教务管理系统数据库设计.docx

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1、教务管理系统数据库设计 教务管理 数据库系统课程设计 目录 1、需求分析 (2) 11 信息要求： (2) 12 处理要求： (2) 13 安全性与完整性要求： (2) 14 系统功能的设计和划分 (2) 第一部分：用户管理部分 (3) 第二部分：管理员管理部分 (3) 2、概念设计 (3) 2.1概念模型（E-R图）： (3) 2.2数据字典： (5) a.数据项 (5) b、数据结构 (5) c、数据流 (5) d、数据存储 (6) e、处理过程 (6) 2.3 数据流图 (7) 3、逻辑结构设计 (7) 3.1 E-R图向关系模型的转换（关系的码用下横线表出） (7) 3.2 设计用户子

2、模式 (8) 4、物理设计 (8) 41 选择存取方法 (8) 42 确定数据库的存储结构 (8) 43 评价物理结构 (9) 5、系统实施 (9) 6、运行维护 (10) 1、需求分析 11 信息要求： 教务管理系统涉及的实体有： 教师工作证号、姓名、职称、电话等； 学生学号、姓名、性别、出生年月等； 班级班号、最低总学分等； 系系代号、系名和系办公室电话等； 课程课序号、课名、学分、上课时间及名额等。 这些实体之间的联系如下： 每个学生都属于一个班，每个班都属于一个系，每个教师也都属于一个系。 每个班的班主任都由一名教师担任。 一名教师可以教多门课，一门课可以有几位主讲老师，但不同老师讲的

3、同一门课其课序号是不同 的（课序号是唯一的）。 一名同学可以选多门课，一门课可被若干同学选中。 一名同学选中的课若已学完，应该记录有相应成绩。 本单位学生、教师都有重名，工作证号、学号可以作为标识。 12 处理要求： 教学系统主要提供数据维护、选课和信息查询。其中常见的查询有：系统中各对象的基本信息查询。查询指定班、系的学生信息（名单、人数等）。查询学生的成绩、学分情况。查询教师授课情况和学生选课情况。 13 安全性与完整性要求： 安全性要求： 1.系统应设置访问用户的标识以鉴别是否是合法用户，并要求合法用户设置其密码，保证用户身份不被盗用； 2.系统应对不同的数据设置不同的访问级别，限制访问

4、用户可查询和处理数据的类别和内容； 3.系统应对不同用户设置不同的权限，区分不同的用户，如学生，教师，系统管理员。 完整性要求： 1.各种信息记录的完整性，关键信息记录内容不能为空； 2.各种数据间相互的联系的正确性； 3.相同的数据在不同记录中的一致性。 14 系统功能的设计和划分 根据如上得到的用户需求，我们将本系统按照所完成的功能分成以下几部分： 第一部分：用户管理部分 1、处理用户注册 2、处理用户登录 3、用户可以查询学生信息。 4、用户可以查询快件信息。 5、用户可以提交与查询报修信息。 6、用户可以插入与删除用户自己的离返校信息。 7、用户可以修改用户自己密码。 第二部分：管理员

5、管理部分 各部分完成的功能如下： 1、处理管理员登录 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）： 选修联系的分E-R图 负责联系的分E-R图 授课联系的分E-R图 教务管理系统的总E-R图 2.2数据字典： a.数据项 b、数据结构 c、数据流 d、数据存储 e、处理过程 2.3 数据流图 总数据流图 3、逻辑结构设计 3.1 E-R图向关系模型的转换（关系的码用下横线表出）

6、代码表示：Teacher ( Tno, Tname, Title, Tel, Dno ) 此为“教师”实体对应的关系模式。其中1：n联系“工作”与此关系模式合并，Dno为外码。存在的函数依赖为Tno （Tname，Title，Tel，Dno），且不存在多值依赖，所以满足4NF。 代码表示：Student ( Sno, Sname, Ssex, Sbirth, Class ) 此为“学生”实体对应的关系模式。其中1：n联系“属于”与此关系模式合并，Class为外码。存在的函数依赖为Sno （Sname，Ssex，Sbirth，Class），且不存在多值依赖，所以满足4NF。 代码表示：Depar

7、tment ( Dno, Dname, Dphone ) 此为“系”实体对应的关系模式。存在的函数依赖为Dno （Dname，Dphone），且不存在多值依赖， 所以满足4NF。 代码表示：Course ( Cno, Cname, Credit, Ctime, Cnum, Tno ) 此为“课程”实体对应的关系模式。其中1：n联系“授课”与此关系模式合并，Tno为外码。存在的函数依赖为Cno （Cname，Credit，Ctime，Cnum，Tno），且不存在多值依赖，所以满足4NF。 代码表示：SC ( Sno, Cno, Grade ) 此为m：n联系“选修”所对应的关系模式。Sno和Cn

8、o均为外部码。存在的函数依赖为完全函数依赖（Sno，Cno） Grade，且不存在多值依赖，所以满足4NF。 代码表示：Class ( Class, TotalCredit, Tno, Dno ) 此为“班级”实体对应的关系模式。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：Clas s Tno, (Tno Class),Tno Dno,可得Class Dno,故Class 不属于3NF。解决方法是将其模式分解为：Class ( Class, TotalCredit, Tno )和T-D( Tno, Dno)，分解后的关系模式满

9、足4NF，并且T-D与Teacher的码相同，可合并为同一模式。但是考虑到系统要经常进行系的学生信息查询，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的主要原因，所以取消对Class的模式分解。此时Class关系模式满足2NF。 3.2 设计用户子模式 为了方便程序查询，建立了如下用户视图： 1、某系的学生信息视图（学号，姓名，性别，出生年月，班号） 2、某系的教师信息视图（工作证号，教师姓名，职称，电话，负责班级） 3、某课程的学生成绩单（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，教授课程，学分，上课时间） 5

10、、学生已选课表（课序号，课名，学分，授课教师，上课时间，名额） 4、物理设计 41 选择存取方法 1、数据库管理系统自动在每个表的主码上建立索引，通常为B + 树索引。 2、在Student表Sname列上建立Stu_name索引，因为查询操作很多都使通过学生姓名进行的。 3、在Teacher表Tname列上建立Tea_name索引，因为查询操作很多都使通过教师姓名进行的。42 确定数据库的存储结构 1、为了提高系统性能，根据具体情况将数据的易变部分与稳定部分、经常存取部分和存取频率较低部分分开存放。 2、DBMS产品一般都提供了一些系统配置变量、存储分配参数，根据应用环境确定这些参数值，并且

11、在系统运行时还要根据系统实际运行情况进行调整，以使系统性能最佳。 43 评价物理结构 根据所选用的DBMS，如SQL Server 2000，从定量估算各种方案的存储空间、存取时间和维护代价入手，对估算结果进行权衡、比较，选择一个较优的合理的物理结构。 5、系统实施 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，待试运行基本合格后，再大批量输入数据，逐步增加数据量，逐步完成运行评价。需要注意的是，要首先调试运行DBMS的恢复功能，做好数据库的转储和恢复工作。 基本SQL语言代码如下： CREATE SCHEMA TeachAffair AUTHORIZATION G

12、ao CREATE 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(

13、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 Stu

14、dent (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

15、(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，必须作为表级完整性进行定义*/ FOREIGN KEY (Sno) REFERE

16、NCES Student(Sno) /*表级完整性约束条件，Sno是外码*/ ON DELETE CASCADE /* 当删除Student表中的元组时，级连删除SC表中相应的元组*/ ON UPDATE CASCADE, /*当更新Student表中的Sno时，级连更新SC表中相应的元组*/ 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表中的元组造成了与SC表不一致时，拒绝删除*/ ON UPDATE CASCADE, /*当更新Course表中的C

17、no时，级连更新SC表中相应的元组*/ ); /*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）的学生信息*/ CREATE VIEW GIS_Student /*建立某个系（以GIS为例）的学生信息视图*/ AS SELECT * FROM Student WHERE

18、 Class IN (SELECT Class FROM Class WHERE Dname=GIS) WITH CHECK OPTION; SELECT * FROM GIS_Student; SELECT COUNT(*) FROM GIS_Student; /*查询班级的学生信息*/ SELECT Sno, Sname, Ssex, Birth FROM Student WHERE Class = 114072; SELECT COUNT(*) FROM Student WHERE Class=114072; /*查询学生的成绩、学分*/ SELECT o, Cname, Credit,

19、 Grade FROM Course, SC WHERE Sno = 20221000500 AND o= o; SELECT SUM(Credit) FROM SC,Course WHERE Sno=20221000500 AND o= o; /*查询教师授课信息*/ SELECT Course.* FROM Course WHERE Tno=100123; SELECT Student.Sno,Sname,Class,Grade FROM Course,SC,Student WHERE Tno=100123 AND o= o AND SC.Sno=Student.Sno; 6、运行维护 1、针对不同的应用要求制定不同的转储计划，一旦发生故障尽快将数据库恢复到某种一致的状态，并尽可能减少对数据库的破坏； 2、根据实际情况修改数据库原有的安全性、完整性控制； 3、在数据库运行过程中，监督系统运行，对监测数据进行分析，找出改进系统性能的方法； 4、数据库运行一段时间后，由于记录不断增、删、改，会使数据库的物理存储情况变坏，降低数据的