新版教务标准管理系统数据库设计.doc

教务管理数据库系统课程设计目录1、需求分析211 信息规定：212 解决规定：213 安全性与完整性规定：214 系统功能设计和划分2第一某些：顾客管理某些3第二某些：管理员管理某些32、概念设计32.1概念模型（E-R图）：32.2数据字典：5a.数据项5b、数据构造5c、数据流5d、数据存储6e、解决过程62.3 数据流图73、逻辑构造设计73.1 E-R图向关系模型转换（关系码用下横线表出）73.2 设计顾客子模式84、物理设计841 选取存取办法842 拟定数据库存储构造843 评价物理构造95、系统实行96、运营维护101、需求分析11 信息规定：教务管理系统涉及实体有：l 教师工作证号、姓名、职称、电话等；l 学生学号、姓名、性别、出生年月等；l 班级班号、最低总学分等；l 系系代号、系名和系办公室电话等；l 课程课序号、课名、学分、上学时间及名额等。这些实体之间联系如下：l 每个学生都属于一种班，每个班都属于一种系，每个教师也都属于一种系。l 每个班班主任都由一名教师担任。l 一名教师可以教多门课，一门课可以有几位主讲教师，但不同教师讲同一门课其课序号是不同（课序号是唯一）。l 一名同窗可以选多门课，一门课可被若干同窗选中。l 一名同窗选中课若已学完，应当记录有相应成绩。l 本单位学生、教师均有重名，工作证号、学号可以作为标记。12 解决规定：教学系统重要提供数据维护、选课和信息查询。其中常用查询有：系统中各对象基本信息查询。 查询指定班、系学生信息（名单、人数等）。查询学生成绩、学分状况。查询教师授课状况和学生选课状况。13 安全性与完整性规定：l 安全性规定：1.系统应设立访问顾客标记以鉴别与否是合法顾客，并规定合法顾客设立其密码，保证顾客身份不被盗用；2.系统应对不同数据设立不同访问级别，限制访问顾客可查询和解决数据类别和内容；3.系统应对不同顾客设立不同权限，区别不同顾客，如学生，教师，系统管理员。l 完整性规定：1.各种信息记录完整性，核心信息记录内容不能为空；2.各种数据间互相联系对的性；3.相似数据在不同记录中一致性。14 系统功能设计和划分依照如上得到顾客需求，咱们将本系统按照所完毕功能提成如下几某些：第一某些：顾客管理某些 1、解决顾客注册 2、解决顾客登录 3、顾客可以查询学生信息。 4、顾客可以查询快件信息。 5、顾客可以提交与查询报修信息。 6、顾客可以插入与删除顾客自己离返校信息。 7、顾客可以修改顾客自己密码。第二某些：管理员管理某些各某些完毕功能如下： 1、解决管理员登录 2、管理员可以查询学生信息。 3、管理员可以发布与更新快件信息。4、管理员可以插入、修改与查询报修信息。 5、管理员可以插入与查询学生夜归信息。6、管理员可以查询在校与离校学生信息。7、管理员可以修改管理员密码。2、概念设计2.1概念模型（E-R图）：教师班级属于最低总学分班号电话职称姓名工作证号学生学号出生年月性别姓名系系办公室电话系名系代号属于工作从属关系分E-R图1n1n1n学生课程选修学号成绩出生年月性别姓名名额上学时间学分课名课序号mn选修联系分E-R图负责联系分E-R图班级负责最低总学分班号班主任电话职称姓名工作证号11授课授课联系分E-R图课程名额上学时间学分课名课序号教师电话职称姓名工作证号1n学生教师系班级课程选修属于属于工作授课学号成绩出生年月性别姓名名额上学时间学分课名课序号最低总学分班号系办公室电话系名系代号电话职称姓名工作证号负责教务管理系统总E-R图1n1n1n111nmn2.2数据字典：a.数据项编号属性名存储代码类型长度备 注1学号Snochar11学生编号2姓名Snamechar20学生姓名，任意合法字符3性别Ssexchar2学生性别4出生年月Sbirthdate出生时间间接表达年龄5班号Classchar6班级编号6最低总学分TotalCredit浮点数4必要修足学分总数7工作证号Tnochar6教师编号8教师姓名Tnamechar20教师姓名，任意合法字符9职称Titlechar8教师职位称号10电话Telchar11教师联系电话11系代号Dnochar3院系编号12系名Departmentchar10院系名称13系办公室电话Dphonechar11院系办公室工作电话14课序号Cnochar6可区别不同教师专家同一课程15课名Cnamechar20课程名称16学分Credit浮点数2课程学分17上学时间Ctimedatetime上学时间18名额CnumInt课容量19成绩GradeInt选课学生某门课成绩b、数据构造编号数据构造名组 成1学生学号、姓名、性别、出生年月、所属班级班号2教师工作证号、教师姓名、职称、电话、所在系系号3班级班号、最低总学分、班主任工作证号、所属系系号4系系代号、系名、系办公室电话5课程课序号、课名、学分、上课地点、名额、授课教师工作证号6选课记录课序号、学号、成绩c、数据流编号数 据 流 名输 入输 出1变更学生信息变更信息学生信息2查询学生信息学号学生信息3变更教师信息变更信息教师信息4查询教师信息工作证号教师信息5变更班级信息变更信息班级信息6查询班级信息班号班级信息7变更系信息变更信息系信息8查询系信息系代号系信息9变更课程信息变更信息课程信息10查询课程信息课序号课程信息11选课选课表变更信息选课信息12查询选课信息学号或课序号选课信息13查询授课信息工作证号授课信息d、数据存储数据存储名输入数据流输出数据流说 明 部 分学生信息表修改学生信息学生信息某课程学生信息教师信息表修改教师授课教师信息班主任信息课程信息表所有开设课程信息学生选取课程信息教师任教课程信息选课表学生所有选课记录学生选课表随机存取 记录学生本学期所选课程信息班级信息表所有班级信息班级基本信息系信息表所设系信息系基本信息e、解决过程解决过程名输入数据流输 出 数 据 流选课选课信息选定课信息登记成绩成绩信息学生所选课程成绩信息修改学生信息更改学生信息修改后学生信息修改教师信息更改教师信息修改后教师信息数据维护各信息表修改信息修改后各信息表2.3 数据流图学生教师选课查询选课表查询查询查询查询登记成绩教师信息选课信息系信息选课信息选课信息选课信息选课信息已选课信息选课信息成绩信息成绩信息系信息班级信息学生信息成绩信息班级信息学生信息课程信息表学生信息表课程信息课程信息课程信息课程信息查询学生信息修改教师信息查询教师信息修改学生信息教师信息表学生信息学生信息教师信息教师信息教师信息系信息表班级信息表查询班级信息系信息班级信息系信息总 数 据 流 图3、逻辑构造设计3.1 E-R图向关系模型转换（关系码用下横线表出）教师（工作证号，姓名，职称，电话，系代号）代码表达：Teacher ( Tno，Tname，Title，Tel，Dno )此为“教师”实体相应关系模式。其中1：n联系“工作”与此关系模式合并，Dno为外码。存在函数依赖为Tno （Tname，Title，Tel，Dno），且不存在多值依赖，因此满足4NF。学生（学号，姓名，性别，出生年月，班号）代码表达：Student ( Sno，Sname，Ssex，Sbirth，Class )此为“学生”实体相应关系模式。其中1：n联系“属于”与此关系模式合并，Class为外码。存在函数依赖为Sno （Sname，Ssex，Sbirth，Class），且不存在多值依赖，因此满足4NF。系（系代号，系名，系办公室电话）代码表达：Department ( Dno，Dname，Dphone )此为“系”实体相应关系模式。存在函数依赖为Dno （Dname，Dphone），且不存在多值依赖，因此满足4NF。课程（课序号，课名，学分，上学时间，名额，工作证号）代码表达：Course ( Cno，Cname，Credit，Ctime，Cnum，Tno )此为“课程”实体相应关系模式。其中1：n联系“授课”与此关系模式合并，Tno为外码。存在函数依赖为Cno （Cname，Credit，Ctime，Cnum，Tno），且不存在多值依赖，因此满足4NF。选课（学号，课序号，成绩）代码表达：SC ( Sno，Cno，Grade )此为m：n联系“选修”所相应关系模式。Sno和Cno均为外部码。存在函数依赖为完全函数依赖（Sno，Cno） Grade，且不存在多值依赖，因此满足4NF。班级（班号，最低总学分，工作证号，系代号）代码表达：Class ( Class，TotalCredit，Tno，Dno )此为“班级”实体相应关系模式。其中1：n联系“属于”和1：1联系“负责”与此关系模式合并Tno和Dno为外码。该关系模式中存在传递函数依赖：Class Tno，(Tno Class),Tno Dno,可得Class Dno,故Class 不属于3NF。解决办法是将其模式分解为：Class ( Class，TotalCredit，Tno )和T-D( Tno，Dno)，分解后关系模式满足4NF，并且T-D与Teacher码相似，可合并为同一模式。但是考虑到系统要经常进行系学生信息查询，此时就不得不对Student、Class和Teacher三个表进行连接查询，而连接是影响查询效率重要因素，因此取消对Class模式分解。此时Class关系模式满足2NF。3.2 设计顾客子模式为了以便程序查询，建立了如下顾客视图：1、某系学生信息视图（学号，姓名，性别，出生年月，班号）2、某系教师信息视图（工作证号，教师姓名，职称，电话，负责班级）3、某课程学生成绩单（学号，姓名，班级，成绩）4、教师授课信息表（工作证号，教师姓名，职称，专家课程，学分，上学时间）5、学生已选课表（课序号，课名，学分，授课教师，上学时间，名额）4、物理设计41 选取存取办法1、数据库管理系统自动在每个表主码上建立索引，普通为B + 树索引。2、在Student表Sname列上建立Stu_name索引，由于查询操作诸多都使通过学生姓名进行。3、在Teacher表Tname列上建立Tea_name索引，由于查询操作诸多都使通过教师姓名进行。42 拟定数据库存储构造1、为了提高系统性能，依照详细状况将数据易变某些与稳定某些、经常存取某些和存取频率较低某些分开存储。2、DBMS产品普通都提供了某些系统配备变量、存储分派参数，依照应用环境拟定这些参数值，并且在系统运营时还要依照系统实际运营状况进行调节，以使系统性能最佳。43 评价物理构造依照所选用DBMS，如SQL Server ，从定量估算各种方案存储空间、存取时间和维护代价入手，对估算成果进行权衡、比较，选取一种较优合理物理构造。5、系统实行编写关系模式，载入数据。分期分批地组织数据入库，先输入小批量数据做调试用，待试运营基本合格后，再大批量输入数据，逐渐增长数据量，逐渐完毕运营评价。需要注意是，要一方面调试运营DBMS恢复功能，做好数据库转储和恢复工作。基本SQL语言代码如下：CREATE SCHEMA TeachAffair AUTHORIZATION GaoCREATE TABLE Department (Dno CHAR(3) PRIMARY KEY， /*列级完整性约束条件，Dno是主码*/ Dept CHAR(20) UNIQUE NOT NULL, Dphone CHAR(11), );CREATE TABLE Teacher (Tno CHAR(6) PRIMARY KEY， /*列级完整性约束条件，Tno是主码*/ Tname CHAR(20) NOT NULL, Title CHAR(8), Tel CHAR(11), Dno CHAR(3), FOREIGN KEY (Dno) REFERENCES Department(Dno) /*表级完整性约束条件，Dno是外码*/ );CREATE TABLE Class (Class CHAR(6) PRIMARY KEY， /*列级完整性约束条件，Class是主码*/ TotalCredit NUMERIC(4,1), Tno CHAR(6), Dno CHAR(3), FOREIGN KEY (Tno) REFERENCES Teacher(Tno)， /*表级完整性约束条件，Tno是外码*/ FOREIGN KEY (Dno) REFERENCES Department(Dno) /*表级完整性约束条件，Dno是外码*/ );CREATE TABLE Student (Sno CHAR(11) PRIMARY KEY， /*列级完整性约束条件，Sno是主码*/ Sname CHAR(20) NOT NULL, Ssex CHAR(2), Sbirth DATETIME, Class CHAR(6), FOREIGN KEY (Class) REFERENCES Class(Class) /*表级完整性约束条件，Class是外码*/ );CREATE TABLE Course (Cno CHAR(6) PRIMARY KEY， /*列级完整性约束条件，Cno是主码*/ Cname CHAR(20) NOT NULL, Credit NUMERIC(2,1), Ctime DATETIME, Cnum SMALLINT, Tno CHAR(6), FOREIGN KEY (Tno) REFERENCES Teacher(Tno) /*表级完整性约束条件，Tno是外码*/ );CREATE TABLE SC (Sno CHAR(11) NOT NULL, Cno CHAR(6) NOT NULL, Grade SMALLINT CHECK(Grade=0 AND Grade=100), PRIMARY KEY (Sno，Cno)， /*主码由两个属性构成，必要作为表级完整性进行定义*/ FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno) /*表级完整性约束条件，Sno是外码*/ ON DELETE CASCADE /* 当删除Student表中元组时，级连删除SC表中相应元组*/ ON UPDATE CASCADE， /*当更新Student表中Sno时，级连更新SC表中相应元组*/ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) /*表级完整性约束条件，Sno是外码*/ ON DELETE NO ACTION /* 当删除Course表中元组导致了与SC表不一致时，回绝删除*/ ON UPDATE CASCADE， /*当更新Course表中Cno时，级连更新SC表中相应元组*/ );/*DROP TABLE SC;*/*建立索引*/CREATE UNIQUE INDEX Stu_name ON Student(Sname);CREATE UNIQUE INDEX Tea_name ON Teacher(Tname);CREATE UNIQUE INDEX SCno ON SC(Sno ASC，Cno DESC);/*查询某个系（以GIS为例）学生信息*/CREATE VIEW GIS_Student /*建立某个系（以GIS为例）学生信息视图*/ASSELECT *FROM StudentWHERE Class IN (SELECT Class FROM Class WHERE Dname=GIS)WITH CHECK OPTION;SELECT *FROM GIS_Student;SELECT COUNT(*)FROM GIS_Student;/*查询班级学生信息*/SELECT Sno，Sname，Ssex，BirthFROM StudentWHERE Class = 114072;SELECT COUNT(*)FROM StudentWHERE Class=114072;/*查询学生成绩、学分*/SELECT SC.Cno，Cname，Credit，GradeFROM Course，SCWHERE Sno = 1000500 AND SC.Cno=Course.Cno;SELECT SUM(Credit)FROM SC,CourseWHERE Sno=1000500 AND SC.Cno=Couse.Cno;/*查询教师授课信息*/SELECT Course.*FROM CourseWHERE Tno=100123;SELECT Student.Sno,Sname,Class,GradeFROM Course,SC,StudentWHERE Tno=100123 AND Course.Cno=SC.Cno AND SC.Sno=Student.Sno;6、运营维护1、针对不同应用规定制定不同转储筹划，一旦发生故障尽快将数据库恢复到某种一致状态，并尽量减少对数据库破坏；2、依照实际状况修改数据库原有安全性、完整性控制；3、在数据库运营过程中，监督系统运营，对监测数据进行分析，找出改进系统性能办法；4、数据库运营一段时间后，由于记录不断增、删、改，会使数据库物理存储状况变坏，减少数据存取效率，数据库性能下降。这时应按原设计规定重新安排存储位置、回收垃圾、减少指针链等，提高系统性能。当原有数据库设计不能满足新需求，需要重构造数据库，调节数据库模式和内模式。