图书馆管理信息系统设计与分析.docx
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图书馆管理信息系统设计与分析
摘要
图书馆是人们获取知识和信息的主要来源，图书馆的主要宗旨就是全心全意为读者服务。
随着信息技术和网络技术的飞速发展，给图书馆的服务带来了新的挑战。
为了提高服务质量和工作效率，我国很多大型图书馆和高校图书馆都引进和买入了国内外图书馆信息管理系统。
但是一些中小型图书馆由于资金和技术上的限制，还没有用到合适的管理系统。
本文就是在对中小型图书馆的实际需求分析的基础上，对中小型图书馆信息管理系统进行的设计分析。
本文首先对国内外图书馆系统的现状和发展趋势进行了简单的综述。
在图书馆需求分析方面，根据中小型图书馆的现状和实际需求进行了可行性分析。
对图书馆的基本业务流程进行了描述。
按照图书馆的一般流程将图书馆系统分解成采访、流通、典藏、期刊、阅览、读者、统计、系统、办公等模块进行了分析，并结合图书馆知识和数据库技术对各模块进行设计。
图书管理系统是典型的信息管理系统，其开发主要包括后台数据库的建立和维护，以及前端应用程序的开发两个方面。
对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的库。
而对于后者则要求具备应用程序功能完备，易于使用等特点。
该系统使用WindowsXP／Windows2000作为系统平台，使用Visualbasic6．0作前端的应用开发工具，MicrosoftSQLServer2000作为后台的数据库。
通过对中小型图书管理系统的需求分析、功能模块划分、数据库模式分析，设计了数据库结构和应用程序。
按照图书信息管理业务流程，对图书馆的采访、编目、流通、典藏、期刊阅览等各模块进行功能分析和设计，采取“自下而上”的方法，先分别实现图书馆各个模块的具体业务功能，然后形成整体系统。
该系统的研制完成不仅实现了传统图书馆各种业务的计算机管理，降低了图书管理人员劳动强度，大大提高了工作效率。
而且方便了读者查阅图书信息，使图书馆的资源得到充分的利用。
同时，由于使用计算机管理，改进了传统手工管理的方式，提高了管理水平。
关键词：
图书馆；管理系统；数据库
1.绪论
随着计算机及网络技术的迅猛发展，图书馆信息化和自动化的建设水平已经成为衡量图书馆现代化程度的一个重要标志。
图书馆信息管理系统作为图书馆开展业务工作和读者服务的基础，在相当大程度上反映了图书馆的自动化水平，并直接影响着图书馆为读者提供的服务工作和业务工作的质量与效率。
我国图书馆界从80年代初期开始引进或研究单功能系统，90年代中后期，随着网络技术和数字技术的发展，数字图书资源激剧增多，使得各图书馆纷纷加快了信息管理的自动化步伐。
目前，我国大型图书馆都选用了适合本馆情况的国内外图书馆集成管理系统，然而由于地区差异以及人力、物力、财力的限制，一些中小型图书馆集成管理系统仍然处于起步阶段，图书馆资金投入有限，难以选用规模大，功能较齐全，费用高的管理系统，价格便宜的，功能又较差，管理上不够专业，不够用。
针对这一情况和需求，亟待开发一套适合我国中小型图书馆实际情况与实际需求的、功能齐全、价格便宜切易于操作的自动化管理系统。
1.1.论文的选题背景及意义
图书馆自动化信息管理系统能在很大程度提升图书馆的服务质量和效率，但由于各种原因，我国图书馆在使用自动化信息管理系统时呈现出明显不平衡的发展态势，资金充裕的大型图书馆和高校图书馆引进国外管理系统，或者买入国内的价格较高、较成熟的管理系统。
部分中小型图书馆却比较落后，有的则刚刚起步，甚至仍然采用手工作业方式，有的尚未完全采用计算机管理。
因此本课题针对这些中小型图书馆的信息管理需求进行开发，一方面使计算机管理覆盖图书馆采访、编目、流通等各工作环节，充分发挥计算机强大的信息统计、分析功能，使图书馆管理员从繁重的手工劳动中解脱出来，同时提高图书馆的服务质量和工作效率，促进图书馆的科学化管理，提高图书馆的图书资源利用率。
1.2.国内外图书馆自动系统研究概况
1.2.1.国外系统概况
国外图书馆自动化系统的应用最早始于1954年，美国海军兵器中心在IBM701机器上实现了了单元词匹配检索。
1958年，IBM的研究员卢恩成功进行了自动抽词试验，开创了图书自动分类、自动标引、信息检索等与图书馆学情报学密切相关的多个研究领域之先河。
在19世纪60年代，以卢恩发起研制机读目录（MachineReadableCatalog）为标志，图书馆自动化系统得到了真正发展。
到了20世纪70年代，以编目系统为基础的各种图书馆自动化系统发展成形，同时还发展出以编目系统为纽带的联机编目协作网，例如OCLC，BALLOTS，RLIN，WLN等，那时的图书馆自动化系统是由有条件的大型图书馆或者大学图书馆自主开发的，例如东伊利诺斯大学的联机图书流通系统、华盛顿州立大学的图书采购系统等。
从20世纪70年代末到80年代初，图书馆自动化系统进入了快速发展时期，由单一功能性系统转向图书馆集成管理系统，其中的典型代表是西北大学的NOTIS系统。
在此期间还出现了专门的图书馆计算机管理系统研制公司。
商品化的图书馆自动化系统的出现，使得图书馆能专注于资源建设和服务质量的提高，从20世纪八十年代中期开始，西方发达国家的图书馆大多不再自己独立研制软件，而是选择直接购买商品化软件系统。
到了90年代中后期，国外图书馆自动化系统研发进入了蓬勃发展的历史时期，随着因特网的发展、Windows个人PC的广泛应用以及其它一系列诸如Web技术、关系型数据库技术、Java技术的出现和成功应用，许多图书馆自动化系统厂商采用更加先进的技术来重新设计其产品，更深入、更全面地支持图书馆信息管理的自动化。
包括Epixtech（1996年）、VTLS（1996年）、Innovative（1996年）、Exlibris（1997年）和Sirsi（1996年）等在内的多家著名图书馆自动化系统厂商在这一时期都推出了新产品。
目前国外在用的大部分图书馆自动化系统都来自当时的“重新设计”。
近年，国外图书馆管理系统在向着网络化、标准化、开放化发展，大多采用c／s多层体系结构，支持多种通用平台；采用成熟的商用大型关系型数据库，具备全文检索和MetaSearch功能；提供系统间的互操作型，提供数字化内容创建和管理平台，具被数字资源的收集加工整理和应用功能；并进一步走上无线道路，支持移动计算与信息服务。
1.2.2.国内系统概况
我国图书馆自动化系统的发展起步较晚，从70年代中期开始经历了如下几个阶段：
发展初期阶段、单向业务系统阶段和集成系统阶段。
从70年代我国开始研究图书馆的自动化技术，到1980年代，开始引进了多种国外文献磁带数据库，并利用这些磁带开展联机检索服务，这是我国图书馆自动化的发展初期。
从80年代中期开始，进入了单项业务系统阶段，在此阶段图书馆的自动化工作进展最为迅速，但开发和应用的系统多为单业务系统，且有大部分只能处理西文图书与期刊相关信息。
随着PC机价格的下降和中文系统平台的开发成功，图书馆管理进入了集成系统的开发阶段。
进入90年代以来，随着计算机网络的迅速发展，我国计算机网络也日渐成熟，能满足多媒体通讯和组建高速计算机通信网的需要，各类专业广域网也纷纷建成并投入使用，如教育科研网CERNET主干网。
计算机网络的全球性互连性发展对图书馆系统自动化产生了革命性的的影响，远远超出人们的始料，它决定了图书馆自动化发展的方向。
因此在90年代中期，我国图书馆自动化系统的研发出现了一个高潮时期，在当时推出了目前在国内较有影响的数个大型自动化系统，如南京汇文、北邮MELINETS等，并提出了“第三代图书馆自动化系统”的概念。
但是在此之后，国内图书馆自动化系统进入了相对平淡的一个历史时期，在理论上与整体技术实现上都没有大的突破，部分研究人员甚至认为图书馆自动化信息系统已经到达了顶点，没有进一步发展的余地。
1.3.图书馆自动化系统相关技术与理论
1.3.1.条形码技术
条形码是由一组宽度不同、反射率不同的条和空按规定的编码规则组合起来的，用以表示一组数据和符号，是一种信息记录形式，是由美国人乔伍德兰德（JoeWoodland）和贝尼西尔弗（BenySilver）共同创造发明的，于1949年获得美国专利权。
具体来说条形码是一种可印制的机器语言，它采用二进制数的概念，经 l 和 0 表示编码的特定组合单元。
直观看来，常用的条形码是由一组字符组成，如数字0－9，字母A－E或一些专用符号。
根据不同的规定的编码规则所提出的条形码编号方案，多达四十余种，目前应用最为广泛的有：
交叉二五码、三九码、UPC码、EAN码、128码等。
近年来又出现了按矩阵方式或堆栈方式排列信息的二维条形码。
若从印制条形码的材料、颜色分类，可分黑白条形码、彩色条形码、发光条形码和磁性条形码等。
条形码技术属于自动识别范畴，是研究如何把计算机所需要的数据用一种条形码来表示，以及如何将条形码表示的数据转变为计算机可以自动采集的数据。
它是随着电子技术的进步，尤其是计算机技术在现代化生产和管理领域中的广泛应用面发展起来的一门实用的数据输入技术，涉及编码技术、光传感技术、条形码印刷技术以及计算机识别应用技术。
条形码技术具有成本低、准确性高、错误率低、识别速度快、保密性强和使用方便等特点，因此在图书馆管理领域中得到了广泛应用，包括图书条码、期刊条码、音像制品条码和电子出版物条码，期刊的前缀码是977，图书、音像制品和电子出版物的前缀码是978。
出版物条码有ISSN、ISBN。
通常用计算机、激光打印机配合条形码软件制作条形码，采用光笔式扫描器、卡式扫描器、激光枪式扫描器以及CCD扫描器等来阅读器条形信息。
1.3.2.中国图书馆图书分类法
《中国图书馆图书分类法》简称《中图法》，是国内目前正在使用的图书分类法。
《中图法》主要由分类表和标识符构成。
（1）分类表的结构组成
分类表的结构组成是：
基本部类、大类、简表和详表。
基本部类包括五大类：
毛泽东思想、马克思主义、列宁主义、哲学、社会科学、自然科学及综合性图书。
基本部类下分为22个大类，它识符和类名为：
A马克思主义、列宁主义、毛泽东思想；B哲学；C社会科学总论；D政治、法律；E军事；F经济；G文化、科学、教育、体育；H语言、文字；I文学；J艺术；K历史、地理；N自然科学总论；O数理科学和化学；P天文学、地球科学；Q生物科学：
R医药、卫生；S农业科学；T工业技术；U交通运输；V航空、航天；X环境科学；Z综合性图书。
22个大类下细分构成简表，简表细分又构成详表。
例如，G大类加一阿拉伯数字构成简表分为：
GO（文化理论）、G1（世界各国文化教育事业现状）、G2（信息与知识传播）、G3（科学、科学研究）、G4（教育）、G5（世界各国教育事业）、G6（各级教育）、G7（各类教育）、G8（体育）。
每一类下还有细分，如G4（教育）下又分为：
G44（教育学），G41（思想政治教育、德育）等等，每一类下又有细分。
如G6（各级教育）下细分为：
G61（学前教育、幼儿教育）、G62（初等教育）、G63（中等教育）、G64（高等教育）、G65（师范教育）。
每一类下又细分，如此类推。
（2）标识符号
《中图法》采用汉语拼音字母与阿拉伯数字相结合的混合制号码。
例如：
《朱门》分类号为1246．5，《数据库系统概论》分类号为TP311．13。
在图书馆的实际工作中，为了便于排架，一般还需要依据书名或作者或其它（如流水号）另增加一个号码，通常采用作者的四角号码，形成“分类号／四角号码”的形式。
这一符号形式，通常作为图书馆排架管理和读者检索图书的途径。
1.4.软件开发相关技术与理论
1.4.1.数据库技术
J.Martin给数据库下了一个比较完整的定义：
数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。
当某个系统中存在结构上完全分开的若干个数据库时，则该系统包含一个“数据库集合”。
数据库技术产生于20世纪60年代末70年代初，是研究、管理和应用数据库的一门软件科学，是信息系统的一个核心技术，研究如何组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。
是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法，并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。
图书馆信息管理系统的目标是：
图书馆管理、信息检索、图书借阅等操作的自动化；图书信息网络化、数字化。
这需要具备图书馆所有业务数据的输入与输出功能，实现流通环节的自动化；需要具备数据存储与传输功能，实现图书馆所有业务数据安全存储和传输的自动化，实现数据管理的高度集中与共享；需要具备数据处理功能，能够对图书馆所有业务数据进行处理，显现统计报表的自动化。
因此数据库技术是图书馆管理自动化系统的一项支撑技术，在系统的建设中占有重要的地位，在很大程度上决定了系统的成功与否。
1.4.2.软件生命周期
同任何事物一样，一个软件产品或软件系统也要经历孕育、诞生、成长、成熟、衰亡等阶段，一般称为软件生命周期（SDLC，SystemsDevelopmentLifeCycle,SDLC），是软件的产生直到报废的生命周期。
把整个软件生存周期划分为若干阶段，使得每个阶段有明确的任务，使规模大，结构复杂和管理复杂的软件开发变的容易控制和管理。
通常，软件生存周期包括可行性分析与开发项计划、需求分析、设计（概要设计和详细设计）、编码、测试、维护等活动，可以将这些活动以适当的方式分配到不同的阶段去完成。
这是是软件工程中的一种思想原则，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。
虽然各种软件系统实现的任务和功能不同，但是其开发过程基本一致。
如表1．1所示。
图六个阶段的软件生命周期示意图
1.4.3.生命周期模型
从概念提出的那一刻开始，软件产品就进入了软件生命周期。
在经历需求、分析、设计、实现、部署后，软件将被使用并进入维护阶段，直到最后由于缺少维护费用而逐渐消亡。
这样的一个过程，称为"生命周期模型"（LifeCycleModel），也叫做软件过程模型。
软件生命周期模型的发展实际上是体现的是软件工程理论的发展。
在最早的时候，软件的生命周期处于无序、混乱的情况，为了能够控制软件的开发过程，就把软件开发严格的区分为多个不同的阶段，并在阶段间加以严格的审查，这就是瀑布模型产生的起因。
瀑布模型体现了人们对软件过程的一个希望：
严格控制、确保质量。
可惜现实往往是残酷的，因为软件过程的可预测性查，瀑布模型根本达不到这个过高的要求，。
反而导致了其它的负面影响，例如大量的文档、繁琐的审批。
因此人们就开始尝试着用其它的方法来改进或替代瀑布方法，例如把过程细分来增加过程的可预测性。
典型的几种生命周期模型包括瀑布模型、快速原型模型、迭代模型、螺旋模型。
瀑布模型
首先由Royce提出，该模型由于酷似瀑布闻名。
在该模型中，首先确定需求，并接受客户和SQA小组的验证；然后拟定规格说明，通过验证后，进入计划阶段。
在瀑布模型中至关重要的一点是只有当上一个阶段的文档已经编制好并获得SQA小组的认可后，才可以进入下一个阶段。
理论上瀑布模型通过强制性的要求提供规约文档来确保每个阶段都能很好的完成任务，但是实际上往往难以办到，因为整个模型几乎都是以文档驱动的，这对于非专业的用户来说是难以阅读和理解的，很多的问题在最后才会暴露出来，为了解决这些问题的风险是巨大的，因此瀑布模型在过程能力上有天生的缺陷。
迭代式模型
迭代式模型是RUP（RationalUnifiedProcess，统一软件开发过程，统一软件过程）推荐的周期模型，在RUP中，迭代被定义为：
包括产生产品发布（稳定、可执行的产品版本）的全部开发活动和要使用该发布所必需的所有其它外围元素。
所以在某种程度上，开发迭代是一次完整地经过所有工作流程的过程：
至少包括需求工作流程、分析设计工作流程、实施工作流程和测试工作流程。
实质上它类似小型的瀑布式项目。
RUP认为，所有的阶段（需求及其它）都可以细分为迭代。
每一次的迭代都会产生一个可以发布的产品，这个产品是最终产品的一个子集。
迭代和瀑布的最大的差别就在于风险的暴露时间上，相对于瀑布模型，迭代模型能在生命周期中尽早发现和避免风险，每次迭代完成时都会生成一个经过测试的可执行文件，这样就可以核实是否已经降低了目标风险。
图迭代模型示意图
速原型模型
快速原型（RapidPrototype）模型在功能上等价于产品的一个子集，模型和实用还是有很大的区别的。
瀑布模型的缺点就在于不够直观，快速原型法就解决了这个问题。
一般来说，根据客户的需要在很短的时间内解决用户最迫切需要，完成一个可以演示的产品，这个产品只是实现部分的功能（最重要的）。
它最重要的目的是为了确定用户的真正需求。
这种方法非常的有效，能够准确、快速地得到用户的需求，然后原型将被抛弃。
因为原型开发的速度很快，设计方面是几乎没有考虑的，如果保留原型的话，在随后的开发中会为此付出极大的代价。
至于保留原型方面，也是有一种叫做增量模型是这么做的，但这种模型并不为大家所接受。
螺旋模型
1988年，BarryBoehm正式发表了软件系统开发的"螺旋模型"（SpiralModel），它将瀑布模型和快速原型模型结合起来，强调了其它模型所忽视的风险分析，特别适合于大型复杂的系统。
螺旋模型沿着螺线进行若干次迭代，图中四个象限代表了以下活动：
螺旋模型采用一种周期性的方法来进行系统开发，该模型是快速原型法，以进化的开发方式为中心，在每个项目阶段使用瀑布模型法。
螺旋模型基本做法是在瀑布模型的每一个开发阶段前引入一个非常严格的风险识别、风险分析和风险控制，它把软件项目分解成一个个小项目每个小项目都标识一个或多个主要风险，直到所有的主要风险因素都被确定。
这种模型的每一个周期都包括需求定义、风险分析、工程实现和评审4个阶段，由这4个阶段进行迭代。
软件开发过程每迭代一次，软件开发又前进一个层次。
采用螺旋模型的软件过程如下图所示:
螺旋模型强调风险分析，使得开发人员和用户对每个演化层出现的风险有所了解，继而做出应有的反应，因此特别适用于庞大、复杂并具有高风险的系统。
对于这些系统，风险是软件开发不可忽视且潜在的不利因素，它可能在不同程度上损害软件开发过程，影响软件产品的质量。
减小软件风险的目标是在造成危害之前，及时对风险进行识别及分析，决定采取何种对策，进而消除或减少风险的损害。
1.4.4.开发方法
采用合适的软件过程模型，应用合适的开发方法才能开发出满足需求的信息系统。
管理信息系统的开发方法主要有生命周期法、原型法、结构化方法、面向对象法和计算机辅助软件工程方法等。
（1）生命周期法
生命周期法（LifeCircleApproach，LCA）是将软件工程和系统工程的理论与方法引入管理信息系统的研制开发中，将系统的整个生存期视为一个生命周期，并将整个生存期严格划分为若干阶段，明确每一阶段的任务、原则、方法、工具以及生成的文档资料，分阶段、按步骤地进行系统开发工作。
这种方法的主要特点是预先明确用户要求，根据需求自上至下展开设计，开发过程有明显的顺序性及阶段性，通过标准化与规范化的文档来保证各阶段的衔接性。
它的不足之处主要在于系统需求难以准确确定，开发周期较长，各阶段文档审批工作困难等。
（2）原型法
原型法（Prototyping）也叫渐进法（Evolutionary）、迭代法（Iterative）或者快速原型法，是在关系数据库软件、第四代软件生成工具和各种软件系统集成开发环境的基础上，逐步形成的一种系统开发方法。
所谓原型反映系统的部分重要功能和特征，是指该系统早期可运行的一个版本，其主要内容包括系统的主要程序、关键数据文件、主要用户界面、主要输出信息及与其它系统的接口。
原型法正是为了尽快、尽早明确用户的需求，缩短系统开发周期，降低后期风险，提高软件开发效率而提出来的。
其基本思想是：
首先在对用户提出的初步需求进行总结的基础上，构造一个合适的原型并运行，此后，在此原型的基础上对用户需求进行确认、修改和进一步的分析，然后不断扩充和完善系统的结构和功能，直至得到符合用户要求的软件系统为止。
原型法的基本特征是：
不要求系统开发之初就完全实现所有功能；依赖快速原型构造工具来生成软件原型；原型构造工具必须能够提供目标系统的动态模型；反复修改原型是必然的和不可避免的。
不足之处在于，构造大型或复杂系统的原型较困难，必须依赖于强力的支撑环境，周期相对较长，对用户和开发人员要求较高。
（3）结构化方法
结构化系统开发方法（StructuredSystemAnalysisandDesign），出现于70年代，是最成熟的、目前应用最广泛的开发技术。
结构化方法的把信息系统看作是功能模块的集合，这些功能模块通过一定的系统结构关联成为一体。
因此系统分析的过程就是一个自顶向下的功能分解过程，设计过程是一个自底向上的功能模块组合过程，这样非常有利于把一个复杂的大系统分解成多个相对独立的子系统并行进行实现。
该方法严格系统开发的阶段性；自顶向下的整体性开发设计与自底向上的由局部到整体的模块化设计与实施相结合；系统开发过程工程化、文档资料标准化。
不足之处主要是系统开发周期过长、全面认识系统需求困难等。
在某种意义上，结构化方法更多是要求开发人员从计算机的角度而不是从用户的角度来分析要实现的信息系统。
（4）面向对象的开发方法
面向对象的开发方法，也叫做对象建模技术（ObjectModelingTechnology，OMT），描述为：
客观目标系统是由对象组成的，对象是对原事物的抽象结果；对象是由各种属性和操作方法组成的：
对象之间通过消息传递机制来实现通信与交互的：
对象可以按属性进行归类，类是父类与子类的层次结构，子类可以通过继承机制获得其父类的特性；封装后对象在系统开发中可被共享和重复引用，达到重用的目的。
面向对象的系统开发过程一般划分为四个阶段：
①系统分析阶段（OOA）：
识别问题域中的对象实体，以及不同对象之间的关系，确定对象的属性和方法，利用属性表示对象及其关系，并按照属性变化来定义对象及其关系的处理流程。
②系统设计阶段（OOD）：
对系统分析结果做进一步抽象、归类、整理，以范式（物理模型）形式进行表示；
③系统实现阶段（OOP）：
利用面向对象的程序设计语言编写程序；
④系统测试阶段（OOT）：
采用面向对象的技术进行软件测试。
面向对象的开发方法更符合人类的思维习惯，有利于系统开发过程中目标用户与开发人员的交流和沟通，软件的一致性、模块的独立性以及可重用性得到大大提高，能够缩短开发周期，降低开发风险，提高系统开发的正确性和效率。
（5）计算机辅助软件开发
计算机辅助软件工程（ComputerAidedSoftwareEngineering，CASE）是一种崭新的软件系统开发方法，是在计算机软硬件技术充分发展的基础上形成的。
其基本思想为：
通过应用各种具体的系统开发方法完成对目标系统的规划和详细调查后，如果目标系统开发过程中的每一步均相对独立，且在一定程度上彼此相对应，则就可以应用专门的软件开发工具和集成开发环境（CASE工具、CASE系统、CASE工具箱和CASE工作台等）来实现整个系统的开发。
在实际开发一个系统时，必须根据所采用的开发方法，选择合适的CASE工具和环境来实施。
还可以作为一种辅助性的开发方法，完成系统开发过程中的具体的、标准化的工作，如图表、程序的生成。
CASE软件环境的使用改变了系统开发中的思维方式、工作流程和实现方法，与其它方法存在很大差别，因而可以称为一种方法论。
（6）组合开发方法
单独一种方法都不是万能的，因此在实际的开发工作中，往往组合使用多种开发方法。
常见的组合形式有：
结构化系统开发方法与原型法组合；结构化系统开发方法与面向对象方法组合；结构化方法与C
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