引言

科学技术的进步和生产的发展使人类知识总量的增长不断加快，生产 会化趋势的扩大和 会对产品需求的多样性使得组织在营运活动中所涉及的内部和外部信息量迅速地膨胀起来。面对激烈的市场竞争，人们对这些信息进行收集、加工、传递等过程的时间性和准确性提出了更高的要求。这一切使得传统的手工作业为基础的信息系统陷入了机构日益庞大，效率日益降低的困境。电子计算机的出现为摆脱这种困境找到了出路。计算机用于管理信息处理的突出优点是迅速、准确、可靠、具有很大的存储能力，适应于管理信息量大、面宽的特点，适合于管理信息处理及时、准确的要求。
管理信息系统（MIS，Management Information System）是一个由人和计算机等组成的能够提供信息以支持一个组织机构内部的作业、管理、分析和决策职能的系统。管理信息系统利用计算机的硬件和软件，手工规程、分析、计划、控制和决策用的模型，以及数据库对信息进行收集、传输、加工、保存和使用。因此，管理信息系统是一个信息处理系统。
数据库作为存取数据并对数据进行操作的工具在系统中所起到的作用至关重要。数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造优化的数据库逻辑模式和物理模式结果，并据此建立数据库及其应用系统，使之能有效地存储和管理数据，满足应用需求，包括信息管理要求和数据操作。信息管理要求是指在数据库中应该存储和管理哪些数据对象；数据操作要求是指对数据对象进行哪些操作，如查询、增、删、改、统计等操作。数据库设计地目标是为用户提供一个高效的信息管理平台。高效率的运行环境包括：数据库数据的存取速率、数据库存储空间的利用率、数据库系统运行管理的效率等。
为了使数据库的应用系统开发设计合理、规范、有序、正确、高效进行，目前广泛采用工程化的6阶段开发设计过程与方法，它们是需求分析阶段、概念结构设计阶段、逻辑结构设计阶段、物理结构设计阶段、数据库实施、数据库系统运行与维护阶段。我按照以上几点开发了学生选课管理系统数据库。

第一章 需求分析

进行数据库设计首先必须准确了解和分析用户需求（包括数据与处理）。需求分析是整个设计过程的基础，也是最困难，最耗时的一步。需求分析是否做得充分和准确，决定了在其上构建数据库大厦的速度与质量。需求分析做的不好，会导致整个数据库设计返工重做。
需求分析的任务，是通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解原系统工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新的系统功能，新系统还得充分考虑今后可能的扩充与改变，不仅仅能够按当前应用需求来设计。
调查的重点是，数据与处理。达到信息要求，处理要求，安全性和完整性要求。
需求分析的方法，常用SA(Structured Analysis) 结构化分析方法，SA方法从最上层的系统组织结构入手，采用自顶向下，逐层分解的方式分析系统。
数据流图表达了数据和处理过程的关系，在SA方法中，处理过程的处理逻辑常常借助判定表或判定树来描述。在处理功能逐步分解的同时，系统中的数据也逐级分解，形成若干层次的数据流图。系统中的数据则借助数据字典（data dictionary，DD）来描述。数据字典是系统中各类数据描述的集合，数据字典通常包括数据项，数据结构，数据流，数据存储，和处理过程5个阶段。

1.1功能分析

1.2数据流图

数据流图表达了数据与处理的关系，数据流图作为直观了解系统运行机理的手段，并没有具体描述个类数据的细节，只有通过数据字典进一步细化才能对系统的需求得到具体而确切的了解。

第二章概念结构设计

2.1 概念结构设计介绍

概念结构设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成了一个独立于具体DBMS的概念模型。通常用E-R图用于描述概念模型。
概念结构主要特点：
（1） 能真实、充分地反映现实世界事物的属性及行为，能满足用户对数据的处理要求。
（2） 易于理解，用户的积极参与是数据库设计成功的关键。
（3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充；
（4）易于向关系、 状、层次等各种数据模型转换；
设计概念结构通常有四类方法：
自顶向下。即首先定义全局概念结构的框架，再逐步细化。
自底向上。即首先定义各局部应用的概念结构，然后再将他们集成起来，得到全局概念结构。
逐步扩张。首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩张，以滚雪球的方式逐步生成其他的概念结构，直至总体概念结构。
混合策略。即自顶向下和自底向上相结合。

2.2 局部E-R图

现在对所设计系统的需求作进一步的分析，产生概念结构设计的E-R模型。由于这个系统并不复杂，因此可采用自顶向下的设计方法。自顶向下设计的关键是确定系统的核心活动。所谓核心活动就是系统中的其他活动都要围绕这个活动展开，或与此活动密切相关。确定了核心活动之后，系统就有了可扩展的余地。
下面是本系统中各模块的E-R图。

2.3 系统E-R图

系统E-R图通常是根据数据流图以及局部E-R图，整合的整个系统的设计架构图。

第三章 逻辑结构设计

该阶段的目的是将E-R图中的实体、属性和联系转换成为“关系模式”。通常的做法是实体转为表，属性转为作字段。联系转为表，相连实体的主键转为字段、联系自身的属性转为字段。比如，上面选课、考试这些联系可以转为表。如下是一些转换规律，可以参考。
1:1 根本不需要建立关系表，任何一个1的主键都可以作为另一个实体的外键。
1:n关系——独立建表，并入多表
可以独立建表，也可以与n端所对应的表合并。
m:n关系——独立成表，主键全收
关系只能独立成表，自身的属性也转换为字段，相连的实体的主键也转换为字段，并作为新表的联合主键。

3.1 关系模式

1个学生可以选多个课程，1个课程肯定有多个学生，一次它们之间是多对多的关系，需要有一章中间表，就是选课记录表。
1个学生可以有多场考试记录，但一条考试记录理论上只能记录一位学生的考试信息。因此它们之间是1对多的关系。如果我们抽象的不是考试记录，而是考试（比如期末考试，它肯定包括场地、时间、科目等信息），考试适合学生无关的，即使某位学生缺考，毫不影响考试本身的安排。此时学生与考试是多对多的关系，1名学生可以参加多门考试，1门考试可以有多名学生参加。这种情况下学生与考试之间需要建立一张中间表，还是考试记录表。教师与考试记录之间的关系与此类似。
事实上，学生和教师之间是多对多的关系，他们之间发生的数据交流必须要通过中间表记录，我们这里就是恰好把考试记录放在了这种中间表里。
1个课程只能有1位老师，1位老师可以教授多个课程，因此它们之间是1对多的关系。

4.2 规范化处理

主要是根据数据库设计的三大范式优化表结构，验证我们的数据表是否满足三范式，以使数据库系统可以提供更优良的性能。
1NF：所谓的第一范式就是数据库中的每一列都是不可分割的基本数据项
2NF：第二范式是在第一范式的基础上建立起来的，即满足第二范式必须先满足第一范式，第二范式要求数据库的每个实例或行必须可以被唯一的区分，即表中要有一列属性可以将实体完全区分，这个属性就是主键。
3NF：满足第三范式必须先满足第二范式，第三范式就是属性不依赖与其他非主属性，也就是说，如果存在非主属性对于码的传递函数依赖，则不符合第三范式。
上述表中红色的是表的主键。经过对初始关系模式的规范化处理，可以看到上述关系模式中不存在部分函数依赖和传递函数依赖，已经达到3NF。

第五章 数据库实施阶段

在这一阶段，设计人员运用DBMS提供的数据库语言（如sql），根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制和调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。
建立学生表

其它表的建立脚本待补充。

第六章数据库的运行与维护

数据库应用系统经过试运行后，即可投入正式运行，在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价，调整，修改。

参考文献

员工考勤管理系统数据库设计

文章知识点与官方知识档案匹配，可进一步学习相关知识MySQL入门技能树SQL高级技巧CTE和递归查询31756 人正在系统学习中