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数据库课程设计

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2020年4月19日
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课程设计

课程名称： 数据库技术与管理

设计名称： 学生选课管理系统

专业班级： 工程管管1201 学号： 201 515

学生姓名： 王 阁

指导教师： 张 晶

7 月 5 日

太原理工大学课程设计任务书

专业班级
工管1201
学生姓名
王阁
课程名称
数据库技术与管理
设计名称
学生选课管理系统
设计周数
2周
指导教师
张晶
设计
任务
主要
设计
参数
1.课程设计任务书不少于1000字
2.课程设计报告书不少于3000字
3. 选择一个小型数据库应用项目进行数据库设计的全过程，设计的步骤和内容一般包括以下部分：
（1）进行需求分析；
（2）概念模型设计；
（3）逻辑结构设计；
（4）数据库的实施与数据导入；
（5）数据库的应用；
（6）撰写“课程设计报告”
4.应将相关资料等作为报告书的附件
设计内容
设计要求

一、需求分析
（一）建设学生选课管理数据库目的（包括服务对象、数据库的目标等）
（二）开展学生选课管理数据库的可行性分析（包括技术可行性，经济可行性等）
（三） 数据和处理分析（包括数据库中需要储存哪些数据，如何进行处理等
二、概念结构设计
（一）实体及其属性（属性必须是不可再分的数据项）
（二）分E-R图设计（注意实体与实体之间的联系是什么）
（三）E-R图集成与优化（消除不必要的冗余和冲突）
三、逻辑结构设计
（一）E-R图转换为关系模型，不同的联系有不同的转化规则，因此在转化时要注意怎么样来转化
（二）数据模型的优化（这一部分就是将关系模型规范到3NF）
（三）设计用户子模式（这一部分能够设计用户自定义的视图，不同的用户有不同的需求，要认真分析各个用户的需求，建立满足客户需求的视图）
四、数据库的实施与数据导入
（一）在SQL Server 或其它DBMS系统上实现数据库的设计
（二）基本表的建立，建立三个基本表，表名以自己名字的缩写结尾
（三）数据的输入，没个基本表输入最少10条元组
（四）视图的建立，按照需求分析所要求的建立不同的视图
（五）数据库安全性的建立，主要是用户的建立以及用户权限的分配，用户有三个，分别是学生用户，教务处用户以及教师用户，权限视不同用户的需求赋予不同的权限。
五、数据库的应用
（一）数据查询，要求有简单的查询以及等值查询各一个
（二）数据增加，简单的数据增加一个
（三）数据删除，简单的数据删除一个
（四）数据修改，简单的数据修改一个

主要参考
资 料
数据库系统概论（第4版）(王珊，萨师煊：高等教育出版社)
学生提交
归档文件
纸质版课程设计任务书1份
纸质版课程设计报告书1份
光盘版课程设计任务书和报告书1个
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。

指导教师签名： 日期：

选课管理数据库设计报告书

一、需求分析
（一）建设数据库的目的：该数据库的服务对象是学校的教务处，目标是为了方便教务处对学生选课情况进行统一管理,方便学生对选修成绩的查询，方便教师对课程成绩的登入。因此数据库要建立三个登陆用户：学生用户，教务处用户，教师用户。
（二）开展学生选课管理数据库的可行性分析：
（1）技术可行性：
设计方法采用基于E-R图模型的数据库设计方法，用E-R图来设计概念模型，SQL Sever来实现概念模型对逻辑模型的实现，经过对联系以及实体转化为相应的关系表，这是数据库三级模式结构中模式的实现，建立学生视图，教师视图以及教务处视图来实现各个用户的需求，这是数据库三级模式结构中外模式的实现。数据库内模式的实现比较简单，内模式及吴莉存储模式，这是一个小型的数据库系统，因此不需要过多的对吴莉存储模式做过多的要求，一般的个人电脑即能够实现该小型数据库的存储要求。
（2）经济可行性：此数据库的开放提高的教务处对学生选课的管理效率，节约了许多资源，提高了统计人员的效率。
（三）数据和处理分析：
（1）存储的数据包括：学生（学号，姓名，性别）
课程（课程编号，课程名，代课教师，学分）
选修（课程号，成绩）
（2）数据的处理：确定数据的物理结构和存储方式
二、概念结构设计
概念模型用于对信息世界的建模，是实现现实世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员月用户之间进行交流的语言，因此概念模型一方面应该具有较强的语言表示能力，能够方便、直接地表示应用张的各种语义知识，另一方面它还应该简单，清晰、易于用户理解。E-R图具有以上所述的优点，是一种很合适的表示现实世界的概念模型。概念模型的设计有不同的方法，这里采用自底向上的设计概念结构方法，它一般分为两步，第一步为抽象数据并设计局部视图，第二部为集成局部视图，得到全局的概念设计》
（一）实体及属性：选课管理数据库系统中设计了两个实体分别为学生和课程，她们之间是一对多的联系，联系名为选课，各自具有的属性如下：
学生（学号，姓名，性别）
课程（课程编号，课程名，代课教师，学分）
选修（课程号，成绩）
属性必须是不可分割的数据项，不能包含其它属性
（二）分E-R图设计
该数据库设计的实体有两个，学生和课程，以及一个联系即选课，学生具有的属性有：学号，姓名，性别。课程具有的属性有：课程编号，课程名，学分，代课教师。选课的属性有：学分

学生
学号
姓名
性别

学生实体及属性

课程
课程编号
课程名
代课教师
学分

课程实体及属性

学分
选课

选课联系及属性
(三)E-R图集成与优化，要消除冗余和冲突，将各分E-R图合并起来。
各个局部所应用面向的问题不同，且一般是由不同的设计人员进行局部视图设计，这就导致各个分E-R图之间必会存在许多不一致的地方。因此，合并分E-R图时不能简单的将各个分E-R图画到一起，而是要着力消除各个分E-R图之间的冲突。各分E-R图之间的冲突主要有三类：属性冲突、命名冲突和结构冲突。

最后的出的合E-R图如下：

学分
学生
选课
课程
学号
姓名
性别
学分
课程名
代课教师
课程编号

三、逻辑结构设计
（一）E-R图转换为关系模型，在转化联系是要注意不同的联系有不同的转化规则，对于本数据库来说，联系为多对多的联系，当把多对多的联系转化为关系时，与该联系相连的各实体的码以及联系本身的树属性均转化为关系的属性，各体的码组成关系的码或关系码的一部分，另外还应该确定各个实体的主码，而且用下划线标出主码的位置，最后转化的关系模式如下图所示：
学生（学号，姓名，性别）
课程（课程号，课程名，学分，代课教师）
选课（学号，课程号，学分）
（二）数据模型的优化（这一部分就是将关系模型规范到3NF）
转化后的关系模式属于第一范式，需要将其转化为第三范式，第一范式到第三范式的转化一次要消除部分函数依赖以及传递函数依赖。
学生，课程关系模式均属于第三范式。选课关系模式，有部分函数依赖，不符合第二范式，用投影分析法将其分解为两个关系模式：
选课（学号，课程号，成绩） 选课-学分（课程号，学分）
由于选课-学分关系模式与课程关系模式重合，因此最后合并得到最终的关系模式为：
学生（学号，姓名，性别，成绩）
课程（课程号，课程名，学分，代课教师）
选课（学号，课程号，成绩）
上述关系模式都符合第三范式
（三）设计用户子模式
定义用户子模式是要考虑以下几点：
（1）使用更符合用户习惯的别名，上述关系模式区中的属性没有不符合用户习惯用的别名，属性都是自然界所存在的属性。
（2）能够对不同级别的用户定义不同的View以保证系统的安全性。上述关系模式中，为学生建立视图只包含允许学生查询的属性，学生需要自己所选的课程以及成绩，以及选修课的代课教师，课程的学分等，因此为学生设计的学生视图如下图所示：
学生1（学号，姓名，性别，成绩，代课教师，学分）
为教师建立视图，教师需为学生登录成绩，因此她要了解各学生的学号，姓名，性别，成绩，学分，课程号，课程名，学号等，因此为教师建立的教师视图如下图所示：
学生2（学号 ，姓名，性别，成绩，课程号，课程编名，学分）
为教务处建立视图为，教务处由于要管理所有学生的选课情况，教师的代课情况，因此她的视图应该包括各个基本表的属性的集合，为此为教务处设计的教务处视图如下图所示：
学生3（学号，姓名，性别，课程号，课程名，学分，成绩）
（3） 简化用户对系统的使用。
如果某些局部应用中经常使用某些复杂的查询，为了方便用户。。能够将这些复杂的查询定义为视图，用户每次只对定义好的视图进行查询，大大简化了用户的使用。
四、数据库的实施与数据导入
（一）在SQL Server 或其它DBMS系统上实现数据库的设计：
在企业管理器中建立WG数据库

（二）基本表的建立：
（1）使用企业管理器中，在WG数据库中创立courseWG基本表，主码为课程的课程编号，建立的结果如下图：

（2）使用企业管理器，在WG数据库中建立studentWG，主码为学生的学号，建立的结果如下图所示

（3）使用企业管理器，在WG数据库中建立scWG基本表，主码为学号，课程号，建立的结果为下图的结果：

（三）数据的输入
输入学生的信息，最少输入10个元组，即10条学生的信息，如下图所示：

输入课程的信息，最少输入10个元组，即10条课程的基本信息，如下图的基本表所示：

选课信息的输入，每个基本表输入最少10条信息，即10条选课的信息，结果如下图的表所示：

（三）视图的建立
（1）使用企业管理器，创立学生信息视图，学生1，如图所示：
（2）使用企业管理器，建立教师视图，如图所示：

(3)使用企业管理器，建立教务处视图视图，如图所示：

（四）数据库安全的建立
创立用户，创立三个用户，即学生用户，教务处用户以及教师用户，各个用户由于需求的不同因此各个用户具有不同的权限，对于学生她们只有查询的权限，对于教师对不student表具有查询的权限，对于course表以及SC表的查询权限，对于教务处用户来讲，她们具有对三个基本表的查询以及各种操作

用户权限的分配，给WG数据库的student学生用户赋予对studentWG表的sno，sname，sex，的查询权限，对courseWG表的查询权限以及对scWG表的查询权限。

对教师用户权限的分配，对studentWG姓名，性别，学号的查询权限，以及对courseWG表以及scWG表的查询权限

由于教务处需要管理各个学生的studentWG表，courseWG表以及scWG表的查询以及操作权限

五、数据库的应用
（一）数据查询
在查询分析器中进行数据的查询：
简单查询，在查询分析器中输入相应的查询语句后截屏

（二）数据增加，在studentWG表中增加一条李平学生的信息，在查询分析器中输入相关的插入语句，如图

结果如图

（三）数据的删除：输入相应的查询语句

结果如图：

（四）数据修改

结果如图