示书籍分类信息，一个书籍或资料只能属于一个分类，因此满足第一范式，没有重复的多值属性和组合属性。但是，category属性依赖于category_id，而不是依赖于整个Category关系，因此不满足第二范式。进一步规范化，将Category分解成两个关系：

1. Category(category_id, name, description)
2. BookCategory(book_id, category_id)
3. MaterialCategory(material_id, category_id)

其中，BookCategory表示书籍和分类之间的关系，MaterialCategory同理。这样，每个属性都只依赖于关系中的键，满足第三范式。