排課系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1、JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本科課程實訓(xùn)題目：關(guān)于學(xué)生排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計學(xué) 院：軟件學(xué)院姓 名： 肖力謝果學(xué) 號：專 業(yè)：軟件工程班 級：軟件1001指導(dǎo)教師：黃欣 2011年12月引言：由于當(dāng)下大學(xué)學(xué)校班級及專業(yè)較多，我們學(xué)校的實用的幫助班級排課的一個系統(tǒng)也有迫切需求?；谟肧QL Server設(shè)計的數(shù)庫的排課系統(tǒng)也有很大的需要，在本實訓(xùn)作業(yè)中，將會針對該實際情況，對我校江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的學(xué)生上課排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行設(shè)計。該設(shè)計工作由雙人合作的形式完成， 對一個學(xué)期以來數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論的學(xué)習(xí)進行鞏固和聯(lián)系。 該 排課系統(tǒng)主要設(shè)計流程工作大概分為三個階段：需求分析

2、，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，也將設(shè)計的物理結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫實施維護從略講述， 著重在需求分析上的收集數(shù)據(jù)形成實體及其聯(lián)系的 數(shù)據(jù)字典完成， 在需求分析的基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)流圖的基本設(shè)計； 在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計上完成數(shù)據(jù)的抽 象形成各子系統(tǒng)的 E-R圖，最后在解決沖突的分析下完成基本總實體-聯(lián)系(E-R圖);在邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段中完成數(shù)據(jù)的抽象及實體的形成，實體的規(guī)范分析及完整性約束， 以及設(shè)計階段的有關(guān)觸發(fā)器的創(chuàng)建分析和實現(xiàn)最后簡要對數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟的物理設(shè)計和實施階段簡要概述。課程設(shè)計為實驗周兩天完成，使用流行的SQL Server 2005 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完成基本設(shè)計工作，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)、

3、T/SQL 基本語句實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫表的創(chuàng)建，表的完整性約束，表的視圖及觸 發(fā)器的創(chuàng)建，基本工作都按照實訓(xùn)題要求基本完成。需求分析需求分析是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的必要和首要設(shè)計階段，將會影響以后數(shù)據(jù)庫設(shè)計的延續(xù)和質(zhì)量，需求分析方法也很多，最重要是形成有實用價值的實際性的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖。在該排課系統(tǒng)的需求分析階段，主要是通過詢問和自己所掌握的關(guān)于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)系方式和工作方式，形成了關(guān)于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖。需求表述基本功能描述排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要完成工作有：數(shù)據(jù)庫管理員對數(shù)據(jù)的錄入和相關(guān)完整性條件約束的建立，數(shù)據(jù)庫相關(guān)的觸發(fā)器與存儲過程對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的聯(lián)系的管理；執(zhí)行程序能夠高效率地完成數(shù)據(jù)處理

4、和調(diào)用；能夠通過DBMS建立一系列視圖來更方便的操作數(shù)據(jù)庫。開發(fā)技術(shù)描述開發(fā)工具：Microsoft SQL Server 2005SQL Server 2005是microsoft公司推岀的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，該版本繼承了SQL Server 2000版本的優(yōu)點，同時又比它增加了許多更先進的功能。具有使用方便可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點，可跨越從運行 Microsoft Windows 2000 電腦到運行 Microsoft Windows XP 的大型多處 理器的服務(wù)器等多種平臺使用。本實驗中最終將使用 Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將我們設(shè)計的數(shù)據(jù)

5、庫實現(xiàn)。分析形成初步數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典（Data Dictionary，DD）是數(shù)據(jù)庫設(shè)計需求分析階段后通過科學(xué)的處理方法得到的該系統(tǒng) 中各類數(shù)據(jù)描述的集合，也是進行詳細(xì)數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果，它在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中占有恨重要的地位。數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和處理過程 5個部分。其中數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以下將把分析收集的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)列出：課程相關(guān)數(shù)據(jù)（表 1）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度kcdh課程代號表示該課程的一個 代號intkcm課程名這個課程的名稱char8kclb課程類別該課程的上課形式（教室類）tin yi n

6、t注：教室類別中的tinyint從14分別代表取值為普通教室、多媒體教室、半多媒體教室、實驗 機房，也可以由具體其它教師類別進行擴充。班級數(shù)據(jù)（表2）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級代號代表這個班級的號 碼（表示院系）int11bjmc班級名稱表示這個班級的名 字char8bjrs班級人數(shù)該班級包括的人數(shù)int11教師數(shù)據(jù)（表3）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度js dh教師代號老師的代碼int11jsxm教師姓名教師的名字char10jszc教師職稱反映了這個老師的 職稱char10jsxb教師性別表示老師的性別char24、教室數(shù)據(jù)（表 4）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jsdh教室代號

7、表示這個教室位置int11jsgm教室規(guī)模表示這個教室可以 容納的人戶intjslb教室類別表示是否有多媒體 設(shè)置int注：教室類別中的tinyint從14分別代表取值為普通教室、多媒體教室、半多媒體教室、實驗 機房，也可以由具體其它教師類別進行擴充。5、班級課程數(shù)據(jù)（表 5）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級代號:表示這個班級intkcbh課程代號表示該班級的該課 程intks_num課時數(shù)目表示該班級該課程 的課時數(shù)目intz_num課時周數(shù)表示該班級該課程的上課周數(shù)目int6、班級課時數(shù)據(jù)（表 6）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級代號:班級的代號intkcdh課程代號課程的

8、代號intsjdh時間代號該班級上該課程的 時間點intjs_dh教師代號上課老師的代號intjsdh教室代號上該次課的教室int注：星期的屬性值范圍tinyint中從15分別代表值是周一到周五；節(jié)次的屬性值范圍tinyint中從14分別代表值是 12節(jié)，34節(jié)，56節(jié)，78節(jié)7、授課數(shù)據(jù)（表 7）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jdh教師代號intkcdh課程代號int注：一個老師可能教授多門課程的情況也存在。8、教室使用狀態(tài)數(shù)據(jù)分析（表8）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jsdh教室的代號intjcdh時間代號哪個時間點教室在 用狀態(tài)intsyqk使用情況該教室在時間段內(nèi) 是否被使用char2注：

9、標(biāo)注教室使用情況，以便于進行排課時不至于沖突。9、學(xué)期的時間分配數(shù)據(jù)（表 9）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度sjdh時間代號intZC時間周tin yi ntxq時間星期in yi ntjc節(jié)次tin yi nt注：星期的屬性值范圍tinyint中從15分別代表值是周一到周五；節(jié)次的屬性值范圍 tinyint中從14分別代表值是 12節(jié)，34節(jié)，56節(jié)，78節(jié)。以上各是需求分析后形成的數(shù)據(jù)的部分?jǐn)?shù)據(jù)字典，基本描述了各種數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，沒有對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲進行較多的描述?；緮?shù)據(jù)流圖通過以上的分析和各類數(shù)據(jù)的形成，也將在以下畫岀該系統(tǒng)的基本簡單數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)流圖（DataFlow Diagram，D

10、FD）為概念結(jié)構(gòu)設(shè)計和形成初步基本E-R圖做好準(zhǔn)備。下圖為得到的基本數(shù)據(jù)流程圖:人數(shù)時間點老師號號 程 rrf諜數(shù)據(jù)流出教師授課班級上課時段基本數(shù)據(jù)流程圖（圖 1）注：在該數(shù)據(jù)流程圖中簡要將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向標(biāo)示，在排課處理中綜合所有的相關(guān)數(shù)據(jù)，最后得到一個班級一門課程在一個時間點的上課地點和任課老師。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計為下一步邏輯結(jié)將以上需求分析階段得到的數(shù)據(jù)字典及數(shù)據(jù)流程圖整合為對應(yīng)得到實體聯(lián)系圖, 構(gòu)設(shè)計中創(chuàng)建關(guān)系代數(shù)模型和建立相應(yīng)得表做最后的分析準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)各實體及其屬性以下各圖將系統(tǒng)所有實體的屬性集合表示如下:以上將數(shù)據(jù)各實體分別將圖表列出?；綞-R圖的形成實體聯(lián)系部分情況：一個班級可以是在一

11、個學(xué)期內(nèi)學(xué)習(xí)沒M門課程，一門課程也可以同時在我們學(xué)校的N個班級內(nèi)開課；一個老師可以教 M門課程的情況，同時一門課程有N個老師在教授課程；一個班級有M個老師授課學(xué)習(xí)，一個老師也可能在N個班級中講課；一個班上課只能在 1個教室，同時一個教室在一時刻只能一個班上課（大課及公選課沒有考慮進去）;一個老師上課在1個教室，一個教室只能 1個老師在上課； 一個時間點有 M個班級在上課，一個班級只能只能在1個時間點上課?；綞-R圖：老師M系統(tǒng)基本E-R圖在形成E-R圖的過程中，由于將各實體聯(lián)系到一塊，可能會產(chǎn)生命名沖突， 結(jié)構(gòu)沖突和屬性沖突,在此將不具體介紹相關(guān)沖突的解決辦法，只在后面的模型中自行分析并解決

12、。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計是在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計好的基礎(chǔ)上把形成的基本系統(tǒng)實體聯(lián)系圖轉(zhuǎn)化為我們現(xiàn)在要使 用的DBMS關(guān)系模型結(jié)構(gòu)，在此將具體將E-R圖的各實體和屬性聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一個個的關(guān)系模式，并對各關(guān)系模式分析各規(guī)范要求。E-R圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式生成的關(guān)系表：1、課程表（課程號，課程名，課程類別）該表記錄全校所有課程的相關(guān)信息，包括該課程的上課類別，也就是上課教室的類別，將課程號作為主碼。該關(guān)系中其它兩個非主屬性完全依賴于碼值課程代號，也不存在傳遞依賴，同時滿足于1NF, 2NF,3NF三個規(guī)范。2、班級表（班級代號，班級名，班級人數(shù)）表記錄學(xué)校各班級的的簡單信息，包括班級名稱和班級人數(shù)，班級人數(shù)同時

13、將會確定該班級上課的教室規(guī)模，班級代號為主碼約束，班級名和班級人數(shù)完全依賴于該碼，不存在傳遞依賴， 該關(guān)系滿足3范式規(guī)范要求。3、教師表（教師代號，教師性別，教師姓名）教師表將學(xué)校所有老師的信息記錄，教師代號為為主碼，也滿足三范式的規(guī)范要求。4、教室表（教室代號，教室規(guī)模，教室類別）將記錄全校所有教室信息的表，其中實體完整性為教室代號為主碼，教室規(guī)模為教室容納人數(shù)，教室類別取值有int型數(shù)據(jù)4種，兩個非主屬性完全依賴于碼且不傳遞依賴于主碼。5、時間表（時間代號，星期，節(jié)次，周次）記錄學(xué)校一個學(xué)期所有上課時間的表，將節(jié)假日和雙休日可以不再表內(nèi)，包含周次，星期，節(jié)次三個時間屬性，時間代號為主碼約束

14、，三個屬性完全依賴于主碼，也不傳遞依賴于主碼，滿足關(guān)系范式要求。6、班級選課表 （班級代號，課程代號，課時數(shù)，周數(shù)）班級選課表將記錄一個班級一門課程的上課信息，包括課時數(shù)，和上課總周數(shù)，班級代號和課程代號為主碼，同時也是班級表和課程表的外碼，一個班的某門課程的上課課時和周數(shù)一定的，兩個屬性完全依賴于主碼，同時這個關(guān)系也將是編程實現(xiàn)時進行排課所需要的表，將會生成視圖和編寫觸發(fā)器對應(yīng)外碼的參照完整性。7、班級派課表 （班級代號，時間代號，課程號，教師代號，教室代號）班級派課表中記錄排課后的班級上課表，也是最終得到的班級課表信息，以班級代號和時間代號為主碼約束，其他屬性有該班級在該時刻上課的課程，上

15、課的老師代號，以及上課的教室代號。8、教室狀態(tài)表（教室代號，時間代號，使用狀態(tài)）教室狀態(tài)表保存了在排課過程中教室的使用情況，使用狀態(tài)為1和0,分別表示教室在該時刻的使用狀態(tài)，為編程實現(xiàn)不會教室在某個時刻不重復(fù)排教室。教室代號和時間代號為主碼約束，該關(guān)系同樣滿足三范式規(guī)范。9、授課狀態(tài)表 （教師代號，課程代號）授課狀態(tài)表將記錄老師的教課信息，一個老師可能上幾門不同的課程，比如java老師可能也上 C語言的課程，加入該表將會更準(zhǔn)確記錄老師的授課信息，以便排課系統(tǒng)更好的分配。該表為全碼約束，兩個屬性組合為主鍵。部分表、視圖和觸發(fā)器的創(chuàng)建1、表的創(chuàng)建：Create table subjectsdh,z

16、c,xqFrom class,time,teacher, 班級派課表 ,subject Where =班級派課表 .bjdh anddh=班級派課表.sdh and=班級排派表 .sjdh and=班級派表 .kcdh3、教室課表視圖建立 :Create view teachertimeAsSelect jsxm,bjxm,kcm 班級派課表 .bidh ,xq,zc,jc, 班級派課表 .bidh From class ,room,teacher,time, 班級排課表 .,subjectWhere =班級派課表 .bjdh anddh=班級派課表.sdh and =班級派課表 .sjdh and=班級排課表 .kcdh5、部分觸發(fā)器的建立：Create trigger insert_ST on 班級派課表 for insertAsBegindeclare banji int banji_1 intselect banji=count(*) from 班級派課表， inserted where = 班級派課表 .bjdh and =班級派課表 .bjkc select banji_1=kss from 班級課表， inserted where = 班級派課表 .b