1、引言
数据库作为信息管理工具，已然成为当今数据信息管理的重要管理平台。作为关系型数据库MySQL，由于其具有的开源性和跨平台性已经越来越多的被广大用户所使用。MySQL数据库可以实现多源化数据连接操作，包括网络连接、ODBC连接等，同时MySQL还提供优化查询系统，通过改系统查询操作可以提高查询效率和查询速度，从而提高用户对数据信息的处理过程。本文以高校科研管理的相关数据信息作为数据，通过建立科研立项信息表、管理机构信息表以及项目申请人信息表等多张表格，在MySQL数据库的信息管理平台上，进行相关表格中数据信息以及表与表之间的数据结构分析。
2、3NF范式
2.13NF概述
数据冗余是在数据处理方面需要解决的重要内容，数据冗余处理如何会直接影响最终数据处理结果。因此在设计数据库时候，特别是在关系型数据库的设计过程中，往往要提出不同规范即范式来规范数据操作，达到用户所需的要求。关系型数据库主要提供六种范式，但其中常用的是第三范式———3NF，其以第二范式为基础，消除函数间的依赖关系。在3NF中，数据结构遵循第二范式中提出的数据信息定位化原则，也就是说在数据规范化的过程中，采用第三范式进行数据规范时要以第二范式作为数据规范操作基础，然后将第二范式得到的数据关系模式采用数据投影方式将数据关系进行分解，从而得到3NF范式关系模式集合，完成第三范式的数据规范化操作过程，达到较好的数据冗余处理结果。
2.23NF定义
在数据库的研究过程中，针对计算机及其相关技术发展的不同阶段，所给出有关第三范式的定义也是各不相同。在研究3NF前先给出有关第三范式传递函数的定义。定义：如果X→Y，Y→Z，且Y→Z是非平凡函数依赖，但不成立Y→X和Z→Y,则称Z传递函数依赖于X，记作X→Y→Z。通过定义可以看出，在X、Y和Z三者之间存在相互依赖关系，也就是说假如存在一个关系集合R(u)所构成的关系模式，其中关系X和关系Y之间存在着关系X决定关系Y，然后关系Y又决定关系Z，因此Y依赖与X，而Z依赖与Y。
2.3投影分解过程及其算法
第二范式虽然规范化了数据表格的操作，但在数据冗余消除、删除异常和插入异常等问题不能得到较好的解决，而第三范式却能较好解决上述问题的出现，因此对于第三范式在进行解决的过程中除了要依赖与第二范式外，还要采用投影分解方式来实现对数据表的分解过程，以达到第三范式对数据表的要求，具体投影分解步骤及其算法如下：（1）设关系集合R及其最小函数依赖关系集合Rmin；（2）求出R的最小函数依赖集Rmin；（3）如果R中的关系集合等于函数依赖集合Rmin，则说明关系集合R∈3NF范式，结束第三范式分解过程；如果在Rmin的属性集合中不存在，但在R属性集合中存在的属性关系，则将相应属性从R中删除，从而构成一个新关系模式集合，将过程转向（2）；如果存在某个函数依赖关系，即Rmin中依赖与R的所有属性关系，关系集合R将不能分解；但如果Rmin中存在有X依赖与Y的关系，则分解之后的关系包中应该应包含{X→Y}的关系集合，若有X→Y1，X→Y2，X→Y3......X→Yn都属于Rmin中的关系集合，则分解之后的关系集合包应该包含{X→Y1，Y2，Y3......Yn}。通过上面对第三范式的投影分解算法及其步骤描述过程来看，当第（5）步中如果存在X不是非主属性，则Y对任意键值多存在函数传递依赖关系X→Y→Z，因此关系集合R是3NF。否则不存在函数传递依赖关系，则不存在第三范式，需要进行上述步骤。
3、数据库结构设计
3.1数据表设计
数据表格的建立是完成数据信息存储和信息处理的重要过程，根据高校科研信息管理平台建设以及完成对数据信息处理需要，建立相关数据表，用户信息表、申请教师信息表、申请学院信息表等。通过对高校科研信息管理需求分析所得到的结果可以规划出有关数据表，本文以院系及专业为例进行第三范式的投影分解过程来进行第三范式的研究。在院系及专业方面所涉及到的数据主要是学院编号、学院名称、专业编号及专业名称等，因此得到的数据如表1所示。根据表1的描述可以看出，在该表中学院ID是作为该表中的主键，也就是说在该表中学院ID是完成该表数据索引的唯一键值，学院名称、专业ID和专业名只是作为非规范化数据信息，因此如果在完成数据信息插入、删除、修改等工作会出现数据信息操作错误，而在数据冗余方面也没达到较好的数据冗余处理，在使用该表来完成数据信息操作会出现较高的数据冗余，所以在用户管理上存在不便，同时在DBMS中的管理中也存在缺陷。
3.2数据结构操作
为了减少数据冗余和有关插入、删除等误操作，对表1进行数据规范化处理。根据第三范式———3NF定义及其算法的描述，对表1进行投影操作，完成对数据信息分解和分化，以达到数据表格简化，实现数据结构优化目的。在整个数据结构优化操作过程中主要采用3NF范式的投影过程，将表1完成结构化和规范化，方便数据处理和数据保存等过程。根据3NF范式的要求，得到表2和表3。表2主要作用是完成对申请教师所在学院信息的数据存储，根据高校科研管理信息平台设计的需要，将该表中的字段名collegeid设计为主键，是各个申请教师所在学院信息的区别表述。表3主要作用是完成申请教师专业信息存储和处理，在设计该表过程中需要将dptid设置为该表关键字，即专业的唯一性。同时，在该表中以collegeid作为外键以达到表2和表1之间的依赖关系，完成第三范式的投影操作过程。
4、结束语
通过本文以高校科研管理平台中所涉及到数据表1的数据处理过程，以及采用第三范式完成对表2和表3的投影分解，可以看出3NF在对数据结构处理过程中降低数据冗余，使得数据更加完整和简捷。同时，对第三范式的使用，使得改系统在使用过程不会出现插入异常、删除异常等操作导致信息在读取上的错误信息。
作者：常大俊 单位：长春建筑学院电气信息学院
