數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計要求與示例

1、課程設(shè)計一. 開發(fā)平臺：J2SE, MySQL, Connector/J二. 名稱：圖書管理系統(tǒng)（實驗室物資管理系統(tǒng)，學(xué)生選課管理系統(tǒng)，學(xué)生學(xué)籍管理系統(tǒng)，學(xué)生成績管理系統(tǒng)，學(xué)生公寓管理系統(tǒng)，機(jī)房管理系統(tǒng)等），同學(xué)們也可以提出自己的課題名，但必須得到任課老師的同意。三. 要求：(一)設(shè)計分析報告要求:1需求分析內(nèi)容：l 用戶需求說明；l 頂層上下文數(shù)據(jù)流圖，選擇畫出一個一層的數(shù)據(jù)流圖；l 選擇說明一個完整的數(shù)據(jù)字典。2概念設(shè)計內(nèi)容：l 畫出完整的E-R模型圖；l 包括實體、聯(lián)系以及實體、聯(lián)系的屬性。3邏輯設(shè)計與物理設(shè)計及安全設(shè)計：把E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系表。l 實體類型的轉(zhuǎn)換l 聯(lián)系的轉(zhuǎn)換l 物理設(shè)

2、計l 安全設(shè)計4系統(tǒng)模塊設(shè)計與功能實現(xiàn)：l 系統(tǒng)的功能劃分及描述；l 主要用戶界面；l 系統(tǒng)使用說明和安裝說明等。(二)系統(tǒng)功能要求1基本實體類型：l 圖書借閱者實體l 圖書實體l 圖書管理員實體l 違規(guī)類型實體2管理功能：l 用戶（管理員和借閱者）登錄帳戶管理l 圖書借閱/歸還管理l 違規(guī)處罰管理（要記錄每次處罰情況）l 各種必要的查詢和報表功能3查詢界面和條件l 要有兩個以上的多表連接查詢；l 要有兩個以上的多個條件組合（與、或）查詢；l 每類基本的實體都有增、刪、改和查詢界面；(三)其它要求1界面要求 要求界面美觀，操作方便。2安全性需求（可簡化）l 限制用戶對數(shù)據(jù)的訪問范圍l 限制用戶

3、操作級別（普通用戶、設(shè)備管理員、系統(tǒng)管理員）l 限制對數(shù)據(jù)表修改權(quán)限四. 作業(yè)提交要求：1課程設(shè)計報告，內(nèi)容見上述要求。2提交可以執(zhí)行的源程序。五. 成績評定1成績分為優(yōu)、良、中、差四個等級。2成績評定分三個部分，一是考勤成績，二是課程設(shè)計報告成績。l 考勤：10%l 階段考核：40%（其中：需求分析20%，概念設(shè)計20%，邏輯設(shè)計與物理設(shè)計及安全設(shè)計20%，系統(tǒng)模塊設(shè)計與功能實現(xiàn)40%）l 課程設(shè)計報告：50%六. 課程設(shè)計示例綜合教務(wù)系統(tǒng)分析和設(shè)計本節(jié)綜合教務(wù)系統(tǒng)為例，說明數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程。本系統(tǒng)的分析和設(shè)計過程主要包括：需求分析；概念結(jié)構(gòu)設(shè)計；邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用系統(tǒng)的模塊設(shè)計；應(yīng)

4、用系統(tǒng)的用戶界面設(shè)計。由于本應(yīng)用系統(tǒng)比較簡單，而我們的重點在于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的分析和設(shè)計，所以，本例中沒有給出物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，讀者可自行考慮物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立合適的索引，提高查詢速度；對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實施和維護(hù)也沒有給出。5.4.1 需求分析1 系統(tǒng)目標(biāo)：實現(xiàn)一個計算機(jī)綜合教務(wù)管理系統(tǒng)，完成班級信息管理，學(xué)生信息管理，課程信息管理和學(xué)生選課管理等功能。2 系統(tǒng)功能需求：本系統(tǒng)的用戶分為超級用戶和普通用戶兩類，超級用戶負(fù)責(zé)系統(tǒng)維護(hù)，包括對班級信息，學(xué)生個人信息，課程信息的錄入，修改，查詢，刪除等。普通用戶即選課學(xué)生則只具有為自己選課的權(quán)限。（1） 功能劃分：用戶通過身份驗證后進(jìn)入主界面。主界面為超級

5、用戶提供6項選擇：學(xué)生信息管理，課程信息管理，班級信息管理，選課，口令修改和退出系統(tǒng)。普通用戶有4項功能選擇：選課，課程查詢，口令修改和退出系統(tǒng)。（2） 功能描述：l 班級信息管理：給出所有班級的列表，超級用戶可以實現(xiàn)增加，修改，查找，刪除班級信息，維護(hù)指定班級所有學(xué)生信息，為指定班級設(shè)定必修課和選課學(xué)分限制等功能。在維護(hù)指定班級學(xué)生信息功能中，超級用戶可以實現(xiàn)增加，修改，刪除學(xué)生信息，察看某一學(xué)生選課情況，為學(xué)生更改口令等功能。在指定班級必修課功能中，以課表形式列出班級所有必修課的課程信息，實現(xiàn)為一個班級增加或刪除必修課的功能。l 學(xué)生信息管理：給出所有學(xué)生的列表，超級用戶可以增加，修改，刪

6、除，查找學(xué)生信息，察看某個學(xué)生選課情況，為學(xué)生修改口令等功能。本項功能與班級信息維護(hù)功能中的維護(hù)指定班級學(xué)生信息功能相似，不同的是本項功能中將列出所有班級的所有學(xué)生信息。l 課程信息管理：加入，修改，刪除課程紀(jì)錄，察看某門課的選課情況，查詢指定的課程信息。l 選課：以課表的形式列出學(xué)生選課情況，學(xué)生可以為自己選修或者退選課程，而超級用戶可以為任何學(xué)生選修或者退選課程。每個班級都有選課的學(xué)分限制，不允許學(xué)生選擇課程的總學(xué)分超過所在班級的選課最大學(xué)分限制，而當(dāng)退出選課功能時，如果選取課程總學(xué)分未達(dá)到所在班級選課最小學(xué)分限制則給出警告信息（因為學(xué)生可以多次進(jìn)入選課界面選課）。l 修改口令：用戶需要輸

7、入原口令，并且兩次輸入新口令一致后，系統(tǒng)即用新口令代替舊口令。l 退出系統(tǒng)：當(dāng)用戶退出系統(tǒng)時，如果選取的課程總學(xué)分未達(dá)到所在班級選課最小學(xué)分限制，則給出警告信息。3 開發(fā)工具：該綜合教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用了MySQL 5.6，前臺應(yīng)用程序采用了JSP編寫，提供了Web界面方便學(xué)生從網(wǎng)上使用。由于采用了JDBC數(shù)據(jù)庫接口，因此很容易修改為支持ORACLE，SYBASE，DB2等數(shù)據(jù)庫。4 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖：了解用戶的應(yīng)用要求，使用信息流程圖分析應(yīng)用系統(tǒng)中的信息流。綜合教務(wù)系統(tǒng)的簡單信息流如下。系統(tǒng)管理員（1）系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖如圖5-38權(quán)限/密碼監(jiān)控學(xué)生、班級選課教學(xué)情況報表綜合教務(wù)系統(tǒng)選課表/成

8、績表教務(wù)管理員學(xué)生錄入或更新學(xué)生、課程、班級信息選課/退選圖5-38 綜合教務(wù)系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流圖 （2） 學(xué)生選課的數(shù)據(jù)流圖如圖5-39學(xué)生班級信息身份驗證選課申請選課處理審核通過的選課申請學(xué)生描述信息學(xué)生信息驗證不通過選課信息記錄選課成功已選課程班級描述信息課程信息課程描述信息上課時間信息課程上課時間班級和課程信息班級必修課程圖5-39 學(xué)生選課的數(shù)據(jù)流圖5. 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)項名：學(xué)生編號說明： 標(biāo)識每個學(xué)生身份類型： CHAR長度： 7別名： 學(xué)號取值范圍：數(shù)據(jù)流名：選課申請說明： 由學(xué)生的個人信息，欲選課程信息組成選課申請來自過程：無流至過程：身份驗證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：學(xué)生個人信息 欲選課信息數(shù)據(jù)

9、結(jié)構(gòu)：學(xué)生個人信息說明： 說明了學(xué)生的個人情況。組成： 帳號 密碼數(shù)據(jù)存儲：上課時間信息說明： 說明了每門課的上課時間，一門課可以有多個上課時間，同一時間可以有多門課程在上課。輸出數(shù)據(jù)流：課程上課時間數(shù)據(jù)描述：課程編號 上課時間數(shù)量： 每學(xué)期2030個存取方式：隨機(jī)存取處理過程：身份驗證說明： 對學(xué)生輸入的帳號，密碼進(jìn)行驗證，確定正確，得到相應(yīng)的學(xué)生編號。輸入： 學(xué)生帳號 密碼 選課的課程編號輸出： 學(xué)生編號 選課的課程編號5.4.2 數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計1系統(tǒng)的概念模型：班級學(xué)分限制班級名學(xué)生學(xué)號姓名性別生日屬于必修課程選修上課時間上課課上課時間授課教師接納人數(shù)課號課名學(xué)分1mmnmmnn選課系

10、統(tǒng)DEMO概念模型的E/R圖上圖是選課系統(tǒng)DEMO的概念模型的E/R圖，該系統(tǒng)涉及的實體集有：班級實體集：具有屬性班級名稱和選課學(xué)分限制。學(xué)生實體集：具有屬性學(xué)號、姓名、性別和生日。課程實體集：具有屬性課程號、課程名、學(xué)分、授課教師、接納人數(shù)。上課時間實體集：具有屬性時間。一個班級可以有多個學(xué)生，一個學(xué)生只能屬于一個班級，所以班級和學(xué)生之間的聯(lián)系為1：M的聯(lián)系。一個班級可以有多門必修課程，一門課程是多個班級的必修課，所以班級和課程之間的必修聯(lián)系是M：N的聯(lián)系。一個學(xué)生課以選修多門課程，一門課程可以被多個學(xué)生選修，所以學(xué)生和課程之間的聯(lián)系是M：N的聯(lián)系。一門課程可以有多個上課時間，同一時間內(nèi)可以

11、有多門課程在上課，所以課程和上課時間的聯(lián)系是M：N的聯(lián)系。5.4.3 將概念模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型1. 將E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式 (1) 班級實體集可以轉(zhuǎn)換為關(guān)系：CLASS（CLASSNAME,MAXCREDIT,MINCREDIT）CLASSNAME表示班級名稱，MAXCREDIT表示最大學(xué)分限制，MINCREDIT表示最小學(xué)分限制。 (2) 學(xué)生實體集可以轉(zhuǎn)換為關(guān)系STUDENT（STUDENTID , NAME , SEX , BIRTHDAY）STUDENTID表示學(xué)號，NAME表示姓名，SEX表示性別，BIRTHDAY表示生日 (3) 課程實體可以轉(zhuǎn)換為關(guān)系COURSE（COURSE

12、ID, COURSENAME, CREDIT, TEACHER, ACCEPTION）COURSEID表示課程號，COURSENAM表示課程名，CREDIT表示學(xué)分，TEACHER表示授課教師，ACCEPTION表示接納人數(shù)。 (4) 班級和學(xué)生之間的聯(lián)系是1：M的聯(lián)系，所以沒有必要為其建立一個關(guān)系，可以通過擴(kuò)展學(xué)生關(guān)系來表示：STUDENT(STUDENTID , NAME , SEX , BIRTHDAY , CLASSNAME)CLASSNAME表示學(xué)生所在班級名。 (5) 班級和課程之間的必修聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為關(guān)系：CLASSCOURSE(CLASSNAME , COURSEID)CLAS

13、SNAME表示班級名稱，COURSEID表示課程號。 (6) 學(xué)生和課程之間的選修聯(lián)系可以轉(zhuǎn)化為關(guān)系：STUDENTCOUSE(STUDENTID, COURSEID)STUDENTID表示學(xué)號，COURSEID表示課程號。 (7) 課程和上課之間的聯(lián)系可以轉(zhuǎn)化為關(guān)系：COURSETIME(COURSEID , TIME)COURSEID表示課程號，TIME表示上課時間。2. 數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計：把關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為表結(jié)構(gòu)：班級信息表(class)：包含所有的班級信息，定義如下：域名含義數(shù)據(jù)類型例子備注CLASSNAME班級名稱字符類型計71主碼MAXCREDIT最大學(xué)分限制數(shù)值類型30MINCRE

14、DIT最小學(xué)分限制數(shù)值類型20學(xué)生信息表(student)：包含所有學(xué)生的個人信息，定義如下：域名含義數(shù)據(jù)類型例子備注STUDENTID學(xué)號字符類型主碼NAME姓名字符類型王強(qiáng)SEX性別字符類型男BIRTHDAY生日日期類型79/07/15CLASSNAME班級名稱字符類型計71外碼課程信息表(course)：包含所有課程信息，定義如下：域名含義數(shù)據(jù)類型例子備注COURSEID課程號字符類型主碼COURSENAME課程名稱字符類型數(shù)值分析CREDIT學(xué)分?jǐn)?shù)值類型4TEACHER任課教師字符類型劉強(qiáng)ACCEPTION接納人數(shù)數(shù)值類型28班級必修課表(classcourse)：包含所有班級的必修課

15、信息，定義如下：域名含義數(shù)據(jù)類型例子備注CLASSNAME班級名稱字符類型計71外碼COURSEID課程號字符類型外碼學(xué)生選課表(studentcourse)：包含所有學(xué)生的選課信息，定義如下：域名含義數(shù)據(jù)類型例子備注STUDENTID學(xué)號字符類型外碼COURSEID課程號字符類型外碼上課時間表(coursetime)：包含所有課程的上課時間，定義如下：域名含義數(shù)據(jù)類型例子備注COURSEID課程號字符類型外碼COURSETIME上課時間數(shù)值類型21表示星期2第1節(jié)COURSETIME是一個整數(shù)，整除10的商表示星期幾上課，余數(shù)表示當(dāng)天的第幾節(jié)課。用戶賬號表(user)：包含所有用戶的賬號和口

16、令信息，定義如下：域名含義數(shù)據(jù)類型例子備注USERID用戶賬號字符類型ADMINUSERPASSWD用戶密碼字符類型ADMINUSERAUTH用戶權(quán)限數(shù)值類型0STUDENTID用戶學(xué)號字符類型USERAUTH用0，1表示用戶權(quán)限，0表示管理員，1表示普通用戶。其中普通用戶的STUDENTID為學(xué)生的學(xué)號。3實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性：通過各種約束，缺省，規(guī)則和觸發(fā)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性。由于教務(wù)系統(tǒng)的重要性，和各個數(shù)據(jù)之間的復(fù)雜相關(guān)性，保證數(shù)據(jù)的完整性顯得更為重要。不能讓用戶隨意的刪除，修改數(shù)據(jù)。（1） CHECK約束保證最大限選學(xué)分要大于最小限選學(xué)分。（2） 各種外碼約束保證數(shù)據(jù)的完整性，不能隨意刪除。外

17、碼的設(shè)置在上面數(shù)據(jù)庫建表時已經(jīng)提到。（3） 主碼約束保證實體的完整性，主碼的設(shè)置在上面數(shù)據(jù)庫建表時也已經(jīng)提到了。（4） 創(chuàng)建規(guī)則保證學(xué)生的年齡在18歲到35歲之間（出生日期在1965-1-1到1982-12-31日之間），不會輸入錯誤數(shù)據(jù)。（5） 創(chuàng)建觸發(fā)器，保證在添加學(xué)生信息的時候，自動將該班級的必修課添加到選課表中。以上只是該教務(wù)系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整的部分方法。實際上要考慮的還有很多方面，實現(xiàn)手法也是多種多樣。在此留給學(xué)生自己思考。5. 數(shù)據(jù)庫及相關(guān)工具軟件的安裝安裝MySQL，作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，安裝CONNECT/J作為JDBC支持組件，安裝Workbench作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)客戶端。5.4.

18、4 應(yīng)用程序設(shè)計1. 選課系統(tǒng)DEMO的處理流程圖： 開始 用戶登錄 合法？ 用戶選擇服務(wù) 選擇退出？ 執(zhí)行服務(wù)操作退出NNYY Y 2. 總體結(jié)構(gòu)和外部模塊設(shè)計：口令驗證模塊 主模塊班級信息管理模塊學(xué)生信息管理模塊課程信息管理模塊選課模塊口令更改模塊退出5.4.5 編程實現(xiàn)：下面給出系統(tǒng)的主要用戶界面。其他的操作界面用戶可以自行設(shè)計實現(xiàn)。1Login.jsp這是系統(tǒng)的登錄界面，用戶可以選擇以學(xué)生或管理員身份登錄，并要輸入相應(yīng)的用戶名稱，密碼。2AdminIndex.jsp這是系統(tǒng)管理員登錄成功的界面，左側(cè)有管理員管理的各項職權(quán)。（1） 按下班級信息管理，進(jìn)入Class.jsp，進(jìn)行班級信息維

19、護(hù)管理。（2） 按下學(xué)生信息管理，進(jìn)入Student.jsp，進(jìn)行學(xué)生信息維護(hù)管理。（3） 按下課程信息管理，進(jìn)入Course.jsp，進(jìn)行課程信息維護(hù)管理。（4） 按下選課管理，進(jìn)入CourseSelect.jsp，進(jìn)行選課。（5） 按下口令修改，進(jìn)入ChangePasswd.jsp，更改用戶口令。（6） 按下退出，退出本系統(tǒng)。上述界面是在用管理員登錄時才能看到，其中班級信息維護(hù)管理和相應(yīng)的增加新班級功能為登陸后的默認(rèn)選項。3Class.jsp在右上方的班級信息管理界面中，可以增加新的班級，修改原有班級信息，刪除原有班級。（1） 增加新班級：在右下角的相應(yīng)文本框中輸入增加的班級名稱，最大、最

20、小學(xué)分限制，點擊確定后，如果沒有重復(fù)的班級名稱，而且最大學(xué)分限制大于最小學(xué)分限制，則成功加入新的班級。（2） 修改原有班級：在右下角的相應(yīng)文本框中輸入修改的班級名稱，點擊確定后，下方文本框中會出現(xiàn)原有的最大最小學(xué)分限制。輸入新的學(xué)分限制后，如果該班級的所有學(xué)生已經(jīng)選課的總學(xué)分符合新的學(xué)分限制標(biāo)準(zhǔn)，則修改成功。（3） 刪除原有班級：在右下角相應(yīng)文本框中輸入欲刪除的班級名稱，點擊確定后，如果該班級所有學(xué)生都已經(jīng)被刪除，并且該班級所有必修課都已經(jīng)被刪除，則可以將該班級刪除。4Student.jsp在右上方的學(xué)生信息管理界面中，可以增加，修改，刪除學(xué)生的個人信息。（1） 增加新學(xué)生，在右下角的文本框中

21、輸入相應(yīng)的學(xué)生學(xué)號，姓名，生日，班級，性別信息，點擊確定按鈕，如果存在相應(yīng)的學(xué)生班級，并且學(xué)生學(xué)號不重復(fù)，則可以成功的添加新學(xué)生到該班級。（2） 修改學(xué)生信息：在右下角的文本框中輸入相應(yīng)的學(xué)生學(xué)號，點擊確定按鈕，則可以在相應(yīng)文本框中看到該學(xué)生原有的個人信息?？梢赃M(jìn)行修改。注意修改的班級必須為已經(jīng)存在的班級，學(xué)號不能與已經(jīng)存在的學(xué)號重復(fù)。（3） 刪除學(xué)生信息：在右下角的文本框中輸入相應(yīng)的學(xué)生學(xué)號，點擊刪除按鈕，則可以刪除相應(yīng)的學(xué)生個人信息，注意在選課表中，該學(xué)生的所有選課信息必須全部刪除。5Course.jsp在右上方的課程信息管理界面中，可以完成增加，刪除，修改選修課程的功能。（1） 增加新課

22、程：在右下角的相應(yīng)文本框中輸入課程號，課程名稱等信息，然后點擊確定按鈕，如果在數(shù)據(jù)庫中沒有重復(fù)的課程編號，則可以完成添加一門新課程到數(shù)據(jù)庫中。注意在輸入增加的上課時間時，用分號分隔開不同的上課時間。（2） 修改原來課程信息：在右下角的課程號文本框中輸入欲修改的課程編號，點擊確定按鈕后，在相應(yīng)文本框中出現(xiàn)原有的相應(yīng)課程信息。修改后點擊確定按鈕，則完成對課程信息的修改。注意：在修改學(xué)分時，如果造成某些已經(jīng)選了該課的學(xué)生的學(xué)分超過學(xué)分限制，則不能完成對該門課程信息的修改。或者在修改上課時間時，造成某些已經(jīng)選修了該課的學(xué)生上課時間的沖突，則不能完成相應(yīng)的修改。（3） 刪除原有課程：在右下角的文本框中輸

23、入相應(yīng)課程號，點擊確定按鈕，則完成對該課程的刪除操作。注意如果有學(xué)生選擇課該門課程，則不能完成該門課程的刪除操作。6CourseSelect.jsp在選課管理界面中，可以增加、刪除班級的必修課，還可以增加、刪除學(xué)生的選課信息。（1） 增加班級必修課：在右下角輸入欲增加的課程號和增加課程的班級編號，點擊確定按鈕，就可以完成增加該班級的一門必修課。如果在數(shù)據(jù)庫中存在重復(fù)的信息，或者相應(yīng)的課程號，班級編號不存在，則不能完成向該班級增加必修課。（2） 刪除班級必修課，在右下角輸入欲刪除的課程號和刪除課程的班級編號，點擊確定按鈕，就可以完成刪除該班級的一門必修課。如果在數(shù)據(jù)庫中不存在相應(yīng)的信息，或者輸入

24、的課程號，班級編號不存在，則不能完成從該班級刪除必修課。（3） 增加學(xué)生選課信息：在右下角輸入欲增加課程的學(xué)生編號和課程編號，點擊確定按鈕，則完成為該學(xué)生增加一門課程。如果在數(shù)據(jù)庫中存在重復(fù)的信息，或者學(xué)生、課程號不存在，或者該學(xué)生的總學(xué)分限制了增加課程，或者與該學(xué)生已經(jīng)選擇的課程上課時間有沖突，都不能完成為該學(xué)生增加課程的信息。（4） 刪除學(xué)生選課信息：在右下角輸入學(xué)生學(xué)號和欲刪除的課程編號，點擊確定按鈕，則完成為該學(xué)生刪除一門課程。如果數(shù)據(jù)庫中不存在相應(yīng)信息，或者相應(yīng)的學(xué)號，課程號不存在，則不能完成為該學(xué)生刪除課程。7User.jsp口令修改包括對本人賬號和口令的修改，和增加、修改、刪除學(xué)生和管理員賬號的功能。（1） 增加賬號：輸入該賬號對應(yīng)的學(xué)號，并輸入新的賬號、密碼。選擇增加用戶的角色，包括有管理員，學(xué)生。如果是增加管理員，則無須輸入學(xué)號。注意在輸入的時候，如果數(shù)據(jù)庫中有重復(fù)的信息，或者學(xué)生的學(xué)號在數(shù)據(jù)庫中不存在，就會無法輸入相應(yīng)的信息。（2） 修改賬號：輸入相應(yīng)的賬號，并點擊確定按鈕，在相應(yīng)的文本框中會出現(xiàn)該賬號對應(yīng)的學(xué)號，賬號，密碼。修改后點擊確定按鈕，則完成對賬號信息的