数据库课程设计举例.docx

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数据库课程设计举例

目录

引言1

第一章需求分析2

1.1需求分析2

1.1.1分析阶段2

1.2任务概述2

1.2.1目标2

1.2.2运行环境3

1.3数据流图4

1.4数据字典4

第二章概念结构设计6

2.1概念结构6

2.2图书管理系统概念结构设计6

2.2.1系统实体E-R图7

2.2.2图书管理系统系统E-R图8

第三章逻辑结构设计9

3.1逻辑结构设计9

3.2图书管理系统逻辑结构设计9

第四章物理设计11

4.1关系中的关系模式11

4.2基本表设计11

第五章数据库的实施和维护15

5.1数据的载入15

5.2应用程序的调试16

5.3数据库的维护18

5.3.1维护18

5.3.2检测并改善数据库性能18

5.3.3重新组织和构造数据库19

第六章结论与体会20

引言

科学技术的进步和生产的发展使人类知识总量的增长不断加快，生产社会化趋势的扩大和社会对产品需求的多样性使得组织在营运活动中所涉及的内部和外部信息量迅速地膨胀起来。

面对激烈的市场竞争，人们对这些信息进行收集、加工、传递等过程的时间性和准确性提出了更高的要求。

这一切使得传统的手工作业为基础的信息系统陷入了机构日益庞大，效率日益降低的困境。

电子计算机的出现为摆脱这种困境找到了出路。

计算机用于管理信息处理的突出优点是迅速、准确、可靠、具有很大的存储能力，适应于管理信息量大、面宽的特点，适合于管理信息处理及时、准确的要求。

管理信息系统（MIS，ManagementInformationSystem）是一个由人和计算机等组成的能够提供信息以支持一个组织机构内部的作业、管理、分析和决策职能的系统。

管理信息系统利用计算机的硬件和软件，手工规程、分析、计划、控制和决策用的模型，以及数据库对信息进行收集、传输、加工、保存和使用。

因此，管理信息系统是一个信息处理系统。

数据库作为存取数据并对数据进行操作的工具在系统中所起到的作用至关重要。

数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造优化的数据库逻辑模式和物理模式结果，并据此建立数据库及其应用系统，使之能有效地存储和管理数据，满足应用需求，包括信息管理要求和数据操作。

信息管理要求是指在数据库中应该存储和管理哪些数据对象；数据操作要求是指对数据对象进行哪些操作，如查询、增、删、改、统计等操作。

数据库设计地目标是维用户和各种应用系统提供的一个信息基础设施和高效率地运行环境。

高效率的运行环境包括：

数据库数据的存取速率、数据库存储空间的利用率、数据库系统运行管理的效率等都是高的。

第一章需求分析

1.1需求分析

数据库是一种存储数据并对数据进行操作的工具。

数据库的作用在于组织和表达信息，简而言之，数据库就是信息的集合。

计算机的数据库可以分为两类：

非关系数据库和关系数据库。

关系数据库中包含了多个数据表的信息，数据库含有各个不同部分的术语，如记录、域等。

SQL2000就是关系数据库开发工具，数据库能汇集各种信息以供查询、存储和检索。

SQL的优点在于它集数据查询、数据操纵、数据定义和数据控制功能于一体。

1.1.1分析阶段

本文主要以计算机和网络通信技术为基础，以一门计算机基础课程为实例，研究和探讨了怎样合理地组织和管理教学内容，并且能应用于实际教学之中，以期能达到教师组织教学内容方便、实施网络教学方便以及学生能利用计算机网络进行自主学习的目的。

经过分析,我们使用Microsoft公司的VisualBasic开发工具，将VB技术与数据库SQLserver相结合进行设计。

首先，在短时间内建立系统应用原型,然后,对初始原型系统进行需求迭代,不断修正和改进,直到形成用户满意的可行系统。

系统可基本实现选课信息和学生信息的录入、修改、删除等功能，扩充的功能包括与成绩相关的信息处理。

同时，可根据学校教学管理制度，设定或自定义审核操作的规则。

系统其他方面的需求有：

安全保密性、可恢复性、可扩充性、可维护性等。

1.2任务概述

1.2.1目标

本高校管理系统的应用对象定位在普通大学，因此在进行需求分析时主要考虑高等大学的具体需求，并将设计目标确定为普通大学提供基本的高校管理功能。

1.2.2运行环境

服务器配置包括硬件配置和软件配置,它们各自都有详细的要求,下面将分别进行介绍.

１、服务器端配置

（1）、硬件配置

安装本软件之前，需要确保计算机具有如下配置，这也是最低硬件要求：

233兆赫（MHZ）Pentium或更高的微处理器（或与之相当的处理器）

使用256内存（RAM最小为64MB，最大为4GB）

不小于40MB的可用硬盘空间

（2）、软件配置

安装本软件之前，需要确保计算机已安装：

MicorsoftWindowsXP及以上的操作系统．

2、客户端配置

本软件开发所需要的硬件配置和软件配置分别介绍如下：

硬件配置：

1台奔腾级别电脑

软件配置：

VB6.0

1.3数据流图

图2.1系统数据流图

1.4数据字典

数据流图表达了数据与处理的关系，数据流图作为直观了解系统运行机理的手段，并没有具体描述个类数据的细节，只有通过数据字典进一步细化才能对系统的需求得到具体而确切的了解。

数据字典用来说明数据流图中出现的所有元素的详细定义和描述，包括数据流、加工处理、数据存储、数据的起点和终点或外部实体等。

数据字典包括的项目有数据项、数据结构、数据流、数据存储、加工逻辑和外部实体。

可使用一些符号来表示数据结构、数据流和数据存储的组成。

表2.1数据相关

序号

数据流名

来源

组成

说明

1

借阅查询

读者

图书号、读者号

注意读者类别

2

图书信息

管理员

图书号、图书名

注意图书类别

3

读者管理

管理员

读者号、读者名

注意读者类别

（1）读者编号={读者编号，唯一标识读者，类型：

char，长度：

20，与图书编号唯一标识一条借阅信息}。

（2）图书编号={图书编号，图书唯一标识，类型：

char，长度：

20，与读者编号唯一标识一条借阅信息}。

第二章概念结构设计

2.1概念结构

在需求分析阶段所得到的应用需求应该首先抽象为信息世界的结构，才能更好地、更准确地用某一DBMS实现这些需求。

概念结构主要特点：

（1）能真是、充分地反映显示世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求，是对现实世界的一个只是模型；

（2）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库设计成功的关键。

（3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充；

（4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换；

概念结构时各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。

2.2图书管理系统概念结构设计

现在对所设计系统的需求作进一步的分析，产生概念结构设计的E-R模型。

由于这个系统并不复杂，因此可采用自顶向下的设计方法。

自顶向下设计的关键是确定系统的核心活动。

所谓核心活动就是系统中的其他活动都要围绕这个活动展开，或与此活动密切相关。

确定了核心活动之后，系统就有了可扩展的余地。

对于这个图书借阅管理系统，其核心活动是借阅，读者与图书之间是通过借阅发生联系的。

因此，此系统包含的实体有：

（l）读者：

用于描述一名读者的基本信息，用读者编号来标识。

（2）图书：

用于描述一本图书的基本信息，用图书编号来标识。

经过初步分析，可以得到此系统中各实体所包含的基本属性如下：

（1）读者（读者姓名，读者编号，性别，读者类别，工作单位，家庭住址，电话号码，登记日期，借书数量），主码为读者编号。

（2）图书（图书编号，图书名称，作者，出版社，图书价格，图书分类，图书封面），主码为图书编号

2.2.1系统实体E-R图

图3.1实体及其属性

（一）

图3.2实体及其属性图

（二）

2.2.2图书管理系统系统E-R图

图3.3系统E-R图

第三章逻辑结构设计

3.1逻辑结构设计

概念结构设计所得的E-R模型是对用户需求的一种抽象的表达形式，它独立于任何一种具体的数据模型，因而也不能为任何一个具体的DBMS所支持。

为了能够建立起最终的物理系统，还需要将概念结构进一步转化为某一DBMS所支持的数据模型，然后根据逻辑设计的准则、数据的语义约束、规范化理论等对数据模型进行适当的调整和优化，形成合理的全局逻辑结构，并设计出用户子模式。

这就是数据库逻辑设计所要完成的任务。

数据库逻辑结构的设计分为两个步骤：

首先将概念设计所得的E-R图转换为关系模型；然后对关系模型进行优化，如下图所示

图4.1逻辑结构设计过程

关系模型是由一组关系（二维表）的结合，而E-R模型则是由实体、实体的属性、实体间的关系三个要素组成。

所以要将E-R模型转换为关系模型，就是将实体、属性和联系都要转换为相应的关系模型。

3.2图书管理系统逻辑结构设计

有了基本的E-R模型就可以进行逻辑结构设计，也就是设计基本的关系模式。

设计基本的关系模式主要从E-R模型出发，将其直接转换为关系模式。

根据转换规则，这个E-R转换的关系模式为：

（1）读者（读者姓名，读者编号，性别，读者类别，工作单位，家庭住址，电话号码，登记日期，借书数量），主码为读者编号。

（2）图书（图书编号，图书名称，作者，出版社，图书价格，图书分类，图书封面），主码为图书编号。

（3）借阅（借阅编号，读者编号，读者姓名，图书编号，图书编号，图书名称，出借日期，还书日期），主码为（图书编号，读者编号）。

现在分析一下这些关系模式。

由于在设计关系模式时是以现实存在的实体为依据，而且遵守一个基本表只描述现实世界的一个主题的原则，每个关系模式中的每个非主码属性都完全由主码唯一确定，因此上述所有这些关系模式都是第三范式的关系模式。

在设计好关系模式并确定好每个关系模式的主码后，接着根据这些关系模式之间的关联关系确定关系模式的外码。

由基本E-R模型可得，“借阅”关系中的“读者编号”与“读者”关系中的主码“读者编号”是同语义且取值域相同，“借阅”关系中的“图书编号”与“图书”关系中的主码“图书编号”是同语义且取值域相同。

因此，应在“借阅”关系中添加“读者编号”和“图书编号”两个外码，它们分别引用“读者”关系中的“读者编号”和“图书”关系中的“图书编号”。

第四章物理设计

数据库在物理上的存储结构与存储方法称为数据库的物理结构，它依赖于选定的数据库管理系统。

为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构的过程，就是物理设计。

数据库的物理设计通常分为两步：

（1）确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构；

（2）对物理结构进行评价，评价的中的是时间和空间效率。

4.1关系中的关系模式

图书管理系统中的关系模式如下：

1.书籍信息表（书籍编号，书名，类别，作者，出版社，出版日期，登记日期，是否被借出）主码：

书籍编号；

2.借阅信息表（读者编号，读者姓名，书籍编号，书籍名称，出借日期，还书日期）主码：

读者编号，书籍编号；

3.图书类别表（类别编号，类别名称）主码：

类别编号；

4.系统管理表（用户名，密码）主码：

用户名；

5.读者信息表（读者编号，读者姓名，性别，读者类别，工作单位，家庭住址，电话号码，登记日期，已借书数量）主码：

读者编号；

6.读者类别表（种类名称，借书数量，借书期限，有效期限）主码：

种类名称；

4.2基本表设计

利用MicrosoftSQLServer2000建立一个空数据库book，其中包括以下表。

表5.1图书类别

字段名

数据类型

数据长度

允许空

类别名称

Char

20

×

类别编号

Char

20

×

createtable图书类别

（类别编号char（20）primarykey,

类别名称char（20）notnull）

表5.2书籍信息表

字段名

数据类型

数据长度

允许空

书籍编号

Char

20

×

书名

Char

30

×

类别

Char

20

×

作者

Char

20

√

出版社

Char

50

√

出版日期

Datetime

8

×

登记日期

Datetime

8

×

是否被借出

Char

4

×

createtable书籍信息

（书籍编号char（20）primarykey,

书名char（30）notnull,

类别char（20）notnull,

作者char（20）,

出版社char（50）,

出版日期datetime,

登记日期datetime,

是否被借出char（4））

表5.3系统管理

字段名

数据类型

数据长度

允许空

用户名

Char

20

×

密码

Char

20

×

createtable系统管理

（用户名char（20）primarykey,

密码char（20）notnull）

表5.4读者信息

字段名

数据类型

数据长度

允许空

读者姓名

Char

20

×

读者编号

Char

20

×

性别

Char

4

√

读者类别

Char

20

工作单位

Char

50

√

家庭住址

Char

50

√

电话号码

Char

20

√

登记日期

Datetime

8

×

借书数量

Int

4

×

createtable读者信息

（读者编号char（20）primarykey,

读者姓名char（20）notnull,

性别char（4）,

读者类别char（20）notnull,

工作单位char（50）,

家庭地址char（50）,

电话号码char（20）,

登记日期datetimenotnull,

已借书数量intnotnull）

表5.5读者类别

字段名

数据类型

数据长度

允许空

种类名称

Char

20

×

借书数量

Int

10

×

借书期限

Int

10

×

有效期限

Int

10

×

createtable读者类别

（种类名称char（20）primarykey,

借书数量intnotnull,

借书期限intnotnull,

有效期限intnotnull）

表5.6借阅信息

字段名

数据类型

数据长度

允许空

读者编号

Char

20

×

读者姓名

Char

20

×

书籍编号

Char

20

×

书籍名称

Char

40

×

出借日期

Datetime

8

×

还书日期

Datetime

8

×

createtable借阅信息

（读者编号char（20）,

读者姓名char（20）notnull,

书籍编号char（20）,

书籍名称char（30）notnull,

出借日期datetimenotnull,

还书日期datetimenotnull,

primarykey（读者编号,书籍编号）,

foreignkey（读者编号）references读者信息（读者编号）,

foreignkey（书籍编号）references书籍信息（书籍编号））

第五章数据库的实施和维护

数据库物理设计完成之后，需要用RDBMS提供的数据定义语言和其他使用程序将数据库逻辑设计和物理设计结果严格描述出来，成为DBMS可以接受的源代码，在经调试产生目标文件。

5.1数据的载入

1、向读者信息表中插入三条信息：

（1）insertinto读者信息

values（'001','张三','男','教授','滨州学院计算机科学技术系','黄河五路16号','8086888','2007-5-4',1）

（2）insertinto读者信息

values（'002','李四','男','职工','滨州学院计算机科学技术系','黄河五路16号','8086111','2007-5-4',0）

（3）insertinto读者信息

values（'003','王五','女','本科','滨州学院计算机科学技术系','黄河五路16号','8086188','2007-5-4',0）

2、向书籍信息表中插入三条信息：

（1）insertinto书籍信息

values（'JSJ-312','计算机模拟物理','计算机','黄文','大学出版社','2007-1-1','2008-1-1','否'）

（2）insertinto书籍信息

values（'JSJ-313','VisualBasic','计算机','黄文','大学出版社','2007-1-1','2008-1-1','否'）

（3）insertinto书籍信息

values（'JSJ-314','VisualC++','计算机','刘登富','计算机版社','2007-1-1','2008-1-1','否'）

5.2应用程序的调试

图6.1查询图书

连接数据库代码如下：

DimconnectionstringAsString

conn.connectionstring=（"Provider=SQLOLEDB;UserID=sa;PWD=;InitialCatalog=book;DataSource=."）

conn.Openconnectionstring

cnt=0

数据查询代码如下：

PrivateSubCommand1_Click（）

Dimrs_findbookAsNewADODB.Recordset

DimsqlAsString

IfCheck1.Value=vbCheckedThen

sql="书名='"&Trim（Text1.Text&""）&"'"

EndIf

IfCheck2.Value=vbCheckedThen

IfTrim（sql）=""Then

sql="类别='"&Trim（Combo1.Text&""）&"'"

Else

sql=sql&"and书名='"&Trim（Combo1.Text&""）&"'"

EndIf

EndIf

IfCheck3.Value=vbCheckedThen

IfTrim（sql）=""Then

sql="作者='"&Trim（Text2.Text&""）&"'"

Else

sql=sql&"and作者='"&Trim（Text2.Text&""）&"'"

EndIf

EndIf

IfCheck4.Value=vbCheckedThen

IfTrim（sql）=""Then

sql="出版社='"&Trim（Text3.Text&""）&"'"

Else

sql=sql&"and出版社='"&Trim（Text3.Text&""）&"'"

EndIf

EndIf

IfCheck5.Value=vbCheckedThen

IfTrim（sql）=""Then

sql="书籍编号='"&Trim（Text4.Text&""）&"'"

Else

sql=sql&"and书籍编号='"&Trim（Text4.Text&""）&"'"

EndIf

EndIf

IfTrim（sql）=""Then

MsgBox"请选择查询方式！

",vbOKOnly+vbExclamation

ExitSub

EndIf

sql="select*from书籍信息where"&sql

rs_findbook.CursorLocation=adUseClient

rs_findbook.Opensql,conn,adOpenKeyset,adLockPessimistic

DataGrid1.AllowAddNew=False

DataGrid1.AllowDelete=False

DataGrid1.AllowUpdate=False

SetDataGrid1.DataSource=rs_findbook

EndSub

5.3数据库的维护

在数据库运行阶段，对数据库经常性的维护工作主要是有DBA完成，它包括：

1.数据库的转储和恢复

2.数据库的安全性和完整性控制

3.数据库性能的监督、分析和改造

4.数据库的重组织与重构造

5.3.1维护

数据库既是共享的资源，又要进行适当的保密。

DBA必须对数据库安全性和完整性控制负起责任。

尤其在计算机网络普遍引应用的今天，保证数据安全、防止黑客攻击、防止病毒入侵等，都是DBA所需要面对的。

按照设计阶段提供的安全防范和故障恢复规范，DBA要经常检查系统的安全是否受到侵犯，根据用户的实际需要授予用户不同的操作权限。

数据库在运行过程中，由于应用环境发生变化，对安全性的要求可能发生变化，DBA要根据实际情况及时调整相应的授权和密码，以保证数据库的安全性。

同样数据库的完整性约束条件也可能会随应用环境的改变而改变，这时DBA也要对其进行调整，以满足用户的要求。

5.3.2检测并改善数据库性能

目前许多DBMS产品都提供了检测系统性能参数的工具，DBA可以利用系统提供的这些工具，经常对数据库的存储空间及响应时间进行分析评价；结合用户的反映情况确定改进措施；及时改正运行中发现的错误；按用户的要求对数据库的现有功能进行适当的扩充。

但要注意在增加新功能时应保证原有功能和性能不受损害。

5.3.3重新组织和构造数据库

数据库建立后，除了数据本身是动态变化外，随着应用环境的变化，数据库本身也必须变化以适应应用要求。

数据库运行一段时间后，由于记录在不断增加、删除和修改，会改变数据库的物理存储结构，使数据库的物理特性受到破坏，从而降低数据库存储空间的利用率和数据的存取效率，使数据库的性能下降。

因此，需要对数据库进行重新组织，即重新安排数据的存储位置，回收垃圾，减少指针链，改进数据库的响应时间和空间利用率，提高系统性能。

这与操作系统对“磁盘碎片”的处理的概念相似。

数据库的重组只是使数据库的物理存储结构发生变化，而数据库的逻辑结构不变，所以根据数据库的三级模式，可以知道数据库重组对系统功能没有影响，只是为了提高系统的性能。

由此可知，数据库的重组并不会改变原设计的数据逻辑结构和物理结构，而数据库的重构造则不同，它部分修改原数据库的模式或内模式，这主要是因为数据库的应用环境发生了变化，如需求变化、设计调整等。

例如增加新的数据项、改变数据类型、改变数据库的容量、增加或删除索引、修