圖書管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

1、摘 要數(shù)據(jù)庫原理及應用課程設計是軟件工程專業(yè)集中實踐性環(huán)節(jié)之一，是學習完數(shù)據(jù)庫原理及應用課程后進行的一次全面的綜合練習。其目的在于加深對數(shù)據(jù)庫基礎理論和基本知識的理解，掌握使用數(shù)據(jù)庫進行軟件設計的基本方法，提高運用數(shù)據(jù)庫解決實際問題的能力，最終實現(xiàn)對于給定的應用環(huán)境，構造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應用需求(信息要求和處理要求)。數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)是具有管理功能的計算機系統(tǒng)，而數(shù)據(jù)庫原理及應用課程設計在開發(fā)應用程序中至關重要，合理的數(shù)據(jù)表結構不盡有利于軟件的快速開發(fā)，而且有利于以后對軟件的維護。目前，我國的科技水平高速發(fā)展，計算機作為今天使用

2、最廣的現(xiàn)代化工具已深入到各個領域，并且正在成為未來社會信息社會的重要支柱。在這樣的大背景下，現(xiàn)代圖書館的管理方式，資源建設等方面都發(fā)生了重大變化，這種變化表現(xiàn)在圖書館工作，管理和服務平臺發(fā)生的變化，圖書館不再是傳統(tǒng)的手工操作，人工管理，而是全面實行計算機管理。一個簡單的圖書管理系統(tǒng)包括圖書館內(nèi)書籍的信息、學校在校學生的信息以及學生的借閱信息。系統(tǒng)在ibmdb2平臺上用sql語言來編寫實現(xiàn)。此系統(tǒng)功能分為面向學生和面向管理員兩部分，其中學生可以進行借閱、續(xù)借、歸還和查詢書籍等操作，管理員可以完成書籍和學生的增加，刪除和修改以及對學生，借閱、續(xù)借、歸還的確認。關鍵詞：sql語言；數(shù)據(jù)庫設計；圖書管

3、理系統(tǒng)目 錄1需求分析11.1需求分析過程11.2數(shù)據(jù)字典22概念模式設計32.1實體32.2 局部視圖32.3視圖集成43邏輯模式設計63.1將e-r圖轉化為關系模式63.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化64檢驗是否滿足用戶需求84.1調查用戶需求85其它數(shù)據(jù)庫對象(物理數(shù)據(jù)庫設計)的考慮95.1建表95.2合法用戶名字、權限、角色105.3視圖105.4觸發(fā)器115.5索引116備份及恢復策略116.1備份策略116.2恢復策略11圖書管理系統(tǒng)1需求分析1.1需求分析過程（1）流程讀者到圖書借閱處查詢圖書，看看是否有滿足讀者要求的圖書。如果有滿足讀者要求的圖書，查看該圖書是否在館，如果在館，則圖書管理員在

4、系統(tǒng)記錄讀者信息并記錄借出圖書信息，如果不在館，通知讀者。如果讀者要求的圖書無法提供，則通知讀者無法滿足。(2)功能：實現(xiàn)圖書的查詢，借入和歸還功能，而且能保存記錄。(3)流程圖：讀者借閱圖書判斷圖書是否在館圖書管理員管理所借圖書借閱讀者借閱圖書，系統(tǒng)查詢圖書是否在館。圖書已借出，顯示已借出；未借出顯示下一步，圖書管理員管理圖書，登記讀者信息，借出圖書。1.2數(shù)據(jù)字典：（1）數(shù)據(jù)項： 表1.1數(shù)據(jù)項名 含義說明 數(shù)據(jù)類型 長度 與其他數(shù)據(jù)項的邏輯關系讀者編號 讀者相關信息 整 型 10 決定了要借閱的圖書讀者姓名 讀者相關信息 字符型 6讀者性別 讀者相關信息 字符型 2聯(lián)系電話 讀者相關信息

5、 整 型 7所在系 讀者相關信息 字符型 10書 名 圖書相關信息 字符型 20作 者 圖書相關信息 字符型 6出版社 圖書相關信息 字符型 20管理員工作號 管理員相關信息 整 型 10 管理圖書的借出和歸還管理員姓名 管理員相關信息 字符型 6管理員性別 管理員相關信息 字符型 2借書日期 借書相關信息 整 型 10還書日期 借書相關信息 整 型 10（2）數(shù)據(jù)結構： 表1.2數(shù)據(jù)結構名 含義說明 組成圖書信息表 定義了圖書的相關信息 isbn,書名,作者,出版社,出版日期,簡介讀者信息表 定義了讀者有關信息 讀者編號，姓名，性別，聯(lián)系電話，系別 管理員信息表 定義了管理員有關信息 工作號

6、，姓名，性別，電話，工資借閱關系表 定義了借閱圖書的有關信息 工作號，isbn,讀者編號,借書日期,還書日期,是否續(xù)借管理員書籍表 定義了管理員與書籍的有關信息 工作號,isbn,添加時間,是否在館管理員讀者表 定義了管理員與學生的有關信息 工作號,讀者編號,借還確認，違章狀況，累計借書（3）數(shù)據(jù)流：表1.3數(shù)據(jù)流名 來源 去向讀者信息 讀者 圖書管理員的管理處圖書信息 圖書 圖書管理員的管理處借閱信息 借閱圖書 圖書管理員的管理處（4）數(shù)據(jù)存儲：表1.4數(shù)據(jù)存儲名 含義說明 組成讀者信息 存儲了讀者的相關信息 讀者編號，姓名，性別，聯(lián)系電話，系別圖書信息 存儲了圖書的相關信息 isbn,書名

7、,作者,出版社,出版日期,簡介借閱信息 存儲了借閱圖書的有關信息 工作號，isbn,讀者編號,借書日期,還書日期,是否續(xù)借（5）處理過程：表1.5處理過程名 含義說明 輸入 輸出借書過程 查看圖書是否被借出 圖書信息 借閱信息還書過程 查看借閱圖書的信息 讀者信息 圖書信息2概念模式設計2.1實體：讀者信息，圖書信息，圖書管理員信息2.2局部視圖：圖 書讀 者借 閱編號姓名性別所在系違章數(shù)累計借書還書日期借書日期書名出版社出版日期isbn簡介作者nn（1） 讀者借閱圖書圖2-1借閱關系e-r圖事務規(guī)則：一個讀者可以借閱多本圖書（1：n） 一本圖書可以被一個讀者借閱(1：n)（2）管理員管理讀者

8、管理員讀 者管 理 編號姓名性別所在系違章數(shù)累計借書借還確認姓名電話工作號工資性別1n圖2-2管理員_讀者關系e-r圖事務規(guī)則：一個圖書管理員可以管理多個讀者信息（1：n） 一個讀者信息只能被一個圖書管理員管理（1：1）（3）管理員管理圖書 nn工作號圖 書管理員管 理姓名性別工資電話借書是否在館添加時間書名出版社出版日期isbn簡介作者圖2-3管理員_書籍關系e-r圖事務規(guī)則：一本圖書可以被多個圖書管理員管理（1：n） 一個圖書管理員可以管理多本圖書（1：n）2.3視圖集成所有局部er模式都設計好了后，接下來就是把它們綜合成單一的全局概念結構。全局概念結構不僅要支持所有局部er模式，而且必須

9、合理地表示一個完整、一致的數(shù)據(jù)庫概念結構。1)確定公共實體類型為了給多個局部er模式的合并提供開始合并的基礎，首先要確定各局部結構中的公共實體類型。在這一步中我們僅根據(jù)實體類型名和鍵來認定公共實體類型。一般把同名實體類型作為公共實體類型的一類候選，把具有相同鍵的實體類型作為公共實體類型的另一類候選。2)局部er模式的合并合并的原則是：首先進行兩兩合并；先和合并那些現(xiàn)實世界中有聯(lián)系的局部結構；合并從公共實體類型開始，最后再加入獨立的局部結構。3)消除沖突沖突分為三類：屬性沖突、結構沖突、命名沖突。設計全局er模式的目的不在于把若干局部er模式形式上合并為一個er模式，而在于消除沖突，使之成為能夠

10、被所有用戶共同理解和接受的同一的概念模型。4)全局er模式的優(yōu)化在得到全局er模式后，為了提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的效率，還應進一步依據(jù)處理需求對er模式進行優(yōu)化。一個好的全局er模式，除能準確、全面地反映用戶功能需求外，還應滿足下列條件：實體類型的個數(shù)要盡可能的少；實體類型所含屬性個數(shù)盡可能少；實體類型間聯(lián)系無冗余。綜上所述，“圖書管理系統(tǒng)”的全局er模式如下圖所示。 圖2.4系統(tǒng)全局er圖圖2-4系統(tǒng)全局er圖3邏輯模式設計3.1將e-r圖轉化為關系模式由于概念設計的結果是er圖，dbms一般采用關系模型，因此數(shù)據(jù)庫的邏輯設計過程就是把er圖轉化為關系模式的過程。由于關系模型所具有的優(yōu)點，邏輯設計可

11、以充分運用關系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論，使設計過程形式化地進行。設計結果是一組關系模式的定義。將圖2-4總體概念結構e-r圖轉化成關系模型。1、讀者（讀者編號，讀者姓名，讀者性別，聯(lián)系電話，所在系，違章狀況，累計借書） 2、書籍（isbn，書名，作者，出版社，出版日期，簡介）3、管理員（工作號，姓名，性別，電話，工資）4、借閱（讀者編號，isbn，是否續(xù)借，借書日期，還書日期）5、管理員_書籍（工作號，isbn，添加時間，是否在館）6、管理員_讀者（工作號，讀者編號，確認借還）3.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化將轉化的關系模式進行優(yōu)化，最終達到第三范式。優(yōu)化后的關系模式如下：1、讀者（讀者編號，讀者姓名，讀者性別，

12、聯(lián)系電話，所在系，違章狀況，累計借書） 2、書籍（isbn，書名，作者，出版社，出版日期，簡介）3、管理員（工作號，姓名，性別，電話，工資）4、借閱（讀者學號，isbn，是否續(xù)借，借書日期，還書日期）5、管理員_書籍（工作號，isbn，添加時間，是否在館）6、管理員_讀者（工作號，讀者編號，確認借還）表3.1 圖書信息表book字段名稱 數(shù)據(jù)類型 長度 約束 屬性數(shù)據(jù)類型長度約束描述isbn char 20 not null 主碼書名 char 50 not null 非主屬性作者 char 20 not null 非主屬性出版社 char 50 非主屬性出版日期 date 非主屬性簡介 ch

13、ar 200 非主屬性表3.2 讀者信息表student字段名稱 數(shù)據(jù)類型 長度 約束 屬性數(shù)據(jù)類型長度約束描述讀者編號 char 20 not null 主碼讀者姓名 char 10 not null 非主屬性讀者性別 char 2 not null 非主屬性聯(lián)系電話 char 10 非主屬性所在系 char 20 not null 非主屬性違章狀況 char 2 非主屬性累計借書 int 非主屬性表3.3 管理員信息表manager字段名稱 數(shù)據(jù)類型 長度 約束 屬性數(shù)據(jù)類型長度約束描述工作號 char 12 not null 主碼姓名 char 20 not null 非主屬性性別 ch

14、ar 2 not null 非主屬性電話 char 12 非主屬性工資 char 12 非主屬性表3.4 借閱關系表r-b字段名稱 數(shù)據(jù)類型 長度 約束 屬性工作號 char 12 not null 外碼isbn char 20 not null 外碼讀者編號 char 20 not null 非主屬性借書日期 date not null 非主屬性還書日期 date not null 非主屬性是否續(xù)借 char 4 not null 非主屬性表3.5 管理員_書籍表m-b字段名稱 數(shù)據(jù)類型 長度 約束 屬性工作號 char 12 not null 外碼isbn char 20 not null

15、 外碼添加時間 data 非主屬性是否在館 char 14 非主屬性表3.6 管理員_學生表m-s字段名稱 數(shù)據(jù)類型 長度 約束 屬性工作號 char 12 not null 外碼讀者學號 char 20 not null 外碼借還確認 char 4 not null 非主屬性4檢驗是否滿足用戶需求4.1調查用戶需求讀者需求(1) 借閱功能：能夠方便地借閱圖書、續(xù)借圖書、歸還圖書(2) 查詢功能：1）按圖書編號查找圖書2）按書籍名稱查找圖書3）按書籍作者查找圖書4）能夠按照自己的圖書證編號查詢自己的狀態(tài)信息圖書管理員需求（1）讀者注冊功能：能夠對新的讀者進行登記，或注銷讀者的信息信息。（2）圖

16、書錄入功能：能夠將新到的圖書信息輸入到系統(tǒng)的圖書信息庫中。（3）統(tǒng)計功能：1）按圖書編號統(tǒng)計書籍數(shù)量2）按書籍名稱統(tǒng)計數(shù)量3）按作者統(tǒng)計書籍數(shù)量5其它數(shù)據(jù)庫對象(物理數(shù)據(jù)庫設計)的考慮5.1建表(1) 圖書信息表book create table book ( isbn char(20) primary key not null, 書名 char(50) not null, 作者 char(20) not null, 出版社 char(50), 出版日期 date( ), 簡介 char(300) )；（2）讀者信息表studentcreate table student ( 讀者編號 cha

17、r(20) primary key not null, 讀者姓名 char(10) not null, 讀者性別 char(2) not null, 聯(lián)系電話 char(10), 所在系char(20) not null, 違章狀況 char(2)， 借書累計 int( )；(3) 管理員信息表manager create table manager ( 工作號 char(12) primary key not null, 姓名 char(20) not null, 性別 char(2) not null, 電話 char(12), 工資 char(12) )；（4）借閱關系表r-bcreat

18、e table r-b ( 工作號 char(12) not null, isbn char(20) not null, 讀者編號 char(20) not null, 借書日期 date( ) not null, 還書日期 date( ) not null, 是否續(xù)借 char(4) not null,primary key(isbn,讀者編號)，foreign key(isbn)references book(isbn),foreign key(讀者編號)references student(讀者編號)；（5）管理員_書籍表m-bcreate table m-b ( 工作號 char(12

19、) not null, isbn char(20) not null, 添加時間 date(), 是否在館 char(14),primary key(工作號,isbn)，foreign key(工作號)references manager(工作號),foreign key(isbn)references book(isbn)；（6）管理員_學生表m-screate table m-s ( 工作號 char(12) not null, 讀者編號 char(20) not null, 確認歸還 char(4) not null,primary key(工作號, 讀者編號)，foreign key(

20、工作號)references manager(工作號),foreign key(讀者編號)references student(讀者編號)；5.2合法用戶名字、權限、角色(1) 將圖書信息表的查詢權限授給讀者s1grant selecton table bookto s1（2）將借閱關系表r-b，管理員_書籍表m-b，管理員_學生表m-s的查詢和修改的權限給管理員u1grant update,selecton table r-b,m-b,m-sto u15.3視圖在性別為女的管理員信息表上建立工資視圖managerwagecreate view managerwageasselect 姓名,性別,工資from managerwhere 性別 =女；5.4觸發(fā)器建立一個如果管理員的工資不足700，自動改為700元的觸發(fā)器insert_or update_wagecreate trigger insert_or update_wagebefore insert or update on manag