新版教务管理系统数据库设计样本.docx
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新版教务管理系统数据库设计样本
教务管理
数据库系统课程设计
1、需求分析
1．1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。
●一名教师能够教多门课,一门课能够有几位主讲老师,但不同老师讲的同一门课其课序号是不同的（课序号是唯一的）。
●一名同学能够选多门课,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、学号能够作为标识。
1．2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……。
1．3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。
1．4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、用户能够查询学生信息。
4、用户能够查询快件信息。
5、用户能够提交与查询报修信息。
6、用户能够插入与删除用户自己的离返校信息。
7、用户能够修改用户自己密码。
第二部分:
管理员管理部分
各部分完成的功能如下:
1、处理管理员登录
2、管理员能够查询学生信息。
3、管理员能够发布与更新快件信息。
4、管理员能够插入、修改与查询报修信息。
5、管理员能够插入与查询学生夜归信息。
6、管理员能够查询在校与离校学生信息。
7、管理员能够修改管理员密码。
2、概念设计
2.1概念模型（E-R图）:
2.2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
Sno
char
11
学生编号
2
姓名
Sname
char
20
学生的姓名,任意合法字符
3
性别
Ssex
char
2
学生的性别
4
出生年月
Sbirth
date
出生时间间接表示年龄
5
班号
Class
char
6
班级编号
6
最低总学分
TotalCredit
浮点数
4
必须修足的学分总数
7
工作证号
Tno
char
6
教师的编号
8
教师姓名
Tname
char
20
教师的姓名,任意合法的字符
9
职称
Title
char
8
教师的职位称号
10
电话
Tel
char
11
教师的联系电话
11
系代号
Dno
char
3
院系的编号
12
系名
Department
char
10
院系的名称
13
系办公室电话
Dphone
char
11
院系办公室的工作电话
14
课序号
Cno
char
6
可区分不同老师教授的同一课程
15
课名
Cname
char
20
课程的名称
16
学分
Credit
浮点数
2
课程的学分
17
上课时间
Ctime
datetime
上课的时间
18
名额
Cnum
Int
课容量
19
成绩
Grade
Int
选课学生某门课的成绩
b、数据结构
编号
数据结构名
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、所在系的系号
3
班级
班号、最低总学分、班主任的工作证号、所属系的系号
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、授课教师的工作证号
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
某课程的学生信息
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
学生选择的课程信息
教师任教的课程信息
选课表
学生所有的选课记录
学生的选课表
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
所设系的信息
系的基本信息
e、处理过程
处理过程名
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
修改后的学生信息
修改教师信息
更改教师信息
修改后的教师信息
数据维护
各信息表的修改信息
修改后各信息表
2.3数据流图
3、逻辑结构设计
3.1E-R图向关系模型的转换（关系的码用下横线表出）
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,因此满足4NF。
学生（学号,姓名,性别,出生年月,班号）
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,因此满足4NF。
系（系代号,系名,系办公室电话）
代码表示:
Department（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,因此满足4NF。
课程（课序号,课名,学分,上课时间,名额,工作证号）
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,因此满足4NF。
选课（学号,课序号,成绩）
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Cno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,因此满足4NF。
班级（班号,最低总学分,工作证号,系代号）
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:
Class→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足4NF,而且T-D与Teacher的码相同,可合并为同一模式。
可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,因此取消对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、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
4．1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,一般为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经过学生姓名进行的。
3、在Teacher表Tname列上建立Tea_name索引,因为查询操作很多都使经过教师姓名进行的。
4．2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,而且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。
4．3评价物理结构
根据所选用的DBMS,如SQLServer,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:
CREATESCHEMA"TeachAffair"AUTHORIZATIONGao
CREATETABLEDepartment
（DnoCHAR（3）PRIMARYKEY,/*列级完整性约束条件,Dno是主码*/
DeptCHAR（20）UNIQUENOTNULL,
DphoneCHAR（11）,
）;
CREATETABLETeacher
（TnoCHAR（6）PRIMARYKEY,/*列级完整性约束条件,Tno是主码*/
TnameCHAR（20）NOTNULL,
TitleCHAR（8）,
TelCHAR（11）,
DnoCHAR（3）,
FOREIGNKEY（Dno）REFERENCESDepartment（Dno）/*表级完整性约束条件,Dno是外码*/
）;
CREATETABLEClass
（ClassCHAR（6）PRIMARYKEY,/*列级完整性约束条件,Class是主码*/
TotalCreditNUMERIC（4,1）,
TnoCHAR（6）,
DnoCHAR（3）,
FOREIGNKEY（Tno）REFERENCESTeacher（Tno）,/*表级完整性约束条件,Tno是外码*/
FOREIGNKEY（Dno）REFERENCESDepartment（Dno）/*表级完整性约束条件,Dno是外码*/
）;
CREATETABLEStudent
（SnoCHAR（11）PRIMARYKEY,/*列级完整性约束条件,Sno是主码*/
SnameCHAR（20）NOTNULL,
SsexCHAR
（2）,
SbirthDATETIME,
ClassCHAR（6）,
FOREIGNKEY（Class）REFERENCESClass（Class）/*表级完整性约束条件,Class是外码*/
）;
CREATETABLECourse
（CnoCHAR（6）PRIMARYKEY,/*列级完整性约束条件,Cno是主码*/
CnameCHAR（20）NOTNULL,
CreditNUMERIC（2,1）,
CtimeDATETIME,
CnumSMALLINT,
TnoCHAR（6）,
FOREIGNKEY（Tno）REFERENCESTeacher（Tno）/*表级完整性约束条件,Tno是外码*/
）;
CREATETABLESC
（SnoCHAR（11）NOTNULL,
CnoCHAR（6）NOTNULL,
GradeSMALLINTCHECK（Grade>=0ANDGrade<=100）,
PRIMARYKEY（Sno,Cno）,/*主码由两个属性构成,必须作为表级完整性进行定义*/
FOREIGNKEY（Sno）REFERENCESStudent（Sno）/*表级完整性约束条件,Sno是外码*/
ONDELETECASCADE/*当删除Student表中的元组时,级连删除SC表中相应的元组*/
ONUPDATECASCADE,/*当更新Student表中的Sno时,级连更新SC表中相应的元组*/
FOREIGNKEY（Cno）REFERENCESCourse（Cno）/*表级完整性约束条件,Sno是外码*/
ONDELETENOACTION/*当删除Course表中的元组造成了与SC表不一致时,拒绝删除*/
ONUPDATECASCADE,/*当更新Course表中的Cno时,级连更新SC表中相应的元组*/
）;
/*DROPTABLESC;*/
/*建立索引*/
CREATEUNIQUEINDEXStu_nameONStudent（Sname）;
CREATEUNIQUEINDEXTea_nameONTeacher（Tname）;
CREATEUNIQUEINDEXSCnoONSC（SnoASC,CnoDESC）;
/*查询某个系（以GIS为例）的学生信息*/
CREATEVIEWGIS_Student/*建立某个系（以GIS为例）的学生信息视图*/
AS
SELECT*
FROMStudent
WHEREClassIN
（SELECTClass
FROMClass
WHEREDname='GIS'）
WITHCHECKOPTION;
SELECT*
FROMGIS_Student;
SELECTCOUNT（*）
FROMGIS_Student;
/*查询班级的学生信息*/
SELECTSno,Sname,Ssex,Birth
FROMStudent
WHEREClass='114072';
SELECTCOUNT（*）
FROMStudent
WHEREClass='114072';
/*查询学生的成绩、学分*/
SELECTSC.Cno,Cname,Credit,Grade
FROMCourse,SC
WHERESno='1000500'ANDSC.Cno=Course.Cno;
SELECTSUM（Credit）
FROMSC,Course
WHERESno='1000500'ANDSC.Cno=Couse.Cno;
/*查询教师授课信息*/
SELECTCourse.*
FROMCourse
WHERETno='100123';
SELECTStudent.Sno,Sname,Class,Grade
FROMCourse,SC,Student
WHERETno='100123'AND
Course.Cno=SC.CnoAND
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,降低数据的存取效率,数据库性能下降。
这时应按原设计要求重新安排存储位置、回收垃圾、减少指针链等,提高系统性能。
当原有的数据库设计不能满足新的需求,需要重构造数据库,调整数据库的模式和内模式。
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