數(shù)據(jù)庫設(shè)計課程設(shè)計

1、數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計大作業(yè)-學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計參與人員： 用戶(A) 數(shù)據(jù)庫分析設(shè)計人員(B ，C，D，E，F(xiàn), G) 任務(wù) 需求分析(A，B為主，C-F參與) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(C，D，E , F為主，其余人參與) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(G為主，其余人參與) 設(shè)計需求(A為主) 要求：三個子系統(tǒng) 需求分析，形成文檔(B，A為主) 數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)字典 設(shè)計說明 以C，D，E，F(xiàn)為主 C，D，E，F(xiàn)各選擇一個局部應(yīng)用，設(shè)計分E-R圖 C，D，E，F(xiàn)集成各分E-R圖，生成總E-R圖 與A，B交互，并修改E-R圖 G也應(yīng)參與討論 形成文檔 各個分E-R圖 總E-R圖 設(shè)計說明角色姓名學(xué)院專業(yè)班級學(xué)號A楊耀

2、文計算機計算機（1）20072217B馬德孝計算機計算機（1）20072223C冶進俊計算機計算機（1）20072224D馬春剛計算機計算機（1）20072228E糟振強計算機計算機（1）F鄧金鑫計算機計算機（1）G崔夏計算機計算機（2）學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)目 錄1. 系統(tǒng)需求分析階段11.1 引言11.2 目標(biāo)與任務(wù)1需求分析階段的目標(biāo)1需求分析階段的任務(wù)1需求分析階段成果22. 概念設(shè)計階段112.1 引言112.2 概念模型設(shè)計123邏輯設(shè)計階段143.1邏輯設(shè)計的任務(wù)和目標(biāo)143.2數(shù)據(jù)組織14將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型14模型優(yōu)化15161. 系統(tǒng)需求分析階段1.1 引言教學(xué)管理是任何

3、學(xué)校的基本任務(wù)，好的教學(xué)管理機制、教學(xué)管理系統(tǒng)是教學(xué)工作得以開展、學(xué)校能夠不斷發(fā)展的保障。目前由于各高校設(shè)置的系別、專業(yè)、課程很多，而且課程知識量與深度較中學(xué)明顯提升，高校教師更多的是投入到教研、科研工作中，因而遵循合理的教學(xué)管理機制，開發(fā)高效的教學(xué)管理系統(tǒng)是必要的。它能使學(xué)校教職工減輕工作壓力，系統(tǒng)地對教務(wù)、教學(xué)上的各項服務(wù)和信息進行管理，同時，也可以加快查詢速度，并使各項管理更加規(guī)范化。1.2 目標(biāo)與任務(wù) 需求分析階段的目標(biāo)（1）了解目前學(xué)校學(xué)生管理的現(xiàn)狀以及SQL Server 2000的功能和特點。（2）通過實地調(diào)查和問答記錄的方式了解學(xué)校學(xué)生管理的工作業(yè)務(wù)流程，并記錄和處理相關(guān)的數(shù)據(jù)

4、。學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)的最終用戶包括管理員、教師和學(xué)生。從這三個不同的用戶視角出發(fā)，咨詢教務(wù)相關(guān)部門并結(jié)合日常教學(xué)管理經(jīng)驗，對系統(tǒng)需求進行調(diào)研，得出用戶的下列需求。1.2.2.1學(xué)生綜合信息管理與信息系統(tǒng)的基本情況（1）用戶的基本信息本系統(tǒng)需要登陸授權(quán)方可使用，所以每位用戶設(shè)有用戶名稱、用戶密碼，并設(shè)用戶級別表示該用戶的身份，系統(tǒng)根據(jù)用戶身份為用戶開放相應(yīng)功能、提供可訪問資源。（2）系統(tǒng)的基本信息高校普遍按系進行教學(xué)管理。各系設(shè)置一個唯一的系部號。（3）班級的基本信息各系部、各年級設(shè)置班級作為基本教學(xué)管理單位。每個班級根據(jù)系部、年級設(shè)置一個唯一的班級號，對應(yīng)一個班級名稱，班級所屬系部號。（4）

5、課程的基本信息課程是授課基本單位。每個課程設(shè)置一個唯一的課程號，對應(yīng)課程名稱。高校普遍采用學(xué)分制，因而課程應(yīng)有學(xué)分，是哪一學(xué)期開設(shè)該課程，該課程是選修課還是必修課等課程基本信息。（5）教師的基本信息每個教師根據(jù)入校年份、所屬系部專業(yè)設(shè)置一個唯一的教師號，對應(yīng)其姓名，教師所屬系部號。教師還應(yīng)具有性別、生日、電話、地址等基本個人情況信息，以及職稱、研究方向、建立等教學(xué)科研經(jīng)歷信息。（6）學(xué)生的基本信息每個學(xué)生根據(jù)入學(xué)年份、所屬班級設(shè)置一個唯一的學(xué)號，對應(yīng)其姓名，所屬班級名、系部號。學(xué)生還應(yīng)具有性別、生日、電話、地址、宿舍、簡歷等基本信息。（7）授課的基本信息授課信息表示哪位教師為哪個班級開設(shè)什么課

6、程，因而應(yīng)包括教師號、課程號、班級號，這三者共同表征授課信息。（8）選課的基本信息選課信息即學(xué)生選課成績信息，應(yīng)包括學(xué)生的學(xué)號、所選課程的課程號、該課程的成績。1.2.2.2用戶對系統(tǒng)的要求（1）管理員信息要求。管理員能夠查詢學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)所有相關(guān)信息，包括用戶的基本信息，教師的基本信息，學(xué)生的基本信息，學(xué)生的基本信息，系部、班級的基本信息，課程的基本信息，教師授課的詳細(xì)信息，學(xué)生上課的所有信息。處理要求。管理員應(yīng)能夠維護教師基本信息。能夠查詢、修改教師個人信息；有新教師上崗，能夠添加該教師記錄；有教師辭職離校，能夠刪除該教師記錄。管理員應(yīng)能夠維護學(xué)生基本信息。能夠查詢、修改學(xué)生個人信息

7、；新生入校，能夠添加新紀(jì)錄；學(xué)生畢業(yè)或退學(xué)離校，能夠根據(jù)要求保留或刪除該學(xué)生相關(guān)記錄。管理員應(yīng)能夠維護教師授課與學(xué)生選課信息。管理員根據(jù)班級信息、教師信息、課程信息進行排課，為每一個班級設(shè)置課程及授課教師。為不同班級設(shè)置了課程，也就為該班級所有學(xué)生設(shè)置了選課課程。管理員應(yīng)能夠修改其登陸密碼。安全性和完整性要求。安全性要求： 系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置訪問用戶的標(biāo)識以鑒別是否是合法用戶，并要求合法用戶設(shè)置其密碼，保證用戶身份不被盜用； 系統(tǒng)應(yīng)對不同的數(shù)據(jù)設(shè)置不同的訪問級別，限制訪問用戶可查詢和處理數(shù)據(jù)的尅別和內(nèi)容，管理員不得修改系部號、班級號、教師號、學(xué)號這些唯一標(biāo)識信息主體的信息。 系統(tǒng)應(yīng)對不同用戶設(shè)置不同的

8、權(quán)限，區(qū)分不同的用戶，如區(qū)分學(xué)生、教師、管理員。完整性要求：各種信息記錄的完整性，信息記錄能容不能為空；各種數(shù)據(jù)見相互的聯(lián)系的正確性；相同的數(shù)據(jù)在不同記錄中的一致性。（2）教師信息要求。教師能夠查詢與教師有關(guān)的信息，包括教師基本信息，教師授課的基本信息，學(xué)生上課的基本信息。處理要求。教師應(yīng)能夠茶學(xué)個人基本信息。教師應(yīng)能夠查詢個人授課信息。教師應(yīng)能夠進行任課成績維護。根據(jù)班級、課程確定的該課程信息，為每個學(xué)生錄入、修改成績。教師應(yīng)能夠修改其登錄密碼。（3）學(xué)生信息要求。學(xué)生能夠查詢與學(xué)生有關(guān)的信息，包括學(xué)生基本信息，學(xué)生選課的基本信息。處理要求。學(xué)生應(yīng)該能夠查詢個人基本信息。學(xué)生應(yīng)該能夠查詢個人

9、選課信息。查詢所選課程及該課程的成績。學(xué)生應(yīng)該能夠修改其登陸密碼。需求分析階段成果首先根據(jù)本系統(tǒng)的基本信息要求和處理要求，從管理員 教師 學(xué)生視角分別給出分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)流圖，最后給出總數(shù)據(jù)流圖（1）管理員視角數(shù)據(jù)流圖（2）教師視角數(shù)據(jù)流圖（3）學(xué)生視角數(shù)據(jù)流圖（4）總數(shù)據(jù)流圖1.2.3.2.數(shù)據(jù)字典設(shè)計說明：數(shù)據(jù)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理的關(guān)系，數(shù)據(jù)字典則是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集合，是進行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果。數(shù)據(jù)字典在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中占有很重要地位。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部分。其中數(shù)據(jù)項的最小組成單位，若干個數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)字典和數(shù)

10、據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)存儲的邏輯內(nèi)容。下面是根據(jù)數(shù)據(jù)流圖編寫本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典，數(shù)據(jù)字典是對本系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)的詳盡描述，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的依據(jù)（1）數(shù)據(jù)項1-1系統(tǒng)數(shù)據(jù)項的描述屬性名儲存代碼類型長度備注用戶名YhmcVarchar10用戶密碼YhmmVarchar20用戶級別YhjbVarchar1標(biāo)識用戶身份系部號XbhVarchar10兩位系部號系部名稱XbmcVarchar50班級號BjhVarchar10前兩位表示年份，中間兩位是系部號，最后兩位是班級編號班級名稱BjmcVarchar10課程號KchVarchar5第一位是c，后四位是課程編號課程名稱KcmcVarchar20學(xué)分K

11、cxfInt4該課程的學(xué)分?jǐn)?shù)學(xué)期KcxqVarchar2該課程在哪一學(xué)期開設(shè)類型KclxVarchar8該課程是必修還是選修教師號JshVarchar6第一位是t，中間兩位是系部號，最后三位是教師編號學(xué)號XhVarchar8前六位表示班級號，最后兩位是學(xué)生編號姓名JsxmVarchar8性別JsxbVarchar2生日J(rèn)ssrVarchar12電話JsdhVarchar20職稱JszcVarchar4初級、中級、副高、正高研究方向JsyjfxVarchar50地址JsdzVarchar50簡歷JsjlVarchar100宿舍XsssVarchar10成績CjDecimal5（8，1）（2）數(shù)據(jù)

12、結(jié)構(gòu)1-2 系統(tǒng)各基本信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名組成用戶信息用戶名稱，用戶密碼，用戶級別（管理員，教師，學(xué)生）系部信息系部號，系部名稱班級信息班級號，班級名稱，系部號課程信息課程號，課程名稱，學(xué)分，學(xué)期，類型（必修，選修）教師信息教師號，姓名，性別，生日，電話，系部號，職稱，研究方向，地址，簡歷學(xué)生信息學(xué)號，姓名，性別，生日，班級號，系部號，宿舍，電話，地址，簡歷授課信息教師號，課程號，班級號選課信息學(xué)號，課程號，成績（3）數(shù)據(jù)流系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流名數(shù)據(jù)流來源數(shù)據(jù)流去向組 成查詢教師信息教師表管理員 教師教師信息修改教師信息管理員教師表教師信息查詢學(xué)生信息學(xué)生表管理員 學(xué)生學(xué)生信息修改學(xué)生信息

13、管理員學(xué)生表學(xué)生信息設(shè)置密碼管理員 教師 學(xué)生用戶表用戶信息排課教師 課程 班級表授課表教師 課程 班級信息查詢授課信息授課表教師授課信息 設(shè)置成績教師選課表成績信息 查詢成績選課表學(xué)生成績信息（4）數(shù)據(jù)存儲 系統(tǒng)各基本信息的數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲名輸入的數(shù)據(jù)流輸出的數(shù)據(jù)流組 成用戶表用戶信息用戶信息用戶信息授課表授課信息授課信息教師 課程 班級信息選課表成績信息成績信息學(xué)生 課程 成績信息教師表教師信息教師信息教師信息學(xué)生表學(xué)生信息學(xué)生信息學(xué)生信息課程表課程信息課程信息課程信息班級表班級信息班級信息班級信息系部表系部信息系部信息系部信息(5)處理過程 設(shè)計說明：處理過程的具體處理邏輯一般用判定表

14、系統(tǒng)處理過程處理過程名輸入數(shù)據(jù)流輸出數(shù)據(jù)流設(shè)置密碼用戶信息用戶信息設(shè)置密碼用戶信息用戶信息設(shè)置密碼用戶信息用戶信息查詢教師信息教師信息教師信息查詢教師信息教師信息教師信息修改教師信息教師信息教師信息查詢學(xué)生信息學(xué)生信息學(xué)生信息查詢學(xué)生信息學(xué)生信息學(xué)生信息修改學(xué)生信息學(xué)生信息學(xué)生信息排課授課信息授課信息查詢授課信息授課信息授課信息查詢課程信息成績信息成績信息登記課程信息成績信息成績信息查詢課程信息成績信息成績信息2.概念設(shè)計階段2.1引言概念設(shè)計階段主要是將需求分析階段得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)(概念模型)的過程,它是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵，包括概念模型設(shè)計和新系統(tǒng)流程兩個階段。2.2 概念模型

15、設(shè)計（1）學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)中的實體有用戶、系部、班級、課程、教師、學(xué)生。首先如圖2-2（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）分別給出它們的E-R模型，即各分E-R圖。其次，在這些實體中有如下關(guān)系：教師從屬于系部。一名教師屬于一個系部，一個系部可以包含多名教師，系部教師關(guān)系是一對多關(guān)系.如圖2-3（a）所示。班級從屬于系部。一個班級屬于一個系部，一個系部可以包含多個班級，系部班級關(guān)系是一對多關(guān)系。如圖2-3（b）所示。 （a）用戶實體的屬性 （b）系部實體的屬性 （c）班級實體的屬性（d）課程實體的屬性 （e）教師實體的屬性 （f）學(xué)生實體的屬性 圖2-2 學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)中實體

16、及其屬性學(xué)生從屬于班級。一名學(xué)生屬于一個班級，一個班級可以包含多個學(xué)生，班級學(xué)生關(guān)系是一對多關(guān)系。如圖2-3（c）所示。學(xué)生可以選課。一個學(xué)生可以選多門課程，一門課程可以被若干學(xué)生選課，學(xué)生.課程構(gòu)成的選課關(guān)系是多對多關(guān)系。如圖2-3（d）。教師以班級為單位授課。一名教師可以任若干班級的若干課程，一個班級會開設(shè)若干課程并由若干教師任課，一門課程會由若干教師任課并可被開設(shè)于若干班級。如圖2-3（e）。 （a）系部教師關(guān)系 （b）系部班級關(guān)系 （c）班級學(xué)生關(guān)系 （d）選課關(guān)系 （e）授課關(guān)系 圖 2-3學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)中實體關(guān)系(2) 各分ER圖中每個實體的屬性如下所示：用戶: 用戶（用戶名

17、稱，用戶密碼，用戶級別）系部: 系部（系部號，系部名稱）班級: 班級（班級號，班級名稱，系部號）教師: 教師（教師號，姓名，性別，生日，電話，系部號，職稱，研究方向，地址，簡歷）學(xué)生: 學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，生日，班級號，系部號，宿舍，電話，地址，簡歷）課程: 課程（課程號，課程名稱，學(xué)分，學(xué)期，類型）各分ER圖中聯(lián)系的屬性如下所示：授課: 授課（教師號，課程號，班級號）選課: 選課（學(xué)號，課程號，成績）(3) 合并各分圖,消除屬性沖突、命名沖突、結(jié)構(gòu)沖突等三類沖突,（a） 學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)的基本E-R圖（b） 用戶E-R圖圖2-4學(xué)生綜合信息管理系統(tǒng)總E-R圖3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1邏輯設(shè)

18、計的任務(wù)和目標(biāo)以上的概念設(shè)計階段是獨立于任何一種數(shù)據(jù)模型的，但是邏輯設(shè)計階段就與選用的DBMS產(chǎn)品發(fā)生關(guān)系了，系統(tǒng)邏輯設(shè)計的任務(wù)就是將概念設(shè)計階段設(shè)計好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為選用DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。具體內(nèi)容包括數(shù)據(jù)組織（將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型、模型優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫模式定義、用戶子模式設(shè)計）、數(shù)據(jù)處理（畫出系統(tǒng)功能模塊圖）兩大任務(wù)3.2數(shù)據(jù)組織將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用SQL Server 2000。下面將概念設(shè)計的E-R圖結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型。關(guān)系的碼用下劃線標(biāo)出。用戶（用戶名稱，用戶密碼，用戶級別）此為用戶實體對應(yīng)的關(guān)系模式。系部（系部號，系部名稱

19、）此為系部實體對應(yīng)的關(guān)系模式。班級（班級號，班級名稱，系部號）此為班級實體對應(yīng)的關(guān)系模式。教師（教師號，姓名，性別，生日，電話，系部號，職稱，研究方向，地址，簡歷）此為教師實體對應(yīng)的關(guān)系模式。學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，生日，班級號，系部號，宿舍，電話，地址，簡歷）此為學(xué)生實體對應(yīng)的關(guān)系模式。課程（課程號，課程名稱，學(xué)分，學(xué)期，類型）此為課程實體對應(yīng)的關(guān)系模式。授課（教師號，課程號，班級號）此為授課關(guān)系對應(yīng)的關(guān)系模式。選課（學(xué)號，課程號，成績）此為選課關(guān)系對應(yīng)的關(guān)系模式。模型優(yōu)化數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果不是唯一的。為了進一步提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能，還應(yīng)愛根據(jù)應(yīng)用需要適當(dāng)?shù)男薷恼{(diào)整數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，

20、這就是數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)，方法有：1.確定數(shù)據(jù)依賴 2。對于各個關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進行極小化處理消除榮譽聯(lián)系 3.按照數(shù)據(jù)依賴的理論對關(guān)系模式逐一進行分析，考察是否存在部分函數(shù)依賴，傳遞函數(shù)依賴，多值依賴，確定個關(guān)系模式屬于第幾范式 4按照需求分析階段得到的處理要求，分析對于這樣的應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，確定是否對某些模式進行合并或分解在SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫中用二維表表示關(guān)系模式。如圖（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、（g）、（h）所示。（a） 用戶表（yh）名稱數(shù)據(jù)類型大小主鍵空yhmcvarchar10是yhmmvarchar20yhjbvarchar1（b） 系部表