[高等院校校园一卡通系统数据库设计概要]完整的数据库设计案例

摘 要以怀化职业技术学院为对象,结合学习借鉴先进国家院校的数字校园集成的丰富经验,概括了适合本院的“一卡通”数据库的设计。 关键词一卡通;数据库;设计 中图分类号TP3 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0016-01

1数据库系统架构

“校园一卡通”系统的网络结构分为两层。第一层为以数据库服务器为中心的局域网的分布式结构。第二层为以第一层局域网的网络工作站作为控制主机的485通讯网络结构,该层网络控制各个IC卡收费终端。我们将以SQLSERVER2000为平台建立数据库,有利于保证数据安全,有良好的扩展功能,而且可支持多种应用程序语言如VB、VC和Delphi等高级语言。

11数据库系统设计

数据库是一种存储数据并对数据进行 *** 作的工具。数据库的作用在于组织和表达信息,简而言之,数据库就是信息的集合。计算机的数据库可以分为两类:非关系数据库(flat-file)和关系数据库(relational)。关系数据库中包含了多个数据表的信息,数据库含有各个不同部分的术语,象记录、域等。

12系统功能分析

根据各个功能的子系统模块设置和分析,认为以下的模块设计图(图1)适合我院的基本需求。校园内已经完全具备了基础的计算机硬件条件,许多设备只需做升级或改动就可,随着需求的增加,可以在此基础上扩充接口,十分方便。

13系统功能模块的设计

对各项功能进行集中、分块,按照结构化程序设计的要求,分析得到系统功能模块图(图2)。

14数据库设计

设计数据库系统时应该首先了解用户(师生)各方面的需求,包括现有的以及将来可能增加的需求。作为“校园一卡通”系统会随着硬件安装场所的变动做改动,需要很大的扩展性。用户的需求具体体现在各种信息的提供、保存、更新和查询,这就要求数据库结构能充分满足各种信息的输入输出。收集基本数据、数据结构以及数据处理的流程,组成一份详尽的数据字典。有了数据库结构、数据项和数据流程,我们就可以进行下面的数据库设计。得到数据项和数据结构以后,就可以设计出用户需求的各种实体,以及它们之间的关系,为后面的逻辑结构设计打下基础。实体是通过相互的作用形成数据的流动。现在需要将现行相关的数据库概念结构化转化为SQL Server2000数据库系统所支持的实际数据模型,也就是数据库的逻辑结构。在上面的实体以及实体之间关系的基础上,形成数据库中的表格以及各个表格之间的关系。

经过前面的需求分析和概念结构设计以后,得到数据库的逻辑结构。现在就可以在SQLserver2000数据库系统中实现该逻辑结构这就是利用sqlserver2000数据库系统中的sql查询分析器实现的。

2数据库的配置

“校园一卡通”需要众多的数据,如学生信息数据、教师信息数据、消费数据等等。在此我们是以sqlserver2000作为数据库平台的。

21客户端程序实现

客户端以高级语言开发,运行于局域网中的各个客户机上,提供用户登录、各据的输入与维护、查询打印、提示等功能。客户端软件以相应的数据组件通过TCP/IP协议访问服务器数据。任何用户只要拥有给定的权限都可以通过网络 *** 纵和查询服务器数据。

当SQL语句在查询分析器执行后,将自动产生需要的所有表格。有关数据库结构的所有后台工作已经完成。现在将通过相关的信息管理系统中各功能模块的实现,使用高级语言来编写数据库系统的客户端程序。

22数据库的配置管理

采用流行的SQLServer2000+Windows2003server的数据库服务器配置,系统数据及逻辑驻留在SQLServer数据库中,SQLServer2000以服务器的形式运行于Windows2003server之上,无用户界面,集中存储与管理系统数据。各客户端可使用windowsXP以上系统建立。SQLServer2000具有很好的安全性,可设定访问权限,数据得导入导出极为方便。我们将使用SQL Server2000管理数据库。这里将以一个管理员(DBA)的身份来阐述数据库管理任务。除了检查服务器配置和备份数据库以外,作为DBA,还要执行很多其他任务。必须保证服务器平稳运行和数据库是快而有效的。

SQL Server2000有很好的安全性模型,这使我们能够定义各种安全措施,包括从限制级数据库的访问权限到限制对表中某一列的访问。在SQL Server2000中可以可以限制客户端用户的基本权限,也可以设置系统管理员的最高权限。

在校园一卡通系统中需要对各个用户设置权限。在数据库中定义的每一个用户都属于Public角色。Public角色除了具有允许用户连接数据库的权限外几乎没有其他权限。

在日常的数据库运行中,我们需要按时的尽心数据库的备份,保存数据的安全和完整性,这些工作SQL Server2000都提供了方便。除此以外,可以利用SQL Server2000的许多工具进行管理,十分便利,详细步骤可以参照多种介绍SQL Server2000的书籍资料。

参考文献

[1]王珊,陈红数据库系统原理教程[M]北京:清华大学出版社,2000,7

[2]Rob Hawthorne,袁鹏飞编译SQL SERVER 2000数据库开发从零开始[M]北京:人民邮电出版社2001,6

[3]谭开文,孙京宁对目前中国IC卡行业现状以及发展的几个看法[J]计算机系统应用,2003,4:72-74

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设计一个数据库需要我们耐心收集和分析数据，仔细理清数据间的关系，消除对数据库应用不利的隐患等等。在整个设计过程中，我们必须按步骤认真完成。一个数据库的设计好坏将直接影响将来基于该数据库的应用。

另外，数据库也不是独立存在的，它总是与具体的应用相关的，为具体的应用而建立的。因此在设计数据库之前我们必须明确应用的目的，在设计数据库的时候也应时刻考虑用户需求，数据库与具体应用之间是相辅相成的关系。

数据库的设计过程一般包括以下几个步骤：

确定建立数据库的目的和收集数据；

建立概念模型；

建立数据模型；

实施与维护数据库；

1．确定建立数据库的目的和收集数据

数据库设计过程的第一个阶段是确定建立数据库的目的和收集数据。通常，我们也把确定建立数据库的目的称为需求分析。需求分析的任务就是通过详细调查要处理的对象来明确用户的各种需求。并且通过调查、收集和分析信息，以了解在数据库中需要存储哪些数据，要完成什么样的数据处理功能。这一过程是数据库设计的起点，它将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实用。

确定目的之后就需要根据目的收集有用的数据。在着手收集数据之前最重要的就是要调查用户的实际需求，然后分析与表达这些需求。调查用户需求的方法有很多，如查阅记录、访谈、开调查会、设计调查表请用户填写或回答相关问题等。其中比较有效的方法是访谈，我们可以借助一些设计合理的调查表来与用户直接交流。通过充分交流，可以了解他们平时是如何使用数据库的，以及对当前信息的要求，进而设计满足用户需求的字段，并根据设计的字段收集数据。

2．建立概念模型

确定建立数据库的目的以及完成数据收集后，就进入数据库设计过程的第二阶段——建立概念模型。这一阶段是整个数据库设计的关键。设计时，一般先根据应用的需求，画出能反映每个应用需求的E-R图，其中包括确定实体、属性和联系的类型。然后优化初始的E-R图，消除冗余和可能存在的矛盾。概念模型是对用户需求的客观反映，并不涉及具体的计算机软、硬件环境。因此，在这一阶段中我们必须将注意力集中在怎样表达出用户对信息的需求，而不考虑具体实现问题。

3．建立数据模型

完成上一阶段后，我们得到了一个与具体计算机软、硬件无关的概念模型。接着我们就可以着手建立数据库模型了，这是数据库设计过程的第三个阶段。在这一阶段中我们要将概念模型中得到的E-R图转换成具体的数据模型。通过前面的学习，我们已经了解到数据模型一般分为层次、网状、关系和面向对象模型等。目前比较常用的是关系数据模型，我们通常将E-R图转换成关系数据模型，实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。

4．实施与维护数据库

最后一个阶段是实施与维护数据库。完成数据模型的建立后，我们就必须对字段进行命名，确定字段的类型和宽度，并利用数据库管理系统或数据库语言创建数据库结构、输入数据和运行等，因此数据库的实施是数据库设计过程的“最终实现”。如果数据库运行很成功，则表明数据库设计任务基本结束，以后的重点就是数据库的维护工作，包括做好备份工作、数据库的安全性和完整性调整、改善数据库性能等。

数据库的设计在数据库应用系统的开发中占有很重要的地位。只有设计出合理的数据库，才能为建立在数据库上的应用提供方便。不过数据库的设计过程从来都不会有真正的结束，因为随着用户需求和具体应用的变化和扩大，数据库的结构也可能会随之变化。

数据库基本的功能：

信息浏览和查询；

信息的修改、添加和删除；

信息的统计、汇总等。

设计数据库时要注意保留以下内容：

设计文档、内容 *** 作说明，实例数据库、帮助及过程性文件（如下载的资源、工作日志）等。

第五章 数据库设计

67 什么是软件生存期：

软件生存期是软件工程的一个重要概念。是指从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护，直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。通常分为六个阶段：

（1） 规划阶段

（2） 需求分析阶段

（3） 设计阶段

（4） 程序编制阶段

（5） 调试阶段

（6） 运行维护阶段

68 数据库系统的生存期：

一般分为七个阶段，即：

（1） 规划阶段

（2） 需求分析阶段 1）信息要求 2）处理要求 3）安全性和完整性要求

（3） 概念设计阶段

（4） 逻辑设计阶段 两部分：数据库逻辑设计和应用程序设计

（5） 物理设计阶段 两部分：物理数据库结构的选择和逻辑设计中程序模块说明的精确化

（6） 实现阶段

（7） 运行维护阶段

69 数据库设计过程的输入有哪些内容：

（1） 总体信息需求

（2） 处理需求

（3） DBMS的特征

（4） 硬件和OS特征

70 数据库设计过程的输出有哪两部分：

一部分是完整的数据库结构，其中包括逻辑结构与物理结构。

另一部分是基于数据库结构和处理要求的应用程序的设计原则。

71 常见的数据库设计方法有哪几种：

（1） 视图模式化及视图汇总设计方法

（2） 关系模式的设计方法

（3） 新奥尔良设计方法

（4） 基于E-R模型的数据库设计方法

（5） 基于3NF的设计方法

（6） 基于抽象语法规范的设计方法

（7） 计算机辅助数据库设计方法

72 实用的数据库设计方法至少应包括哪些内容：

（1） 设计过程

（2） 设计技术

（3） 评价准则

（4） 信息需求

（5） 描述机制

73 一种设计方法学需要有三种基本类型的描述机制：

（1） 实现设计过程的最终结果将用DBMS的DDL表示。

（2） 信息输入的描述。

（3） 在信息输入和DDL描述之间的其它中间步骤的结果的描述。

74 数据库设计中的规划阶段的主要任务：

是进行建立数据库的必要性及可行性分析，确定数据库系统在组织中和信息系统中的地位，以及各个数据库之间的联系。

75 需求分析阶段的任务：

需求分析阶段应该对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能接受的文档。

76 需求分析的步骤：

大致可分为三步来完成，即需求信息的收集、分析整理和评审。

77 数据字典由哪几部分组成：

（1） 数据项

（2） 数据结构

（3） 数据流

（4） 数据存储

（5） 加工过程

78 数据抽象：

抽象是对实际的人、物、事或概念的人为处理，它抽取人们关心的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些特性用各种概念精确地加以描述，这些概念组成了某种模型。

抽象有两种形式，系统状态抽象（抽象对象）和系统转换抽象（抽象运算）。

79 对象的两种形式：

（1） 聚集：的数学意义就是笛卡尔积的概念。通过聚集，形成对象之间的一个联系对象。

（2） 概括：是从一类其它对象形成一个对象。对于一类对象{O1，O2，……，On}可以概括成对象O，那么Oi称为O的其中一个。

80 依赖联系：

在现实世界中，常常有某些实体对于另一些实体具有很强的依赖关系，即一个实体的存在必须以另一个实体的存在为前提。我们通常把前者称为弱实体。在ER图中，用双线框表示弱实体，用指向弱实体的箭头表明依赖联系。

81 子类、超类：

某个实体类型中所有实体同时也是另一实体类型中的实体。此时，我们称前一实体类型是后一实体类型的子类，后一实体类型称为超类。在ER图中，带有子类的实体类型（超类）以两端双线的矩形框表示，并用加圈的弧线与其子类相连，子类本身仍用普通矩形框表示。

子类具有一个很重要的性质：继承性。它可继承超类上定义的全部属性，其本身还可包含其它另外的属性。

82 ER模型的 *** 作：

（1） 实体类型的分裂：垂直分割、水平分割

（2） 实体类型合并：分裂的逆过程。

（3） 联系类型的分裂

（4） 联系类型的合并

83 采用ER方法的数据库概念设计分成哪三步：

（1） 设计局部ER模式：1）确定局部结构范围 2）实体定义 3）联系定义 4）属性分配

（2） 设计全局ER模式：1）确定公共实体类型 2）局部ER模式的合并 3）消除冲突。

（3） 全局ER模式的优化：1）实体类型的合并 2）冗余属性的消除 3）冗余联系的消除

84 冲突分为哪三种：

属性冲突，包括属性域的冲突、属性取值单位冲突。

结构冲突，包括：

（1） 同一对象在不同应用中的不同抽象。

（2） 同一实体在不同局部ER图中属性组成不同。

（3） 实体之间的联系在不同的局部ER图中呈现不同的类型。

命名冲突，包括属性名，实体名，联系名之间的冲突：同名异义、异名同义

85 ER模型向关系模型的转换：

ER模型中的主要成分是实体类型和联系类型。

对实体类型，将每个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性即为关系模式的属性，实体标识符即为关系模式的键。

对联系类型，就视1：1、1：N、M：N三种不同的情况做不同处理。

（1） 对1：1可在两个实体类型转换成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系类型的属性。

（2） 对1：N，则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型转换成的关系模式的键和联系类型的属性。

（3） 对M：N，则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的键盘加上联系类型的属性，而键为两端实体键的组合。

86 什么是物理设计：

对一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，称为数据库的物理设计。物理结构，主要指数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。

87 物理设计的步骤：

物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理数据库结构的设计，后两步涉及约束和具体的程序设计。

（1） 存储记录结构设计

（2） 确定数据存储安排

（3） 访问方法的设计

（4） 完整性和安全性

（5） 程序设计

88 在数据库系统生存期中，生存期的总开销可分为几项：

规划开销、设计开销、实现与测试开销、 *** 作开销、维护开销。

89 用户使用和计算机资源的 *** 作开销是：

（1） 查询响应时间

（2） 更新事务的开销

（3） 报告生成的开销

（4） 改组频率和开销

（5） 主存储空间

（6） 辅助存储空间

90 数据库实现阶段的主要工作：

（1） 建立实际数据库结构

（2） 试运行

（3） 装入数据

91 数据库的重新组织设计：

对数据库的概念模式、逻辑结构或物理结构的改变称为重新组织，其中改变概念模式或逻辑结构又称为重新构造，改变物理结构则称为重新格式化。

92 运行维护阶段的主要工作：

（1） 维护数据库的安全性和完整性控制及系统的转储和恢复。

（2） 性能的监督、分析与改进。

（3） 增加新功能。

（4） 发现错误，修改错误。

一、课程设计的内容

本课程设计要采用本课程中学习的数据库设计方法，运用其基本思路与主要图表工具完成“企业报刊订阅管理系统”数据库应用系统。完成信息需求分析与数据库的概念设计、逻辑设计、物理设计以及处理功能设计，用SQL Sever的数据库管理系统、JSP开发工具实现该系统，并运行、评价、改进之；在此基础上严格按课程设计教学大纲所附报告提纲撰写课程设计报告。通过本课程设计进一步弄懂数据库系统及其相关的基本概念，理解数据库系统的系统结构、主要特点，掌握数据库设计的原理、方法及其基本过程，初步具备数据库应用设计的能力，初步形成运用数据库应用系统解决管理决策中的实际问题的基本素质。

二、课程设计的要求与数据

要求学生结合所学管理知识，在借鉴课堂教学案例、了解家人或亲友所从事的业务及其流程的基础上，参考有关资料，选择自己了解的一项业务，运用课堂所学数据库系统与数据库设计知识，完成信息需求分析、数据库概念设计、逻辑设计、物理设计，实现完成该业务的数据库应用系统，并运行、评价改进之，最后要写出课程设计报告。

三、课程设计应完成的工作

要求学生按照《数据库应用课程设计》教学大纲完成一个数据库应用系统，并撰写相应的课程设计报告，主要内容包括：

概述：系统的基本任务，主要业务，开发目标

1 需求分析

2 （数据库）概念（模型）设计

3 （数据库）逻辑（模型）设计

4 数据库物理设计与数据库保护设计

5 处理功能设计

6 数据库应用系统的实现

7 数据库应用系统运行

四、课程设计进程安排

序号 设计各阶段内容 地点 起止日期

五、应收集的资料及主要参考文献

[1] 王 珊、陈 虹编著，数据库系统原理教程，清华大学出版社，2003

[1] 金银秋主编，数据库原理与设计，科学出版社，2000

[2] 李建中 王珊，数据库系统原理，电子工业出版社，1998

[3] 李大友，数据库原理及应用（第二版），清华大学出版社，2000

发出任务书日期： 年 月 日 指导教师签名：

计划完成日期： 年 月 日 基层教学单位责任人签章：

主管院长签章：

目录

概述 …………………………………………………………………4

1 需求分析…………………………………………………………4

11用户需求……………………………………………………………………4

12业务流程分析………………………………………………………………4

13信息需求分析………………………………………………………………5

14功能需求分析………………………………………………………………6

2 （数据库）概念（模型）设计…………………………………7

3 （数据库）逻辑（模型）设计…………………………………9

31 一般逻辑模型设计…………………………………………………………9

32 具体逻辑模型设计…………………………………………………………9

4 数据库物理设计与数据库保护设计…………………………10

41设计索引……………………………………………………………………10

42 设计表间关系………………………………………………………………10

43完整性设计…………………………………………………………………10

5 处理功能设计…………………………………………………11

6 数据库应用系统的实现………………………………………11

7 数据库应用系统运行…………………………………………11

71 写出系统 *** 作使用的简要说明……………………………………………11

72 系统实施过程………………………………………………………………11

73系统使用结果………………………………………………………………22

74系统评价……………………………………………………………………31

企业报刊订阅管理系统

概述

随着社会不断的发展，人们的生活水平越来越高，对知识的和对时事的渴求也越来越高，人们希望能够方便快捷地订阅各种报刊杂志。但是各种各样的报刊名目和详细信息以及订阅，为相关企业的管理造成很大的麻烦。因此网上订阅成为不可或缺的一部分。

本系统就是面向一个企业的报刊订阅管理系统。此系统是一种比较智能化的管理系统，它面向所有企业部门的职工用户，但具有比较高的安全性能。它能够实现报刊订阅的基本功能，包括新报刊信息的录入、订阅、查询等 *** 作以及后台数据库的备份和恢复。用户合法注册后必须输入有效密码才能成功进入此系统，可以进行订阅报刊，查询信息，统计信息等 *** 作。对于非法 *** 作，系统有识别和防护措施。

1 需求分析

11 用户需求：

本系统就是面向一个企业的报刊订阅管理系统。此系统是一种比较智能化的管理系统，它面向所有企业部门的职工用户，但具有比较高的安全性能。它能够实现报刊订阅的基本功能，包括新报刊信息的录入、订阅、查询等 *** 作以及后台数据库的备份和恢复。用户合法注册后必须输入有效密码才能成功进入此系统，可以进行订阅报刊，查询信息，统计信息等 *** 作。对于非法 *** 作，系统有识别和防护措施。

订阅信息处理的特点是订阅信息处理量比较大,所管理的信息信息种类繁多,而且订阅单、编辑单的发生量特别大,关联信息多,查询和统计的方式各不相同。因此在管理上实现起来有一定因难。

本系统在设计过程中,为了克服这些困难,需要使程序代码标准化,软件统一化,确保软件的可维护性和实用性；删除不必要的管理冗余,实现管理规范化、科学化；界面友好、简单化,做到实用、方便,尽量满足报刊订阅中员工的需要。

12 业务流程分析：

本系统主要面向的用户有系统管理员、读者。下面分角色对该系统的不同 *** 作范围做说明。

本系统主要有以下功能模块：

（1）登陆功能：登陆系统为身份验证登录。分为管理员登录和一般用户登录。分别通过不同的用户名和密码进入报刊订阅管理界面，新的用户需要注册。

（2）录入新信息功能：对于管理员，包括新用户信息和新报刊信息的录入功能，信息一旦提交就存入到后台数据库中；普通用户自行注册进行可以修改个人信息。

（3）订阅功能：用户可以订阅报刊，系统自动计算所需金额，并显示在界面上；管理员不可订阅报刊，必须以用户身份订阅报刊。

（4）查询功能：用户可以查询并显示自己所订阅的信息；管理员可以按人员、报刊、部门分类查询。查询出的信息显示在界面上,并且可以预览和打印出结果。

（5）统计功能：管理员可以按用户、部门、报刊统计报刊的销售情况，并对一些重要的订阅信息进行统计；普通用户可以统计出自己的订阅情况，并且可以预览和打印出结果。

（6）系统维护功能：数据的安全管理，主要是依靠管理员对数据库里的信息进行备份和恢复，数据库备份后，如果出了什么意外可以恢复数据库到当时备份的状态，这提高了系统和数据的安全性，有利于系统的维护。

下图为该系统的业务流程图

13 信息需求分析

131 资料收集：业务流程中用到的相关单据主要是报刊信息还有订单信息

报刊信息表：

报刊代号 46-250 报刊名称 IT时代周刊

出版报社 科技出版社

出版周期 半月刊

每月定价 1000 元/月

分类编号 1001

报刊介绍 《IT时代周刊》是一本深刻解读信息时代商业变革的杂志。除深度报道信息产业的重大新闻外，还报道金融、汽车、股市、零售等传统行业利用IT提升商业与管理的新闻。《IT时代周刊》以调查见深度；以商业故事见功力。是CEO/CIO/CFO以及政府官员、商业领袖首选刊物。

订单信息表：

订单编号 报刊代号 用户编号 订阅日期 订阅月数 份数 *** 作

3003 46-205 3206 2008-7-1 订一月 1 取消订阅

3004 26-306 3108 2008-7-8 订半年 2 取消订阅

3005 72-310 3100 2008-7-9 订一年 1 取消订阅

3006 45-214 2541 2008-7-10 订一季 1 取消订阅

132 事项分析：根据以上资料中标题、表头等中各栏目名，可以得出相关事项，作为数据项；分析这些数据项，找出组合项、导出项、非结构化数据项，确定基本项。检查是否有要补充的基本数据项，是否有要改进的地方，补充改进之，得出所有基本项。

14 功能需求分析：

本系统的主要结构功能图如下：

2 （数据库）概念（模型）设计

基本项构思ERD的四条基本原则：

①原则1 （确定实体）：能独立存在的事物，例如人、物、事、地、团体、机构、活动、事项等等，在其有多个由基本项描述的特性需要关注时，就应把它作为实体。

②原则2 （确定联系）：两个或多个实体间的关联与结合，如主管，从属，组成，占有，作用，配合，协同等等，当需要予以关注时，应作为联系。实体间的联系可分为一对一、一对多、多对多等三类，在确定联系时还要确定其类型。

③原则3 （确定属性）：实体的属性是实体的本质特征。实体应有标识属性（能把不同个体区分开来的属性组），并指定其中一个作为主标识。联系的属性是联系的结果或状态。

④原则4（一事一地）：信息分析中得到的基本项要在且仅在实体联系图中的一个地方作为属性出现。

经过上述系统功能分析和需求总结，设计如下面所示的数据项和数据结构。

 管理员表（Adminuser）：用于存放管理员的数据记录，包括数据项：管理员名、密码。

 部门表（Department）：用来存放部门的相关记录，包括数据项：部门号，部门名。

 用户表（Users）：用于存放注册用户的记录，包括数据项：用户账号、密码、真实姓名、身份z号、联系电话，联系地址，部门号（和部门表有关）等。

 报刊类别表（NewspaperClass）：用于存放初始的报刊类别记录，包括数据项：分类编号、分类名称。

 报刊信息表（Newspaper）：用于存放报刊记录，包括数据项：报刊代号、报刊名称、出版报社、出版周期、季度报价、内容介绍、分类编号（和报刊类别表有关）等。

 订单表（Order）：用于存放用户下达的订阅报刊的基本信息，包括数据项：订单编号、用户编号（用户表的主码）、报刊代号（报刊信息表的主码）、订阅份数、订阅月数等。

根据上面的设计规划出来的实体有部门实体、管理员实体、用户实体、报刊类别实体、报刊信息实体和订单实体。

部门实体的E-R图如下图所示： 管理员实体的E-R图如下图所示：

用户实体的E-R图如下图所示： 报刊信息实体的E-R图如下图所示：

订单实体的E-R图如下图所示： 报刊类别实体的E-R图如下图所示：

所有实体之间的的关系E-R图如下图所示：

3 （数据库）逻辑（模型）设计

31 一般逻辑模型设计：

关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合。将E-R图转换为关系模型就是要将实体型、实体的属性和实体型之间的联系转换为关系模式。

由ERD导出一般关系模型的四条原则；

①一个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。如果软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，每个实体的码均是该关系的候选码。如果与某一端实体对应的关系模式何明，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的码和联系本身的属性。

②一个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。

③一个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，各实体的码组成关系的码或关系码的一部分。

④3个或3个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系模式。与该多元联系项链呢的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，各实体的码组成关系的码或关系码的一部分。

根据以上原则将E-R图转换成的关系模式如下：

部门（部门号，部门名称）

用户（用户账号，密码，用户真实姓名，联系电话，联系地址，部门号）

管理员（管理员名，密码）

报刊类别（分类编号，分类名称）

报刊（报刊代号，报刊名称，出版报社，出版周期，每月订价，内容介绍，分类编号）

订单（用户编号，报刊代号，订阅份数，订阅月数，订阅总额）

32 具体逻辑模型设计：

在SQL Server2000数据库中，首先创建newspaper数据库，然后根据数据库的逻辑结构分析创建表4-1━4-6的6张数据表。在前台访问数据库阶段设置了用户和密码，用户为sa，密码为空。

表4-2 department部门表结构

字段名称 字段类型 允许空 说明

depNumber（主码） Char（10） 否 部门号

depName Char(50) 是 部门名称

表4-3 users用户表结构

字段名称 字段类型 允许空 说明

userNo（主码） Char（10） 否 用户帐号

userName Char(20) 是 真实姓名

passWord Char(10) 否 用户密码

address Char(150) 是 用户联系地址

phone Char(20) 是 用户联系电话

depNumber Char(10) 否 用户所属部门号

表4-3 newspaperClass报刊分类表结构

字段名称 字段类型 允许空 说明

classid（主码） Int（4） 否 报刊分类编号

className Char(30) 是 报刊分类名称

表4-4 newspaper报刊表结构

字段名称 字段类型 允许空 说明

newsNo（主码） Char（10） 否 报刊代号

newsName Char(40) 否 报刊名称

classid Int（4） 否 报刊分类编号

publish Char(150) 是 出版报社

pubPeriod Char(30) 是 出版周期

content Char(4000) 是 内容介绍

price Float(8) 否 每月报价

表-6 book订单表结构

字段名称 字段类型 允许空 说明

userNo（主码） Char（10） 否 用户帐号

newsNo（主码） Char（10） 否 报刊代号

orderAmount Int（4） 否 订阅份数

orderMonth Int（4） 否 订阅月数

totalPrice Float(8) 是 订阅总额

表4-1 adminuser管理员表结构

字段名称 字段类型 允许空 说明

adminUser（主码） Char(20) 否 管理员用户名

adminPass Char(10) 否 管理员密码

4 数据库物理设计与数据库保护设计

41设计索引：我们可以在最经常查询的列上建立索引以提高查询效率。

而在这个系统中，我们经常要按用户账号，按报刊代号，按部门查询，所以，我们可以为这三个表建立索引，建立所以的SQL语句如下，这几个都是字符型

Create unique index userNum on users(userNo)

Create unique index departNum on department(depNumber)

Create unique index newsNum on newspaper(newsNO)

42 设计表间关系：

43完整性设计列出主要字段完整性的字段名、完整性约束条件；列出记录完整性约束及其约束条件；列出参照完整性表。

主要字段的完整性字段名和参照完整性表可以参照上图各个表之间的关系来看。

比如建立报刊表newspaper时，要求报刊代号在100~99999之间，报刊名称和每月定价不能取空值，报刊类别是报刊类别表的主键，则

Create table user

(userNo char(10) constraint C1 check(newsNo between 100 and 99999),

newsName char(40) constraint C2 not null,

classid int(4) constraint C3 not null,

publish char(150)，pubPeriod char(30),content char(4000),

price float(8) not null,

constraint C4 foreign key(classid) references newspaperclass(classid) )

44在有多个用户 *** 作时，考虑用户授权与安全性控制。

因为这个报刊订阅系统由多个用户使用，分为管理员和用户，他们拥有不同的权限和安全性控制。所以在权限设置方面，采用管理员和用户分别使用用户名和密码进入他们能使用权限范围里的界面。管理员登陆系统后，可以添加、修改用户和报刊的信息，可以对订单进行查询和统计，并且可以把查询统计的结果进行预览和打印出来，还要对数据库系统进行维护，适时备份数据库，一旦数据库遇到问题，可以恢复到最近备份的状态，减少不必要的损失。

用户登录，用户使用该系统前需要进行注册，他应该是该企业某个部门下面的员工，所以他需要输入他的部门号等信息，注册成功后，登录到系统，可以修改自己的信息还有订阅报刊，但由于权限的限制，他只能查看和统计自己的订单信息。

5 处理功能设计

51 主控模块设计：

使用本系统，首先它会自动d出“欢迎使用本系统”的欢迎界面，然后跳转到用户身份验证界面，选择管理员的身份进入，有录入（录入报刊信息、录入用户信息），查询，统计(统计用户、统计、报刊订单)，系统维护（备份数据库、恢复数据库），注销，退出等菜单可使用，没注册的用户可进入注册界面进行注册，然后返回登录界面登录，进入后有欢迎界面，有订阅、查询、统计、修改、注销、退出等菜单可使用。

6 数据库应用系统的实现

61 数据库及其表结构的建立：按照上面的逻辑分析见表

62数据输入：在建好的各个表中输入数据，要符合数据的约束条件

7 数据库应用系统运行

71 写出系统 *** 作使用的简要说明

本系统的运行需要安装PowerBuilder90和SQL Server2000软件。 *** 作该系统，首先把备份的数据库还原出来，导入SQL Server中，然后打开该系统，连接上还原出来的数据库，再运行，就可以了。

72 系统实施过程

（1）打开PowerBuilder，新建一个工作区，命名为newspaper

（2）新建一个Application，取名newspaper，然后点击工具栏上的DB Profile，新建一个MSS Microsoft SQL Server，填入Profile Name，服务器名，用户名，密码，数据库，如下图，然后输入连接数据库的主要代码：

open(w_welcome)

// Profile newspaper

SQLCADBMS = "MSS Microsoft SQL Server"

SQLCADatabase = "newspaper"

SQLCAServerName = "CHINA-41CD782EF"

SQLCALogId = "sa"

SQLCALogPass=""

SQLCAAutoCommit = False

SQLCADBParm = ""

connect;

if sqlcasqlcode<>0 then

messagebox("错误","数据库连接错误，程序将关闭！",stopsign!)

return

end if

close(w_welcome)

open(w_login)

（3）制作登录页面w_login，在“确定”按钮输入如下：

“注册”按钮代码：open(w_register) //打开用户注册页面

“退出”按钮代码：close（w_login） //退出本系统

(4)制作注册窗口w_register，在“注册”按钮的代码如下：

“取消”按钮代码：close(w_register)

open(w_login)

（5）制作管理员主菜单w_adminview，建管理员主界面w_adminview，将该菜单放到窗口中

（6）制作用户主菜单w_userview，建用户主界面w_userview，将菜单放到窗口中

（7）制作管理员主菜单里的录入报刊信息窗口w_inmagazine，录入用户信息窗口w_inuser，

制作数据窗口dw_magagrid，dw_magafree，dw_userfree，dw_usergrid，在数据窗口调整好外观，添加控件，并设定相应的动作，分别放到这两个窗口中

这两个窗口功能相识，在窗口中输入：

dw_1settransobject(sqlca)

dw_1retrieve()

dw_2settransobject(sqlca)

dw_2retrieve()

（8）制作管理员主菜单中的查询订阅信息窗口w_searchorder，制作数据窗口dw_booksearch，将其放入窗体中，在窗口中输入代码：

dw_1settransobject(sqlca)

dw_1retrieve()

sle_1setfocus()

在“查询”按钮中输入代码：

“预览”按钮的代码：

“关闭”按钮代码：close（w_searchorder）

数据窗口字段如下：

（9）制作管理员主菜单中的统计用户订单窗口w_statuser，统计部门订单窗口w_statdept，统计报刊订单窗口w_statnews：制作统计数据窗口dw_statnews，dw_statuser，dw_statdept将dw_statnews，dw_statuser，dw_statdept分别放入w_statnews， w_statuser，w_statdept中；以下仅列出按出按部门统计的代码和界面 (按用户、报刊统计类似，略)；

按部门统计代码：

窗口代码：

按部门统计数据窗口：

dw_1settransobject(sqlca)

dw_1retrieve()

预览键代码：（与上页预览代码相同）

退出：close(parent)

（10）管理员主菜单中的更改登录在w_adminview中的代码

（11）管理员主菜单中的退出系统在w_adminview中的代码

（12）管理员主菜单中的数据库备份窗口w_backup，“开始备份”按钮的代码如下

在“>>”按钮带输入代码：

（13）管理员主菜单中的数据库恢复窗口w_restore，“开始恢复”按钮的代码如下

在“>>”按钮带输入代码：

在“开始恢复”按钮输入代码：

（14）用户主菜单的订阅报刊窗口w_userorder

该系统中定义了一个全局变量gs_userid，其它窗口界面都可以使用该变量，并显示用户名，用户登录后，它会显示“~~~~，欢迎使用本系统！”的欢迎界面。

窗口代码：

dw_1settransobject(sqlca)

dw_1retrieve()

sle_1setfocus()

sle_2text=gs_userid

“清空”按钮代码：

sle_1text=""

sle_3text=""

sle_5text=""

“退出”按钮代码：

close(w_userorder)

“订阅”按钮代码：

（14）用户主菜单的查询订单窗口w_usersearch，将订单查找dw_booksearch放到窗口里，在窗口中过过滤器筛选中用户自己的订单信息，一打开就可以看到自己的订单信息，可打印和预览结果

窗口代码：

“预览”和“退出”按钮同上

（15）用户主菜单的查询订单窗口w_userstatis，将用户统计dw_statuser放到窗口里，在窗口中过过滤器筛选中用户自己的订单信息，一打开就可以看到自己的订单信息，可打印和预览结果，窗口代码如下：

用户统计dw_statuser数据窗口如下：

“预览”“退出”按钮略

（16）用户主菜单中的修改用户信息窗口w_usermodify，打开会先显示出你的信息，而用户名这一栏是输入不了的，也就是不能修改用户名，窗口代码如下：

“保存”按钮代码如下：

（17）用户主菜单中的更改登录和退出系统的代码和管理员的一样，这里就省略了。

73系统使用结果

打开本系统，首先d出欢迎界面，通常一闪而过，然后到了登录界面，点击“注册”

按确定后，d出“恭喜，您已注册成功！”的对话框。如果这时刷新服务管理器，打开SQL Server企业管理器，打开该数据库的用户表，就可看到刚才注册的用户已经在表中了

然后返回到登陆页面，输入刚才注册到的用户名和密码maishning，123456

登录后，d出一个窗口，有供用户使用的菜单，界面显示“~~~~，欢迎使用本系统”

选择“订阅”菜单，在这个订阅界面，用户可以浏览到所有的报刊信息，要订阅报刊时，用户不需输入用户名与密码，只需输入您要订阅的报刊代号（该报刊代号必须是报刊表中存在的），订阅份数（必须是小于8的整数才有效），然后选择需要订阅的月数（一月、一季、半年或一年）然后点击“订阅”按钮

订阅成功后，系统d出“恭喜！你已成功订阅该报刊，总金额是~~~~”确定后会显示出您所订阅的总额是多少元，按“清空”按钮后可以订阅其它报刊（同样的报刊不可重复订阅）

再订阅其它报刊，然后按“退出”按钮，来到用户主菜单然后选择“查询”菜单，这个数据窗口经过过滤，一打开就直接显示该用户过订阅的订单，可以进行预览和打印。

由于权限的限制，“统计”菜单中的也是只能统计自己订单信息的数据

在“退订”报刊菜单中，可以查看自己的订单，单击“退订”然后“保存”即可完成退订

在“修改”信息菜单中，用户名也是不可输入的文本框，即不可修改用户名，其它信息可以修改，保存后它会自动添加到数据库中

选择菜单上的“注销”，可以用不同的身份进入系统，确定后回到登录界面

以管理员的身份登录，用户名111，密码111，按登录按键，可看到管理员菜单

选择菜单栏中的录入->录入报刊信息，管理员可以大致浏览所有报刊信息，在上面的数据窗口可以查看上一页和下一页的具体内容，并且可以对其进行添加，删除、修改、保存等 *** 作。

录入用户信息页面，基本相似

选择菜单栏中的“查询”->“订单信息”,管理员拥有的权限可以看到所有的订单信息

管理员也可以根据需要分别按部门、按用户、按报刊查询，比如，要查询msishning用户，在文本框中输入关键字，选择单选按钮中的“按部门号”，点击“查询”，结果如下

可对全部订单或查询出来的订单进行预览和打印，方便使用

菜单栏中的“统计”菜单有三个子菜单，管理员可以分别统计用户订单信息、部门订单信息和报刊订单信息， 直接选择就可看到统计结果，比如选择“统计用户订单信息”

可将统计出来的结果进行预览和打印，方便使用，其它两个统计功能相似，略

主菜单中的系统维护->数据库备份，选择备份的位置，然后“开始备份”

主菜单中的系统维护->数据库恢复，选择之前备份的文件，输入路径和数据库名，然后“开始恢复”

74系统评价：

大致的讲主要是根据用户的需求，然后设计数据库的E-R模型，然后将E-R模型图转换为各种表，并对其进行数据库设计范式（范式因不同书籍有不同）的审核，然后进行数据库的实施，然后运行维护。

一句话来讲就是将用户的需求变成带有各种关系的表，以及其它的数据库结构，然后供编程使用

具体如下：

按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段

（1）需求分析。

（2）概念设计。

（3）逻辑设计。

（4）物理设计。

（5）数据库实施。

（6）数据库运行和维护。

5．1．1需求分析阶段

进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求，包括数据与处理需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗时的一步。作为“地基”的需求分析是否做得充分与准确，决定了在其上构建“数据库大厦”的速度与质量。需求分析做得不好，可能会导致整个数据库重新设计，因此，务必引起高度重视。

5．1．2概念模型设计阶段

在概念设计阶段，设计人员仅从用户角度看待数据及其处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，也称为“组织模式”。概念模式能充分反映现实世界中实体间的联系，又是各种基本数据模型的共同基础，易于向关系模型转换。这样做有以下好处：

（1）数据库设计各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度得到降低，便于组织管理。

（2）概念模式不受特定DBMS的限制，也独立于存储安排，因而比逻辑设计得到的模式更为稳定。

（3）概念模式不含具体的DBMS所附加的技术细节，更容易为用户所理解，因而能准确地反映用户的信息需求。

概念模型设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段即将所设计的对象抽象出E-R模型；如采用用户视图法，则应设计出不同的用户视图。

5．1．3逻辑模型设计阶段

逻辑模型设计阶段的任务是将概念模型设计阶段得到的基本E-R图，转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段就是将所设计的E-R模型转换为某个DBMS所支持的数据模型；如采用用户视图法，则应进行表的规范化，列出所有的关键字以及用数据结构图描述表集合中的约束与联系，汇总各用户视图的设计结果，将所有的用户视图合成一个复杂的数据库系统。

5．1．4数据库物理设计阶段

数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。显然，数据库的物理设计完全依赖于给定的硬件环境和数据库产品。在关系模型系统中，物理设计比较简单一些，因为文件形式是单记录类型文件，仅包含索引机制、空间大小、块的大小等内容。

物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计：

（1）存储记录结构设计：包括记录的组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。

（2）确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记录聚簇（cluster）”技术能满足这个要求。

（3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。

（4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。

（5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。

数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构，包括存储结构和存取方法。

5．1．5数据库实施阶段

根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系统上建立起实际数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程称为数据库的实施阶段。实施阶段主要有三项工作。

（1）建立实际数据库结构。对描述逻辑设计和物理设计结果的程序即“源模式”，经DBMS编译成目标模式并执行后，便建立了实际的数据库结构。

（2）装入试验数据对应用程序进行调试。试验数据可以是实际数据，也可由手工生成或用随机数发生器生成。应使测试数据尽可能覆盖现实世界的各种情况。

（3）装入实际数据，进入试运行状态。测量系统的性能指标，是否符合设计目标。如果不符，则返回到前面，修改数据库的物理模型设计甚至逻辑模型设计。

5．1．6数据库运行和维护阶段

数据库系统正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始。运行维护阶段的主要任务有四项：

（1）维护数据库的安全性与完整性：检查系统安全性是否受到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与备份，发生故障后及时恢复。

（2）监测并改善数据库运行性能：对数据库的存储空间状况及响应时间进行分析评价，结合用户反应确定改进措施。

（3）根据用户要求对数据库现有功能进行扩充。

（4）及时改正运行中发现的系统错误。

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