图书馆信息管理系统设计报告.docx
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图书馆信息管理系统设计报告
目录
1.引言4
1.1开发背景4
1.2开发工具4
1.3系统运行环境4
1.4参考资料4
1.5数据库设计的步骤5
2.可行性研究报告5
2.1可行性研究的前提5
2.1.1系统开发要求6
2.1.2目标6
2.1.3条件、假设和限定6
2.2可行性研究结果7
2.2.1管理上的可行性7
2.2.2技术上的可行性7
2.2.37
3.需求分析报告8
3.1需求分析的任务8
3.1.1.信息需求8
3.1.2.处理需求8
3.1.3.性能需求8
3.2需求收集9
3.2.1调查用户组成情况9
3.2.2调查各个用户的系统利用情况9
3.2.3.明确新系统的要求9
3.3需求分析9
3.3.1基本功能需求分析10
3.3.2系统实现数据流图13
3.3.3数据元素表16
3.3.4数据字典18
4.图书馆信息管理系统的数据库设计19
4.1概念结构设计（ER图设计）19
4.1.1设计局部分ER图19
4.1.2合并分ER图，生成初步ER图22
4.1.3消除不必要的冗余，设计基本ER图24
4.2逻辑结构设计26
4.2.1概念模型（ER图）转换为关系数据模型26
4.2.2关系模型的规范化与优化27
4.2.3设计用户子模式28
4.3物理结构设计28
4.3.1物理结构设计概述28
4.3.2存取方法选择29
4.3.3存储结构的确定30
5开发总结31
1.引言
1.1开发背景
随着计算机技术的发展以及计算机网络的逐渐普及，英特网成为人们查找信息的重要场所。
二十一世纪是信息的时代，所以信息的交换和信息流通显得特别重要。
因此，图书馆使用计算机来管理成为必然。
建立管理信息系统是一个很好的解决办法，因为随着社会生产力的迅速发展和科学技术的突飞猛进，一个集计算机技术、通迅技术、数据库技术、信息技术、现代管理理论为一体的系统开发方法已经逐渐成熟，我们完全能够结合自己的实际情况开发出实用的管理信息系统，来指导我们的学习。
为此，我们通过自主开发这一图书馆信息管理系统，达到提高工作效率的目的。
1.2开发工具
本系统主要利用NetBeans作前端的应用开发工具，利用java语言实现相应的功能，利用Mysql5.0作为后台的数据库，利用WindowsXP作为系统平台。
1.3系统运行环境
本系统的运行环境是中文版win32平台上运行。
1.5数据库设计的步骤
数据库的设计按规范化设计方法，划分为五个阶段（图1-1），每个阶段有相应的成果：
2.可行性研究报告
2.1可行性研究的前提
当今时代是飞速发展的信息时代。
在各行各业中离不开信息处理，这正是计算机被广泛应用于信息管理系统的环境。
计算机的最大好处在于利用它能够进行信息管理，使用计算机进行信息控制，不仅提高了工作效率，而且大大的提高了其安全性。
尤其对于复杂的信息管理，计算机能够充分发挥它的优越性。
计算机进行信息管理与信息管理系统的开发密切相关，系统的开发是系统管理的前提。
而图书馆信息管理系统则是这类信息管理系统的典型代表，对于我们这类具有实验性质的实践项目来说是最合适不过的了。
图书馆作为一种信息资源的集散地，图书和用户借阅资料繁多，包含很多的信息数据的管理，现今，有很多的图书馆都是初步开始使用，甚至尚未使用计算机进行信息管理。
根据调查得知，他们以前对信息管理的主要方式是基于文本、表格等纸介质的手工处理，对于图书借阅情况（如借书天数、超过限定借书时间的天数）的统计和核实等往往采用对借书卡的人工检查进行，对借阅者的借阅权限、以及借阅天数等用人工计算、手抄进行。
数据信息处理工作量大，容易出错；由于数据繁多，容易丢失，且不易查找。
总的来说，缺乏系统，规范的信息管理手段。
尽管有的图书馆有计算机，但是尚未用于信息管理，没有发挥它的效力，资源闲置比较突出，这就是管理信息系统的开发的基本环境。
数据处理手工操作，工作量大，出错率高，出错后不易更改。
图书馆采取手工方式对图书借阅情况进行人工管理，由于信息比较多，图书借阅信息的管理工作混乱而又复杂；一般借阅情况是记录在借书证上，图书的数目和内容记录在文件中，图书馆的工作人员和管理员也只是当时对它比较清楚，时间一长，如再要进行查询，就得在众多的资料中翻阅、查找了，造成查询费时、费力。
如要对很长时间以前的图书进行更改就更加困难了。
基于这众多的问题，有必要建立一个图书管理系统，使图书管理工作规范化，系统化，程序化，避免图书管理的随意性，提高信息处理的速度和准确性，能够及时、准确、有效的查询和修改图书情况。
2.1.1系统开发要求
小型图书信息管理系统需实现功能：
力求通过本系统，
1〉图书馆工作人员对自己的个人资料进行编辑，查询图书的借阅情况从而更有利于系统工作人员维护图书的安全性。
2〉读者通过登陆、对自己的个人信息进行编辑，并且查询书籍的基本情况。
3〉管理人员对图书馆工作人员及书籍的信息进行添加和删除。
4〉出版社通过登陆查询所供应图书的借阅情况以及提供新书的基本信息。
2.1.2目标
A.通过数字化，使图书馆工作所需人力减少；
B.提高图书馆信息管理系统的响应速度；
C.加快相关信息的流动速度，提高效率；
D.通过实际的工程实践，使我们对数据库的认识水平提高，完成课程要求。
2.1.3条件、假设和限定
A.由于本项目的实验性质，没有投资方。
B.系统必须运行在Win32平台上。
C.存在权限控制机制，只有管理员才能删除出版商和工作人员账号。
2.2可行性研究结果
2.2.1管理上的可行性
这个开发是我们作为数据库课程实践的一项应用工程，任课老师对此十分的重视.希望在课程规定时间内将该数据库系统开发出来，当然如能投入使用更好，以使我们在巩固课堂所学理论知识的基础上对实践有所了解，对图书馆管理的数字化及现代化能起到一些创新促进作用。
虽然如今一些大型的图书馆管理系统基本上已经很先进了，但作为信息管理系统的代表，这次的小型图书馆信息管理系统的开发对本科学生数据库理论的实践还是有一定帮助的，因此这个系统在管理上是可行的。
2.2.2技术上的可行性
本次图书馆管理信息系统的开发根据本学期软件工程课程的一些基本要求，使用传统的生命周期法，即给管理信息系统的开发定义一个过程，对其每一个阶段规定它的任务，工作流程，管理目标以及要编制的文档等，使开发工作易于管理和控制，形成一个可操作的规范。
同时，系统需要对数据库的灵活和快捷的操作，因此强大的SQL语言是开发此类数据库系统的最佳选择。
NetBeans本身所携带的面向对象程序的开发界面，以及对SQL的支持，符合本系统的开发需求。
正确的理论指导和优秀的开发工具，双重保证了我们这次开发的技术可行性。
2.2.3经济上的可行性
首先，从经济效益上讲，而本系统的开发，为统计人员工作效率带来了一个质的飞跃：
第一，本系统的运行可以代替人工进行许多繁杂的劳动；
第二，本系统的运行可以节省许多资源；
第三，本系统的运行可以大大的提高统计人员的工作效率；
其次是，从所需投入来讲，对于一个中小型的图书馆管理系统来说，它的投资成本是十分的低的，应该不会超过5000元。
当然，对于我们作为课程设计的系统实现来说，投资成本基本上不用考虑，而一旦开发成功，即可以在此基础上添加外部设备，用于Internet服务，甚至会带来意料之外的收益。
而对我们来说，此系统的开发给了我们实践的机会，数据库对我们来说不再只是书本上简简单单的三个字，而是能完成某个功能的可用之物，加深了我们对书本知识的理解和掌握，这是我们另一项收益，无论开发是否完美无缺，这项收益都是存在的，而且是最重要的。
所以，此系统在经济上也是可行的。
3.需求分析报告
根据软件工程课程所学以及国标的部分模版，需求分析就是收集、分析用户的需求，是数据库设计过程的起点，也是后续步骤的基础。
只有准确地获取用户需求，才能设计出优秀的数据库。
本节主要介绍需求分析的任务、过程、方法，以及需求分析的结果。
3.1需求分析的任务
需求分析的任务是通过详细调查，获取原有手工系统的工作过程和业务处理，明确用户的各种需求，确定新系统的功能。
在用户需求分析中，除了充分考虑现有系统的需求外，还要充分考虑系统将来可能的扩充和修改，从开始就让系统具有扩展性。
调查的重点是信息及处理，信息是数据库设计的依据，处理是系统处理的依据。
用户需求主要有一下几个方面：
3.1.1.信息需求
指用户从数据库中需要哪些数据，这些数据的性质是什么，数据从哪儿来。
由信息要求导出数据要求，从而确定数据库中需要存储哪些数据。
本系统数据性质比较单一，即CHAR类和FLOAT类即能满足需求，数据库中所存储信息皆来自对该系统未来用户的调查，由系统管理员集中录入即可。
当然在本次用来做系统演示的数据库中存入的数据只是为求简便而编纂的一些无意义数据，仅供实验用。
3.1.2.处理需求
指用户完成哪些处理，处理的对象是什么，处理的方法和规则，处理有什么要求，如：
是联机处理还是批处理？
处理周期多长？
处理量多大？
本系统中用户分了四种，即借阅者、工作人员、管理人员和图书出版社，所需处理信息无非图书信息或者个人的基本信息，要求不高，处理量根据所应用的图书馆的规模大小而有很大的区别。
本次演示中所需处理的信息只涉及下文中所列出的六个表格中的信息，信息量不大。
3.1.3.性能需求
指用户对新系统性能的要求，如系统的响应时间、系统的容量，以及一些其它属性，如：
保密性、可靠性等等。
确定用户的需求是比较困难的事情，特别是大型数据库设计，这是因为：
大部分用户缺少计算机知识，不知道计算机究竟能做什么而不能做什么，因而不能准确的表达自己的需求；
数据库设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至误解用户的需求；
用户的需求可能是变化的。
导致需求变化的因素很多，如：
内部结构的调整、管理体制的改变、市场需求的变化等等；
人员的变化可能引起用户需求的变化，由于个人对具体系统的期望不一致，导致人员的变化引起需求的变化。
需求分析可以划分为需求收集和需求分析两个阶段，但是这两个阶段没有明确的界限，可能交叉或同时进行。
在需求收集时，进行初步需求分析；在需求分析时，对需求不明确之处要进一步收集。
3.2需求收集
进行需求分析，首先要进行需求收集，需求收集的主要途径是用户调查，用户调查就是调查用户，了解需求，与用户达成共识，然后分析和表达用户需求。
用户调查的具体内容有:
3.2.1调查用户组成情况
该系统为小型图书馆信息管理系统，用户主要分为四类：
图书借阅者、图书出版社、图书馆工作人员以及系统管理人员，对于小型的管理系统来说，用户类型与数量都不是很大，所以比较容易满足用户对该系统的需求。
3.2.2调查各个用户的系统利用情况
一般包括各个用户使用哪些输入数据，输入数据从哪些地方来，输入数据的格式和含义；用户进行什么加工处理，处理的方法和规则及输出哪些数据，输出到什么部门，输出数据的格式和含义。
在本系统中，四类用户都需要通过登陆界面进入系统。
图书借阅者可以输入自己的号码及密码进入，查看自己的图书借阅情况以及更新个人信息；图书出版社需要输入姓名及代码，只要两者匹配即可登陆，查看馆藏书借阅情况并可发布图书供应信息；图书馆工作人员需要工作证号及密码登陆，进行借书及还书一系列操作，并可以修改读者借阅情况；而该系统管理人员通过密码进入后可对图书情况及其他用户的信息的基本情况进行更新等操作，是权限最大的用户。
3.2.3.明确新系统的要求
和用户一起，帮助用户确定新系统的各种要求，对于计算机不能实现的功能，要耐心地作解释工作。
3.3需求分析
通过用户调查，收集用户需求后，要对用户需求进行分析，并表达用户的需求。
用户需求分析的方法很多，可以采用结构化分析方法、面向对象分析方法等，本章采用结构化分析方法。
结构化分析方法（StructuredAnalysis简称SA方法）采用自顶向下、逐层分解的
方法进行需求分析，从最上层的组织机构入手，逐步分解。
结构化分析方法主要采用数据流图对用户需求进行分析，用数据字典和加工说明对数据流图进行补充和说明。
数据流图（DataFlowDiagram，DFD），数据流描述系统中数据流动的过程，反映的是加工处理的对象。
其主要成分有四种：
数据流、数据存储、加工、数据的源点和终点。
数据流用箭头表示，箭头方向表示数据流向，箭头上标明数据流的名称，数据流由数据项组成。
数据存储用来保存数据流，可以是暂时的，也可以是永久的，用双划线表示，并标明数据储的名称。
数据流可以从数据存储流入或流出，可以不标明数据流名。
加工是对数据进行处理的单元，用园角矩形表示，并在其内标明加工名称。
数据的源点和终点表示数据的来源和去处，代表系统外部的数据，用方框表示。
对于复杂系统，一张数据流图难以描述和难以理解，往往采用分层数据流图。
（本系统数据流图将在3.2.2部分中给出，图3-2给出了本系统基本的数据流图，图3-3和3-4是为了更清楚地说明系统中两个比较繁琐的数据处理环节〈即查询及图书信息处理环节〉的数据流程二做出的一些简要说明）
数据字典（DataDictionary，DD）是关于数据信息的集合，它对数据流图中的数据进行定义和说明，主要有数据项、数据流、数据存储。
DD可以采用卡片形式。
（本系统中设计的数据信息的定义及说明皆在3.3.4部分的“数据字典”部分中给出了详细说明，若在程序实现部分对变量名称有任何不明了之处可查阅给出的数据字典）
3.3.1基本功能需求分析
图书馆信息管理涉及图书信息、系统用户信息、读者信息、图书借阅等多种数据管理,
从管理的角度可将该信息管理系统分为五大模块：
图书管理人员维护模块、图书馆工作人员借阅处理模块、图书信息模块、读者信息操作模块以及图书出版社操作模块，如下图所示：
图3—1模块信息
其中的图书信息管理包括图书征定、借还、查询等操作，系统用户管理包括系统用户类别和用户数据管理，读者数据管理包括读者类别管理和个人数据的录入、修改和删除，图书出版社管理包括供应信息管理以及出版社联系人个人信息管理等。
经过实际考察与分析，图书管理系统主要应具有以下功能：
1、图书借阅者的需求是查询图书室所存的图书、个人借阅情况及个人信息的修改。
图书借阅者可直接查看图书馆图书情况，如果图书借阅者根据本人借书证号和密码登录系统，还可以进行本人借书情况的查询和维护部分个人信息。
当然，一般情况下，图书借阅者只应该查询和维护本人的借书情况和个人信息，若查询和维护其他借阅者的借书情况和个人信息，就要知道其他图书借阅者的借书证号和密码。
这些是很难得到的，特别是密码，所以不但满足了图书借阅者的要求，还保护了图书借阅者的个人隐私。
2、图书馆工作人员对图书借阅者的借阅及还书要求进行操作，同时形成借书或还书报表给借阅者查看确认。
图书馆工作人员有修改图书借阅者借书和还书记录的权限，所以需对工作人员登陆本模块进行更多的考虑。
在此模块中，图书馆工作人员可以为图书借阅者加入借书记录或是还书记录，打印生成相应的报表给用户查看和确认。
3、图书出版社的需求是能查询到馆中图书的借阅情况以及个人的一些基本信息，另外还可以将自己的可供应书籍情况进行更新，以便与图书馆方面进行供货联系。
4、图书馆管理人员的功能最为复杂，包括对工作人员、图书借阅者、图书以及出版社信息进行管理和维护，还有系统状态的查看、维护等。
当然在系统进入稳定运行期后，系统管理人员就不需要随时随地的维护了，只要进行一些必要的简单日常处理就可以了。
图书馆管理人员功能的信息量大，数据安全性和保密性要求最高。
本功能实现对图书信息、借阅者信息、总体借阅情况信息的管理和统计、工作人员和管理人员信息查看及维护。
图书馆管理员可以浏览、查询、添加、删除、修改、统计图书的基本信息；浏览、查询、统计、添加、删除和修改图书借阅者的基本信息，浏览、查询、统计图书馆的借阅信息，但不能添加、删除和修改借阅信息，这部分功能应该由图书馆工作人员执行，但是，删除某条图书借阅者基本信息记录时，应实现对该图书借阅者借阅记录的级联删除。
并且还应具有生成催还图书报表，并打印输出的功能。
在本系统中由于没有打印机设备供试验，所以把报表打印改成报表预览。
具体功能如下：
设计不同用户的操作权限和登陆方法
对所有用户开放的图书查询
借阅者维护借阅者个人部分信息
借阅者查看个人借阅情况信息
维护借阅者个人密码
根据借阅情况对数据库进行操作并生成报表
根据还书情况对数据库进行操作并生成报表
查询及统计各种信息
维护图书信息
维护工作人员和管理员信息
维护借阅者信息
3.3.2系统实现数据流图
图3—2系统的总数据流图
由于该系统的一些功能所需的信息也比较多，因此以下列出系统查询功能以及图书数据处理的功能的实现的数据流程图：
1、系统查询功能实现的流程图：
图3—3查询功能实现流程图
2、图书处理数据流程图：
图3—4图书处理数据流程图
3.3.3数据元素表
本次图书管理系统设计中，共涉及6个实体，即图书、出版社、借阅者、工作人员、管理人员、身份。
根据数据库设计演示要求，暂简单列出演示所用的部分信息，为求简洁明了，有些数据直接用数字或字母等代替。
以下即所列的六个表，以供参考：
图书的基本信息
编号
书名
作者
出版社
类别
数量
是否全部借出
1
a
A
甲
X
20
Y
2
b
B
乙
Y
100
Y
3
c
C
丙
Z
200
Y
4
d
D
丁
W
100
Y
5
e
E
甲
X
200
Y
6
f
F
乙
Y
100
Y
7
g
G
丙
Z
100
Y
8
h
H
丁
W
200
N
9
i
I
甲
X
100
N
10
j
J
乙
Y
200
N
11
k
K
丙
Z
100
N
12
l
L
丁
W
200
N
13
m
M
甲
X
200
N
14
n
N
乙
Y
100
N
15
o
O
丙
Z
200
N
表3—1图书的基本信息
出版社的基本信息
编号
联系人
所在地
电话
ID
供应类别
甲
萧剑
广州
0000
00
X,W
乙
紫薇
北京
1234
12
X,Y
丙
尔康
上海
4321
21
Y,Z
丁
小燕子
天津
1111
11
Z,W
表3—2出版社的基本信息
借阅者的信息
证件号
姓名
性别
身份
身份证号
电话
密码
350601
乾隆
M
皇上
98
89
hs
350602
慈禧
F
太后
97
79
th
350603
令妃
F
妃子
96
69
fz
350604
咏琪
M
阿哥
95
59
ag
350605
晴儿
F
格格
94
49
gg
表3—3借阅者的基本信息
工作人员信息
工作号
姓名
电话
密码
ID
类别
01
ab
111
ab
1111
X、Y
02
ac
222
ac
2222
Y、Z
03
ad
333
ad
3333
Z、W
表3—4工作人员的基本信息
管理人员信息
工作号
姓名
电话
密码
ID
35060602
sjb
35060602
sjb
35060602
35060603
zh
35060603
zh
35060603
表3—5管理人员基本信息
身份信息
代码
类别
最大借阅数
b
本科生
6
y
研究生
8
j
教师
9
表3—6身份信息
注：
1〉“图书的基本信息”一表中，类别分别用了X、Y、Z、W来表示，代表有四类，如科技或文学等，非缩写无实际意义；最后一栏“是否借出”属性中，当100本（即数量里标明的数字）全部借出时属性值才为Y,否则即为N。
2〉借阅者的信息中，所用姓名及其他纯属笔者玩笑之举，只为在繁杂的工作中找点乐趣，绝无剽窃及侵权意图，若有冒犯，敬请谅解。
3〉以上是设计初根据系统需求所列出的基本初始表格，可能在实际操作中所建立的数据库表格会跟这些初始表格有些出入，但基本上原理不会有变化，只是根据实际需要为了更方便的操作所做出的改变。
在这里就不再列出最后成形的表格了，因为在后面的“系统实现报告”中会详细给出。
3.3.4数据字典
数据库变量定义及其说明：
变量名称
变量含义
变量取值类型
变量最大长度限制
num
编号
float
10
bookn
书名
char
30
publ
出版社
char
30
author
作者
char
30
kind
类别
char
30
amo
数量
float
10
link
联系人
char
30
id
证件号
float
10
pho
电话
float
10
city
所在地
char
30
passw
密码
char
30
name
姓名
char
30
maxn
最大借阅数
float
10
dm
身份代码
float
30
表3—7变量定义及说明
4.图书馆信息管理系统的数据库设计
4.1概念结构设计（ER图设计）
在概念设计阶段中，我们从用户的角度看待数据及处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式。
然后再把概念模式转换成逻辑模式。
将概念设计从设计过程中独立开来，使各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度大大降低，不受特定DBMS的限制。
利用ER方法进行数据库的概念设计，可分成三步进行：
首先设计局部ER模式，然后把各局部ER模式综合成一个全局模式，最后对全局ER模式进行优化，得到最终的模式，即概念模式。
4.1.1设计局部分ER图
实体和属性的基本定义：
图书（图书编号，图书名称，作者，出版社，类型，数量，是否借出）
出版社（出版社编号，联系人姓名，身份证号，电话，地址，供应类别）
借阅者（证件号，姓名，性别，身份证号，身份，联系电话，密码）
身份（身份编号，身份描述，最大借阅数）
工作人员（工作号，姓名，电话，密码，ID,维护范围）
管理人员（工作号，姓名，电话，密码，ID）
ER模型的“联系”用于刻画实体之间的关联。
一种完整的方式是对局部结构中任意两实
体类型，依据需求分析的结果，考察局部结构中任意两个实体类型之间是否存在联系。
若有联系，进一步确定是1:
N，M:
N，还是1:
1等。
还要考察一个实体类型内部是否存在联系，两个实体类型之间是否存在联系，多个实体类型之间是否存在联系，等等。
解释如下：
1）一个借阅者（用户）只能具有一种身份，而一种身份可被多个借阅者所具有；
2）一本图书只能属于一种图书类别（类别），而一种图书类别可以包含多本图书；
3）一个用户可以借阅多本不同的书，而一本书也可以被多个不同的用户所借阅；
4）一本图书只能由一名工作人员来维护，而一名工作人员要
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