数据库设计理论：关系模式与E-R模型解析

"关系模式设计中的问题-数据库课件" 在关系数据库设计中，关系模式是描述数据的一种方式，它由一组属性组成，每个属性代表一个特定的数据项。在这个例子中，我们有一个关系模式R（Dname，Dlevel，Dsal，Pname，Fsum），这些属性分别表示医生的姓名、职称级别、工资、患者姓名和诊治费用。关系模式R描述了医生和患者之间的就诊关系，这是一个多对多的关系，因为医生可以为多个患者提供服务，而患者也可以选择多个医生。由于假设患者不会在同一医生处重复就诊，所以Dname和Pname可以组合成该关系模式的主键，确保就诊记录的唯一性。 8.2章节介绍了关系规范化理论基础，这是数据库设计中的关键部分，用于消除数据冗余和提高数据的一致性。关系规范化主要包括以下几个阶段： 1. 第一范式（1NF）：要求关系中的每个属性都是不可分割的基本数据项，不存在子集属性。 2. 第二范式（2NF）：在满足1NF的基础上，要求没有部分函数依赖，即非主属性完全依赖于主键。 3. 第三范式（3NF）：在满足2NF的基础上，要求没有传递函数依赖，即非主属性不依赖于其他非主属性。 4. BCNF（巴斯-科德范式）：如果对于每一个非平凡的X→Y，X都是超键，则关系模式R处于BCNF。这是为了消除通过主键引起的依赖。 5. 第四范式（4NF）：在满足3NF的基础上，要求没有多值依赖，即不存在X→M这样的情况，其中X是属性集，M是多值属性集合。 6. 第五范式（5NF，也称为投影-联接范式）：要求关系模式R属于5NF当且仅当R对于每一个非平凡的X→Y，X都是投影-联接依赖的决定因素。 在设计数据库时，通过应用这些规范化原则，我们可以减少数据冗余，防止更新异常、插入异常和删除异常，从而维护数据的一致性和完整性。关系规范化的过程通常伴随着数据模型的转换，从更抽象的E-R模型（实体-关系模型）转化为逻辑上的关系模型，最终实现为具体的物理模型，适应数据库管理系统（DBMS）的存储和访问需求。 在E-R模型中，实体是现实世界中具有独立存在的事物，如医生和患者；属性是描述实体特征的信息，如医生的职称级别和工资；联系则反映了实体之间的相互作用，如就诊关系。E-R模型使用图形化的方式来表达这些概念，使得设计更加直观，易于理解。通过E-R模型，设计师可以更好地捕捉业务需求，并逐步转化为可实施的数据库结构。