教室管理系统的数据库设计讲课讲稿.docx

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教室管理系统的数据库设计讲课讲稿

引言

为了适应现代社会人们高度强烈的时间观念，大学教室管理系统软件为师生进行正常有序的教学，学习活动带来了极大的方便。

该软件是以高级编程语言为实现语言，其功能在系统内部有源代码直接完成。

通过操作手册，使用者可以了解本软件的基本工作原理。

操作人员只需输入一些简单的汉字、数字，即可达到自己的目标。

1.需求分析

1.1编写目的

本需求的编写目的在于研究大学教室管理系统的开发途径和应用方法。

本需求的预期读者是与大学教室管理系统开发有联系的决策人，开发组成人员，扶助开发者，支持本项目的学校领导和后勤集团人员，软件验证者。

1.2编写背景和范围

本项目的任务提出者和开发者是大学教室管理系统软件开发小组,用户是老师和学生。

本产品能具体化、合理化的管理大学教室的使用情况。

本系统的用户面向在校学生、教师、管理人员，我们根据从学校方面取得的对教室的使用情况，存在的问题等信息，根据我们日常生活中的生活经验，根据我们所做的对在校师生的询问和调查，创建数据库系统。

1.3研究意义

大学教室管理系统是帮助教学人员、学生对教室的当前使用情况更好的了解，避免教室不合理的使用，从而方便学生自习和上课。

在大学里，教室仍然是教学的主要场所，也是学生学习的重要场所，所以教室环境和设备直接影响到教学活动的开展和学生的学习。

为了保证教室环境良好的运转，教室的管理也就显得十分的必要和重要。

教室的使用具有一定的计划性和流动性，即一个班在相应的时间里，所上的课程和使用的教室是固定的，但是不同的课程在不同的时间里会使用不同的教室，这与教务处的课程安排是密切相关的。

尤其是使用多媒体教室的时候，这就显得比较麻烦。

为了能够更系统的，更有序的，更合理的，更有效的进行教室管理，有必要利用计算机来处理各种信息，这也就需要一个更有效的教室管理系统。

为此，经过较详细的调查和慎重的思考，我决定做一个教室管理系统，来解决这些问题，使管理简化，方便而且更有效。

学校信息系统是现存信息系统中较为复杂的一类，这是由学校本身的目标、任务和性质决定的；它应用于学校的学生管理、教师管理、教室管理以及招生就业管理等各个方面，牵涉的信息种类十分庞杂。

它融合了学校的管理思想和各职能部门的工作经验，是学校当前运作方式和业务流程的具体体现，同时又在一定程度上反作用于学校当前的运作方式和业务流程。

而教室管理信息系统正是这样庞大的系统中的一个系统。

教室之于教师、学生、教学，都有极其重要的作用。

因此，学校信息化建设工作具有长期性、复杂性和内容的多变性；正因为如此，教室管理信息系统也不是一个简单的、封闭的、静止的系统，而是一个复杂的、开放的、在应用的深度和广度上，随着时间的推移会逐步变化和发展的系统。

1.3.1学校的教室使用情况

与教室管理相关的学校的成分有：

学生、教师和教室。

学校的所有日常工作都是围绕着这三大部分进行的。

学校下设五个学院和思政部，学院分别为：

电气信息学院、经济管理学院、文理学院、建筑环境学院以及机械工程学院；每个学院下设多个系，如电信学院下设五个系：

网络工程系、电气工程系、自动化系、计算机科学与技术系、电子信息工程系；每个系都有若干专业，如网络工程系有物联网工程、网络工程；每个专业配有若干教师，每个教师的职称可能会有所不同。

同时，教师可以开设若干门课程，一门课程可以由多个老师来教授。

每个专业开设有若干课程，如网络工程系的物联网工程专业开设有数据库原理、电子技术基础、Linux操作系统等课程。

每个专业有若干班级组成，班级的专业、人数、学生信息等各不相同。

一个学校有若干教学楼，如教学A楼、教学B楼、教学C楼、实验楼等；一个教学楼有若干楼层，如教学Ａ楼有一层、二层、三层、四层；一个楼层有若干教室，如一层有A101，A102，A103，A104等教室。

每个教室在不同的时段可以上不同的课程。

1.4实现目标

（1）基本信息要求

a、教师信息：

教师的基本信息（教师编号，教师姓名，性别，所属院系，职称,专业）；

b、学生信息：

学生的基本信息（学号，姓名，院系号，专业，班级，性别，年龄）

c、教室信息：

教室的基本信息（教室的教室编号，教室类型，教室容量，教室多媒体状况）；

d、课程信息：

课程的基本信息（课程编号，课程名称、课程学分、课程种类、所属院系号）；

e、教学楼信息：

教学楼的基本信息（教学楼名称，教学楼编号，层数，教室类型）

（2）处理信息要求

为了能够妥善管理教室信息，使得教室的利用效率提高，完善目前学校教室管理统的不足，充分满足教师、学生的要求，必须对教室的借用规则、使用情况做出明确的规定与清晰地显示。

a、教师查询：

通过这个功能，可以查询相关院系相关教师的个人信息以及开课信息，以便能更好地了解教师及其开课情况。

b、教室查询：

通过这个功能，可以查询相关教室的信息以及该教室在每天任意时段的使用情况，或者有课，或者有讲座，或者有活动等等。

这个功能以便使教师和同学能更好地了解教室及其使用情况。

c、课程查询：

通过这个功能，可以查询某一课程的详细信息，如同一课程可以有多个教师开课，以便更好地了解任意课程的详细信息。

d、教室借用：

通过这个功能，可以借教室，即获得教室在某段时间的使用权，办讲座，开展社团活动，教师上课等等。

e、自习查询：

学生通过这个功能，可以查询当天某一时段或多个时段的空闲教室，去上自习。

f、学生查询：

通过这个功能，可以查询个人的信息和成绩，以便更好的了解自己的学习进度。

（3）安全性要求（主要针对网站设计而言）

a、访问用户的标识唯一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；

b、不同的数据设置不同的访问级别，限制访问用户可查询和处理数据的类别和内容；

c、不同用户设置不同的权限，区分不同的用户，如学生、教师和教务处管理人员。

学生（只能查询教室、教师和课程信息以及提出借用教室申请），教师（只能查询教室、教师和课程信息，以及提出借用教室申请），管理人员（可进行日常事务的处理，如增加、删除、更新课程、教室、教师信息，并批准或拒绝借用教室的申请）。

（4）完整性要求

a、各种信息记录的完整性，信息记录内容根据实际情况判断是否能为空；

b、各种数据间相互的联系的正确性（外键、主键等的正确设置）；

c、相同的数据在不同记录中的一致性（数据连接过程中合理使用表间的联系元素）。

1.5需求分析

1.5.1功能需求

本系统主要由三个模块组成，分别为空教室查询，教师调课管理，教室借用管理。

空教室查询中包含空闲教室和教室空余座位的查询以及学生上课出勤的查询统计；调课管理子系统主要包含教室调课管理与课表查询；教室借用子系统主要完成教室借用管理和记录的查询功能。

（1）教室查询子系统

a、编号搜索：

在输入框中直接输入想要查询的教室的编号，即可得到教室在任意时段的使用信息。

b、条件搜索：

根据教室的基本信息，判断所需的教室是否需要多媒体、是否需要阶梯教室、有何人数限制等条件，进入教室页面后，即可得所查满足条件的教室在任意时段的使用信息。

（2）教师查询子系统

a、教师姓名搜索：

在输入框中直接输入想要查询的老师的名字，即可得到教师的个人信息及开课信息。

b、根据教师所在院系搜索：

根据院系教师，帮助同学寻找想要搜索的老师。

进入教师页面后，即可得教师的个人信息及开课信息。

（3）课程查询子系统

a、课程名称搜索：

在输入框中直接输入想要查询的课程的名字，即可得到课程的详细信息。

b、根据课程所在院系搜索：

根据院系课程，帮助同学寻找想要搜索的课程。

进入课程页面后，即可得课程的详细信息。

（4）教室借用子系统

点击教室借用后，教师或学生发出借用教室的申请，输入要借的教室编号，等待管理员批准。

（5）学生查询子系统

a、根据学生姓名查询：

在输入框中直接输入想要查询的学生的名字，即可得到学生的详细信息。

b、根据学号查询：

在输入框中输入想要查询的学生的学号，并且输入密码，即可得到学生的想你信息。

（6）自习系统子查询

点击自习系统之后，发出申请，可以查询空闲的位置，在教学楼、图书馆或者机房等地方进行自习，等待管理员批准。

1.5.2使用者权限要求

（1）学生

a、每个在校学生可以访问该系统，学生毕业以后不可以再使用该系统；

b、在校学生可以通过该系统查看并打印本学期的课表；

c、学生可以对本学期的每一天公共教室的使用情况进行查询，方便自习教室的查找；

d、学生可以对自己感兴趣的课程或者老师开设的课程进行查找，以便于去旁听；

e、学生可以对本学期或者之前学期的成绩进行查询；

f、学生可以更改登录密码等。

（2）教师

a、每个教师在职期间可以登录该系统进行访问，离职之后不得访问该系统；

b、在职教师可以访问系统查询自己的课表；

c、教师可以登录查询空闲教室的使用情况，对查找结果申请占用该教室；

d、教师可以对本学期的课程考试进行安排，可以查看已经安排过的考试；

e、教师可以发布关于课程补课或者更改上课教师的安排；

f、教师可以自行更改登录密码等。

（3）管理员

a、该系统至少存在一个管理员，对教室及其相关信息进行管理和维护；

b、管理员对教室的基本信息进行管理，包括教室的增加和删减、教学楼教室的查找添加和删除。

c、管理员可以对本学期每间教室的课程表进行打印和查看；

d、管理员可以对本学期考试的安排进行查看和取消；

e、管理员可以申请教室的占用，并且对申请过占用教室的人员进行查看，并且有权删除占用信息；

f、管理员可以对本学期课程安排进行导入；

g、管理员可以备份和恢复数据库内容；

h、管理员可以对所有用户进行注册和登录等。

1.5.3数据流图

（1）教室查询

（2）教师查询

（3）课程查询

（4）教室借用查询

（5）学生查询

（6）自习系统查询

1.6数据字典

数据库各类所需数据元素条目

数据项：

教室容量总编号1-101

类型：

字符Int编号：

101

说明：

学校的教学座位数量

长度：

200

取值范围：

00··00-99··99

取值含义：

标识学校总共有多少座位

数据项：

教学楼层总编号1-102

类型：

字符char编号：

102

说明：

学校的教学楼层数目

长度：

取值范围：

0-4

取值含义：

该教学楼层属于学校的楼层之一

数据项：

教室编号总编号：

1-103

类型：

字符char编号：

103

说明：

教学楼中的教室编号

长度:

取值范围：

全部教室

取值含义：

该教室属于学校教学楼中全部教室之一

数据结构含义说明:

是教室信息表的主键

数据项：

开课学院名称总编号：

1-104

类型：

字符char编号：

104

说明：

课程开课所属学院的名称

长度：

取值范围：

建环、机械、文理、经管、电信

取值含义：

该学院属于五个学院中其中一个

数据项：

系别总编号：

1-105

类型：

字符char编号：

105

说明：

学院中系别的名称

长度:

取值范围：

全部系别

取值含义：

该系别属于各级学院中的系别之一

数据项：

专业总编号：

1-106

类型：

字符char编号：

106

说明：

系别中专业的名称

长度:

取值范围：

全部专业

取值含义：

改专业属于各系别中的专业之一

数据项：

课程号总编号：

1-107

类型：

字符char编号：

107

说明：

课程编号

长度：

取值范围：

00··00-99··99

取值含义：

该课程号属于此范围内的课程编号之一

数据结构含义说明:

是课程信息表的主键

数据项：

课程名总编号：

1-108

类型：

字符char编号：

108

说明：

课程的名称

长度:

取值范围：

全部课程名

取值含义：

该课程名属于全部课程名称之一

数据项：

学分总编号：

1-109

类型：

数字编号：

109

说明：

学生每门课程的学分

长度:

取值范围：

0.5-4

取值含义：

选择范围内的学分之一

数据项：

教师编号总编号：

1-110

类型：

字符char编号：

110

说明：

教师在学校中的编号

长度:

取值范围：

00··00-99··99

取值含义：

前两位标识所在学院，后几位按顺序编号

数据结构含义说明：

是教师基本信息表的主键

数据项：

教师姓名总编号：

1-111

类型：

字符char编号：

111

说明:

教师的名字

长度:

取值范围：

姓名

取值含义:

教师的姓名

数据项：

职称总编号：

1-112

类型：

字符char编号：

112

说明：

教师的职称

长度:

取值范围：

教授、讲师、助教、特级教师

取值含义：

讲课教师的职称，属于其中之一

数据项：

学生姓名总编号：

1-113

类型：

字符char编号：

113

说明：

学生的姓名

长度：

取值范围：

姓名

取值含义：

学生的姓名

数据项：

学号总编号：

1-114

类型：

字符char编号：

114

说明：

本校学生的编码

长度:

取值范围：

00··00-99··99

取值含义：

前几位标识入学年份，后几位按顺序编号

数据结构含义说明：

学生基本表主键，定义了学生的信息

数据项：

性别总编号：

1-115

类型：

字符char编号：

115

说明：

本校全体师生员工的性别

长度:

取值范围：

男、女

取值含义：

性别属于其中之一

数据项：

借用人总编号：

1-117

类型：

字符char编号：

117

说明：

借用教室的人员名字或者学号

长度：

取值范围：

姓名或者学号

取值含义：

借用人使用的代称是属于其中之一

数据结构含义说明:

是教室借用人信息表的主键

数据项：

时间总编号：

1-118

类型：

字符char编号：

118

说明：

借用教室的日期和时间段

长度:

取值范围：

**年**月**日**点**分--**点**分

取值含义：

使用的时间段

数据项：

用途总编号：

1-119

类型：

字符char编号：

119

说明：

借用教室的用途

长度:

100

取值范围：

各类文体艺术用途之一

取值含义：

使用教室作为各类文体艺术用途之一

数据项：

成绩总编号：

1-120

说明：

学生取得的选修主修课的成绩编号：

120

类型：

Decimal

长度：

取值范围：

0-100

取值含义：

成绩分数属于此范围内，是其中之一

数据项：

状态总编号：

1-121

类型：

字符char编号：

121

说明：

借用教室审批的状态

长度：

取值范围：

空、使用中

取值含义：

教室使用情况属于其中之一

1.7开发环境

本系统开发工具为MicrosoftSQLServer2005

MicrosoftSQLServer2005是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能（BI）工具提供了企业级的数据管理。

MicrosoftSQLServer2005数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，使您可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。

MicrosoftSQLServer2005数据引擎是该企业数据管理解决方案的核心。

此外MicrosoftSQLServer2005结合了分析、报表、集成和通知功能。

这使您的企业可以构建和部署经济有效的BI解决方案，帮助您的团队通过记分卡、Dashboard、Webservices和移动设备将数据应用推向业务的各个领域。

2.概念设计

2.1概述

通过对数据流的抽象，得到了系统的E-R图。

E-R图是直观表达概念模型的有利工具，在图中有四个基本成分：

1）矩形框：

表示实体模型（考虑问题的对象）；

2）棱形框：

表示联系类型（实体间的联系）；

3）椭圆形框：

表示实体类型和联系类型的属性

4）直线：

联系类型与涉及的实体类型之间直线连接，并在直线上标上联系的种类（1：

1，1：

n，m：

n）。

2.2E-R图

以数据字典为出发点如下所示是分E-R图

（1）学生信息中主要涉及的实体包括学号、姓名、性别、专业、院系号、班级、联系方式。

（2）课程信息中主要涉及的实体包括课程号、课程名、课程类型、专业、班级、学分、学时、周次、节次和星期。

（3）教室信息中主要涉及的实体包括教室号、教室名、教室类型、教学楼号、教室楼层、教室座位数、教室状态、教学楼容量、剩余容量。

（4）教师信息中主要涉及的实体包括教师号、教师名、性别、职称、院系号、教授课程、授课时间、授课地点、联系方式。

通过分析，学生和课程之间存在着多对多的关系。

具体表现为一个学生选多门课，一门课被多个学生修。

其联系之间的属性为该学生的出勤次数以及该学生这门课的成绩。

其实体联系模型如下图所示：

学生与教师之间存在着一个学生使用多个教室，一个教室可被多个学生使用，因此学生与教师两者之间存在多对多的关系，他们之间联系属性为学生进入教室时间，和使用时间段，及使用类型和使用教室的人数。

其实体联系模型如下所示：

借用人与教室之间关系描述为一个借用人可借多个教室，一个教室可被多个借用人借用。

因此借用人与教室两者之间存在多对多的关系，其联系属性为借用日期和时间段，及用途。

实体联系模型如下所示：

教室，教师，课程之间的关系有点复杂，具体表现为课程表安排。

即一门课可被多位教师教，一个教室可被多门课程和多位教师使用。

因此三者之间均为多对多的关系。

其联系之间的属性有节次，周次，星期。

其实体联系模型如下所示：

经过对分部E-R图的合并，消除冗余和命名冲突，结构冲突换人属性冲突，得到全局的E-R图。

如下所示是教室管理系统数据库总体E-R图：

3.逻辑分析

3.1概念

逻辑结构设计就是把独立于任何一种数据模型的信息结构转化为与选用DBMS所支持的数据模型的过程。

具体来说就是设计优化的，不存在不合理函数依赖的关系模式，以及完成子模式和存储过程的设计。

目标：

将基本的的E-R图转换为关系数据模式。

任务：

将概念结构设计阶段阶级好的E-R图转换为与DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

3.2实体的转换

实体型转换为关系模型。

实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。

对于实体间的联系则有以下不同的情况：

一个m：

n联系转换为一个关系模式。

与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合。

一个1：

n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。

如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为n端实体的码。

一个1：

1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。

三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系模式。

与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合,具有相同码的关系模式可合并。

以下是教室管理系统的关系模型：

1、教学楼（教学楼号，教学楼名称，教学楼容量，剩余容量）

2、教室（教室编号，教学楼号，教室名，教室类型，教室楼层，教室座位数，教室状态）

3、院系（院系号，院系名称）

4、课程（课程号，课程名称，学分，课程类型，开课院系号，学时，周次，节次，星期，专业，班级）

5、教师（教师编号，教师姓名，性别，所属院系，职称，手机号，教授课程，授课时间，授课地点）

6、学生（学号，姓名，院系号，性别，专业，班级，联系方式）

7、教师开课表（教室号，上课时间，上课时间段，教师号，课程号）

3.3联系的转换

对模式进行检验和优化。

先根据一事一地原则直觉判断，除了课程安排模式以及学生使用教室关系模式描述的信息不是同一个事物外，其他都符合。

在根据范式理论分析，除了课程安排模式外，都不存在部分函数依赖和传递函数依赖。

课程安排关系中包含了课程表信息和调课信息。

操作上存在大量冗余。

因此可拆分成两个关系模式：

课程安排（学号，教师号，教室编号，课程号，上课时间）

调课记录（课程号，学号，教室编号，上课时间，教室号，上课时间段）

对学生-课程E-R图，得知联系为学习:

学习（出勤次数，成绩）

对学生-教室E-R图，得知联系为使用：

使用（使用日期，使用时间段，使用类型，人数）

对借用教室E-R图，得知联系为借用：

借用（时间段，用途，借用日期）

对教师-课程-教室E-R图，得知联系为授课：

授课（节次，周次，星期）

4.物理设计

4.1概述

物理设计阶段的目标是根据MicrosoftSQLServer2005具体功能，设计优化的物理数据库结构，使得在数据库上运行的各种事务响应时间最小，存储空间利用率高，事务吞吐量大。

物理设计阶段为逻辑数据模型选取一个最适应应有环境的物理结构的过程，也就是数据库的物理设计。

数据库的物理设计通常分为两个步骤：

（1）确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存储方法和储存结构；

（2）对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率。

4.2数据库模式定义的详细说明

（1）教室信息表：

属性名

存储代码

类型

长度

备注

教室编号

clno

Char

教学楼中教室号

教室楼号

bno

Char

教室所在教学楼号

教室楼层

floor

Char

教室所在楼层

教室容量

Capacity

Int

200

教室座位数量

（2）课程信息表：

属性名

存储代码

类型

长度

备注

课程号

cno

char

课程编号

课程名称

cname

char

课程名称

学分

credit

char

课程学分

课程类型