作者：佚名文章来源：未知点击数：2538更新时间：2006-1-19
数据库系统是管理信息系统的核心，基于数据库的联机事务处理（OLTP）以及联机分析处理(OLAP)是银行、企业、政府等部门最为重要的计算机应用之一。从大多数系统的应用实例来看，查询 *** 作在各种数据库 *** 作中所占据的比重最大，而查询 *** 作所基于的SELECT语句在SQL语句中又是代价最大的语句。举例来说，如果数据的量积累到一定的程度，比如一个银行的账户数据库表信息积累到上百万甚至上千万条记录，全表扫描一次往往需要数十分钟，甚至数小时。如果采用比全表扫描更好的查询策略，往往可以使查询时间降为几分钟，由此可见查询优化技术的重要性。
笔者在应用项目的实施中发现，许多程序员在利用一些前端数据库开发工具（如PowerBuilder、Delphi等）开发数据库应用程序时，只注重用户界面的华丽，并不重视查询语句的效率问题，导致所开发出来的应用系统效率低下，资源浪费严重。因此，如何设计高效合理的查询语句就显得非常重要。本文以应用实例为基础，结合数据库理论，介绍查询优化技术在现实系统中的运用。
分析问题
许多程序员认为查询优化是DBMS（数据库管理系统）的任务，与程序员所编写的SQL语句关系不大，这是错误的。一个好的查询计划往往可以使程序性能提高数十倍。查询计划是用户所提交的SQL语句的集合，查询规划是经过优化处理之后所产生的语句集合。DBMS处理查询计划的过程是这样的：在做完查询语句的词法、语法检查之后，将语句提交给DBMS的查询优化器，优化器做完代数优化和存取路径的优化之后，由预编译模块对语句进行处理并生成查询规划，然后在合适的时间提交给系统处理执行，最后将执行结果返回给用户。在实际的数据库产品(如Oracle、Sybase等)的高版本中都是采用基于代价的优化方法，这种优化能根据从系统字典表所得到的信息来估计不同的查询规划的代价，然后选择一个较优的规划。虽然现在的数据库产品在查询优化方面已经做得越来越好，但由用户提交的SQL语句是系统优化的基础，很难设想一个原本糟糕的查询计划经过系统的优化之后会变得高效，因此用户所写语句的优劣至关重要。系统所做查询优化我们暂不讨论，下面重点说明改善用户查询计划的解决方案。
解决问题
下面以关系数据库系统Informix为例，介绍改善用户查询计划的方法。
1．合理使用索引
索引是数据库中重要的数据结构，它的根本目的就是为了提高查询效率。现在大多数的数据库产品都采用IBM最先提出的ISAM索引结构。索引的使用要恰到好处，其使用原则如下：
●在经常进行连接，但是没有指定为外键的列上建立索引，而不经常连接的字段则由优化器自动生成索引。
●在频繁进行排序或分组（即进行group by或order by *** 作）的列上建立索引。
●在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立检索，在不同值少的列上不要建立索引。比如在雇员表的“性别”列上只有“男”与“女”两个不同值，因此就无必要建立索引。如果建立索引不但不会提高查询效率，反而会严重降低更新速度。
●如果待排序的列有多个，可以在这些列上建立复合索引（compound index）。
●使用系统工具。如Informix数据库有一个tbcheck工具，可以在可疑的索引上进行检查。在一些数据库服务器上，索引可能失效或者因为频繁 *** 作而使得读取效率降低，如果一个使用索引的查询不明不白地慢下来，可以试着用tbcheck工具检查索引的完整性，必要时进行修复。另外，当数据库表更新大量数据后，删除并重建索引可以提高查询速度。
2．避免或简化排序
应当简化或避免对大型表进行重复的排序。当能够利用索引自动以适当的次序产生输出时，优化器就避免了排序的步骤。以下是一些影响因素：
●索引中不包括一个或几个待排序的列；
●group by或order by子句中列的次序与索引的次序不一样；
●排序的列来自不同的表。
为了避免不必要的排序，就要正确地增建索引，合理地合并数据库表（尽管有时可能影响表的规范化，但相对于效率的提高是值得的）。如果排序不可避免，那么应当试图简化它，如缩小排序的列的范围等。
3．消除对大型表行数据的顺序存取
在嵌套查询中，对表的顺序存取对查询效率可能产生致命的影响。比如采用顺序存取策略，一个嵌套3层的查询，如果每层都查询1000行，那么这个查询就要查询10亿行数据。避免这种情况的主要方法就是对连接的列进行索引。例如，两个表：学生表（学号、姓名、年龄……）和选课表（学号、课程号、成绩）。如果两个表要做连接，就要在“学号”这个连接字段上建立索引。
还可以使用并集来避免顺序存取。尽管在所有的检查列上都有索引，但某些形式的where子句强迫优化器使用顺序存取。下面的查询将强迫对orders表执行顺序 *** 作：
SELECT ＊ FROM orders WHERE (customer_num=104 AND order_num>1001) OR order_num=1008
虽然在customer_num和order_num上建有索引，但是在上面的语句中优化器还是使用顺序存取路径扫描整个表。因为这个语句要检索的是分离的行的集合，所以应该改为如下语句：
SELECT ＊ FROM orders WHERE customer_num=104 AND order_num>1001
UNION
SELECT ＊ FROM orders WHERE order_num=1008
这样就能利用索引路径处理查询。
4．避免相关子查询
一个列的标签同时在主查询和where子句中的查询中出现，那么很可能当主查询中的列值改变之后，子查询必须重新查询一次。查询嵌套层次越多，效率越低，因此应当尽量避免子查询。如果子查询不可避免，那么要在子查询中过滤掉尽可能多的行。
5．避免困难的正规表达式
MATCHES和LIKE关键字支持通配符匹配，技术上叫正规表达式。但这种匹配特别耗费时间。例如：SELECT ＊ FROM customer WHERE zipcode LIKE “98_ _ _”
即使在zipcode字段上建立了索引，在这种情况下也还是采用顺序扫描的方式。如果把语句改为SELECT ＊ FROM customer WHERE zipcode >“98000”，在执行查询时就会利用索引来查询，显然会大大提高速度。
另外，还要避免非开始的子串。例如语句：SELECT ＊ FROM customer WHERE zipcode[2，3]>“80”，在where子句中采用了非开始子串，因而这个语句也不会使用索引。
6．使用临时表加速查询
把表的一个子集进行排序并创建临时表，有时能加速查询。它有助于避免多重排序 *** 作，而且在其他方面还能简化优化器的工作。例如：
SELECT cust.name，rcvbles.balance，……other columns
FROM cust，rcvbles
WHERE cust.customer_id = rcvlbes.customer_id
AND rcvblls.balance>0
AND cust.postcode>“98000”
ORDER BY cust.name
如果这个查询要被执行多次而不止一次，可以把所有未付款的客户找出来放在一个临时文件中，并按客户的名字进行排序：
SELECT cust.name，rcvbles.balance，……other columns
FROM cust，rcvbles
WHERE cust.customer_id = rcvlbes.customer_id
AND rcvblls.balance>0
ORDER BY cust.name
INTO TEMP cust_with_balance
然后以下面的方式在临时表中查询：
SELECT ＊ FROM cust_with_balance
WHERE postcode>“98000”
临时表中的行要比主表中的行少，而且物理顺序就是所要求的顺序，减少了磁盘I/O，所以查询工作量可以得到大幅减少。
注意：临时表创建后不会反映主表的修改。在主表中数据频繁修改的情况下，注意不要丢失数据。
7．用排序来取代非顺序存取
非顺序磁盘存取是最慢的 *** 作，表现在磁盘存取臂的来回移动。SQL语句隐藏了这一情况，使得我们在写应用程序时很容易写出要求存取大量非顺序页的查询。
有些时候，用数据库的排序能力来替代非顺序的存取能改进查询。
实例分析
下面我们举一个制造公司的例子来说明如何进行查询优化。制造公司数据库中包括3个表，模式如下所示：
1．part表
零件号 零件描述其他列
（part_num） （part_desc）（other column）
102，032 Seageat 30G disk ……
500，049 Novel 10M network card……
……
2．vendor表
厂商号厂商名其他列
（vendor _num） （vendor_name） （other column）
910，257 Seageat Corp ……
523，045 IBM Corp ……
……
3．parven表
零件号 厂商号 零件数量
（part_num） （vendor_num） （part_amount）
102，032910，2573,450,000
234，423321，0014，000，000
……
下面的查询将在这些表上定期运行，并产生关于所有零件数量的报表：
SELECT part_desc，vendor_name，part_amount
FROM part，vendor，parven
WHERE part.part_num=parven.part_num
AND parven.vendor_num = vendor.vendor_num
ORDER BY part.part_num
如果不建立索引，上述查询代码的开销将十分巨大。为此，我们在零件号和厂商号上建立索引。索引的建立避免了在嵌套中反复扫描。关于表与索引的统计信息如下：
表 行尺寸 行数量 每页行数量 数据页数量
（table） (row size) （Row count） （Rows/Pages） （Data Pages）
part150 10，00025 400
Vendor 150 1，000 25 40
Parven 13 15，000300 50
索引 键尺寸 每页键数量 页面数量
（Indexes） (Key Size) （Keys/Page) (Leaf Pages）
part 4500 20
Vendor4500 2
Parven8250 60
看起来是个相对简单的3表连接，但是其查询开销是很大的。通过查看系统表可以看到，在part_num上和vendor_num上有簇索引，因此索引是按照物理顺序存放的。parven表没有特定的存放次序。这些表的大小说明从缓冲页中非顺序存取的成功率很小。此语句的优化查询规划是：首先从part中顺序读取400页，然后再对parven表非顺序存取1万次，每次2页（一个索引页、一个数据页），总计2万个磁盘页，最后对vendor表非顺序存取1.5万次，合3万个磁盘页。可以看出在这个索引好的连接上花费的磁盘存取为5.04万次。
实际上，我们可以通过使用临时表分3个步骤来提高查询效率：
1．从parven表中按vendor_num的次序读数据：
SELECT part_num，vendor_num，price
FROM parven
ORDER BY vendor_num
INTO temp pv_by_vn
这个语句顺序读parven（50页），写一个临时表（50页），并排序。假定排序的开销为200页，总共是300页。
2．把临时表和vendor表连接，把结果输出到一个临时表，并按part_num排序：
SELECT pv_by_vn，＊ vendor.vendor_num
FROM pv_by_vn，vendor
WHERE pv_by_vn.vendor_num=vendor.vendor_num
ORDER BY pv_by_vn.part_num
INTO TMP pvvn_by_pn
DROP TABLE pv_by_vn
这个查询读取pv_by_vn(50页)，它通过索引存取vendor表1.5万次，但由于按vendor_num次序排列，实际上只是通过索引顺序地读vendor表（40＋2=42页），输出的表每页约95行，共160页。写并存取这些页引发5＊160=800次的读写，索引共读写892页。
3．把输出和part连接得到最后的结果：
SELECT pvvn_by_pn.＊，part.part_desc
FROM pvvn_by_pn，part
WHERE pvvn_by_pn.part_num=part.part_num
DROP TABLE pvvn_by_pn
这样，查询顺序地读pvvn_by_pn(160页)，通过索引读part表1.5万次，由于建有索引，所以实际上进行1772次磁盘读写，优化比例为30∶1。笔者在Informix Dynamic
Sever上做同样的实验，发现在时间耗费上的优化比例为5∶1(如果增加数据量，比例可能会更大)。
小结
20％的代码用去了80％的时间，这是程序设计中的一个著名定律，在数据库应用程序中也同样如此。我们的优化要抓住关键问题，对于数据库应用程序来说，重点在于SQL的执行效率。查询优化的重点环节是使得数据库服务器少从磁盘中读数据以及顺序读页而不是非顺序读页。
据访问需要的完整解datamodule4.adoquery2.sql.add('SELECT借书证号,密码FROM[user]WHERE(借书证号=:tt)')datamodule4.adoquery2.parameters[0].value:=username
datamodule4.adoquery2.open
在为TQuery或TADOquery部件设置SQL属性时调用Close方法总是很安全的，如果TQuery或TADOquery部件已经被关闭了，调用Close方法时不会产生任何影响。在应用程序中为SQL属性设置新的SQL命令语句时，必须要调用Clear方法以清除SQL属性中现存的SQL命令语句，如果不调用Clear方法，便调用Add方法向SQL属性中设置SQL命令语句，那么新设置的SQL命令语句会追加在现存SQL命令语句后面，在程序运行时常常会出现出乎意料的查询结果甚至程序无法运行下去。
在这里要特别注意的，一般情况下TQuery或TADOquery部件的SQL属性只能包含一条完整的SQL语句，它不允许被设置成多条SQL语句。当然有些数据库服务器也支持在TQuery或TADOquery部件的SQL属性中设置多条SQL语句，只要数据库服务器允许这样，我们在编程时可以为SQL属性设置多条SQL语句。
在为TQuery或TADOquery部件设置完SQL属性的属性值之后，也即编写好适当的SQL程序之后，可以有多种方式来执行SQL程序。
在设计过程中，设置完TQuery或TADOquery部件的SQL属性之后将其Active属性的值置为True，这样便可以执行SQL属性中的SQL程序，如果应用中有与TQuery或TADOquery部件相连的数据浏览部件(如TDDGridTDBEdit等)那么在这些数据浏览部件中会显示SQL程序的执行结果。
在应用程序运行过程中，通过程序调用TQuery或TADOquery组件的Open方法或ExecSQL方法可以执行其SQL属性中的SQL程序。Open方法和ExecSQL方法是不一样的。Open方法只能用来执行SQL语言的查询语句(Select命令)，并返回一个查询结果集，而ExecSQL方法还可以用来执行其它常用的SQL语句(如INSERT,UPDATE,DELETE等命令)，例如：
Query1.Open(这样会返回一个查询结果集)
如果调用Open方法，而没有查询结果时，会出错。此时应该调用ExecSQL方法来代替Open方法。如：
Query1.ExecSQL(没有返回结果)
当然在设计应用程序时，程序设计人员是无法确定TQuery或TADOquery组件中的SQL语句是否会返回一个查询结果的。对于这种情况应当用Try…Except模块来设计程序。在Try部分调用Open方法，而在Except部分调用ExceSQL方法，这样才能保证程序的正确运行。
例如：
Try
Query1.Open
Except
Query1.ExecSQL
End
通过Tquery或TADOquery组件可以获得两种类型的数据：
u“活动”的数据
这种数据就跟通过TTable部件获得的数据一样，用户可以通过数据浏览部件来编辑修改这些数据，并且当调用Post方法或当焦点离开当前的数据浏览部件时，用户对数据的修改自动地被写回到数据库中。
u非活动的数据(只读数据)
用户通过数据浏览部件是不能修改其中的数据。在缺省情况下，通过TQuery部件获得的查询结果数据是只读数据，要想获得“活动”的数据，在应用程序中必须要设置Tquery或TADOquery组件的RequestLive属性值为True，然而并不是在任何情况下(通过设置RequestLive的属值True)都可以获得“活动”的数据的，要想获得“活动”的数据，除了将TQuery部件的RequestLive属性设置为True外，相应的SQL命令还要满足以下条件。
本地SQL语句查询情况下，要得到可更新的数据集，SQL语句的限制为：
n查询只能涉及到一个单独的表
nSQL语句中不能包含ORDERBY命令
nSQL语句中不能含聚集运算符SUM或AVG
n在Select后的字段列表中不能有计算字段
n在Select语句WHERE部分只能包含字段值与常量的比较运算，这些比较运算符是：Like,>,<,>=,<=。各比较运算之间可以有并和交运算：AND和OR
当通过SQL语句查询数据库服务器中的数据库表：
n查询只能涉及到一个单独的表
nSQL语句中不能包含ORDERBY命令
nSQL语句中不能含聚集运算符SUM或AVG运算
另外，如果是查询Sybase数据库中的表，那么被查询的表中只能有一个索引。
如果在应用程序中要求TQuery或TADOquery组件返回一个“活动”的查询结果数据集，但是SQL命令语句不满足上述约束条件时，对于本地数据库的SQL查询，BDE只能返回只读的数据集。对于数据库服务器中的SQL查询，只能返回错误的代码。当Tquery或TADOquery组件返回一个“活动”的查询结果数据集时，它的CanModIfy属性的值会被设置成True。
§3.4MSSQLServer简述
SQLServer是一个后台数据库管理系统,它功能强大 *** 作简便,日益为广大数据库用户所喜爱。越来越多的开发工具提供了与SQLServer的接口。SQLServer是一个关系数据库管理系统，它最初是由Microsoft、Sybase和Ashton-Tate三家公司共同开发的。于1988年推出了第一个OS/2版本，在WindowsNT推出后，Microsoft与Sybase在SQLServer的开发上就分道扬镳了，Microsoft将SQLServer移植到WindowsNT系统上，专注于开发推广SQLServer的WindowsNT版本。
SQLServer2000是Microsoft公司推出的SQLServer数据库管理系统的最新版本，该版本继承了SQLServer7.0版本的优点，同时又比它增加了许多更先进的功能、具有使用方便、可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点。可跨越从运行MicrosoftWindows98的膝上型电脑到运行MicrosoftWindows2000的大型多处理器的服务器等多种平台使用。MSSQLServer不但可以应用于大中型数据库管理中，建立分布式关系数据库，并且也可以开发桌面数据库。事实上，SQLServer数据库处理的基本结构，采取关系型数据库模式，尽管如此，相信大家都可以轻易的发现，在SQLServer的数据库处理方式，则是使用面向对象的 *** 作方式与精神，也就是说，SQLServer的所有功能，都可以基于系统已经建立好的一些对象来达成，是相当OO（面向对象）的一个系统结构。
SQLServer企业管理器是SQLServer的主要管理工具，它提供了一个遵从MMC标准的用户界面，使用户得以：
·定义SQLServer实例组。
·将个别服务器注册到组中。
·为每个已注册的服务器配置所有SQLServer选项。
·在每个已注册的服务器中创建并管理所有SQLServer数据库、对象、登录、用户和权限。
·在每个已注册的服务器上定义并执行所有SQLServer管理任务。
·通过唤醒调用SQL查询分析器，交互地设计并测试SQL语句、批处理和脚本。
·唤醒调用为SQLServer定义的各种向导。
·
第三章图书管理系统设计分析
§4.1应用需求分析
图书管理系统需要满足来自三方面的需求，这三个方面分别是图书借阅者、图书馆工作人员和图书馆管理人员。图书借阅者的需求是查询图书馆所存的图书、个人借阅情况及个人信息的修改；图书馆工作人员对图书借阅者的借阅及还书要求进行 *** 作，同时形成借书或还书报表给借阅者查看确认；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、图书进行管理和维护，及系统状态的查看、维护并生成催还图书报表。
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。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。
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，并打印生成相应的报表给用户查看和确认。
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，所以预先把报表打印改成报表预览。
设计不同用户的 *** 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 *** 作并生成报表
根据还书情况对数据库进行 *** 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
处理信息的完整性
对借阅过期的图书生成报表
图4-2图书管理系统数据库应用需求的总结
根据以上所做的需求分析，并略掉一些细节（如不考虑用户的登录；对记录的维护），得出以下的三层数据流图。
§4.2系统功能模块划分
系统功能框图如图4-10所示。
§4.3系统数据库设计
4.3.1概念设计
在概念设计阶段中，设计人员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。
（1）设计局部ER模式
实体和属性的定义：
图书（图书编号，图书名称，作者，出版社，出版日期，备注，价格，数量，）
借阅者（借书证号，姓名，性别，身份z，联系电话，密码）
身份（身份编号，身份描述，最大借阅数）
图书类别（图书类别编号，类别描述）
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个实体类型，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。联系定义如图4-5所示。解释如下：
u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；
u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；
u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。
（2）设计全局ER模式
所有局部ER模式都设计好了后，接下来就是把它们综合成单一的全局概念结构。全局概念结构不仅要支持所有局部ER模式，而且必须合理地表示一个完整、一致的数据库概念结构。
1)确定公共实体类型
为了给多个局部ER模式的合并提供开始合并的基础，首先要确定各局部结构中的公共实体类型。在这一步中我们仅根据实体类型名和键来认定公共实体类型。一般把同名实体类型作为公共实体类型的一类候选，把具有相同键的实体类型作为公共实体类型的另一类候眩
2)局部ER模式的合并
合并的原则是：首先进行两两合并；先和合并那些现实世界中有联系的局部结构；合并从公共实体类型开始，最后再加入独立的局部结构。
3)消除冲突
冲突分为三类：属性冲突、结构冲突、命名冲突。
设计全局ER模式的目的不在于把若干局部ER模式形式上合并为一个ER模式，而在于消除冲突，使之成为能够被所有用户共同理解和接受的同一的概念模型。
3)全局ER模式的优化
在得到全局ER模式后，为了提高数据库系统的效率，还应进一步依据处理需求对ER模式进行优化。一个好的全局ER模式，除能准确、全面地反映用户功能需求外，还应满足下列条件：实体类型的个数要尽可能的少；实体类型所含属性个数尽可能少；实体类型间联系无冗余。
综上所述，“图书管理系统”的全局ER模式如图4-13所示。
4.3.2关系数据库的逻辑设计
由于概念设计的结果是ER图，DBMS一般采用关系型（本人所使用的MSSQLServer就是关系型的DBMS），因此数据库的逻辑设计过程就是把ER图转化为关系模式的过程。由于关系模型所具有的优点，逻辑设计可以充分运用关系数据库规范化理论，使设计过程形式化地进行。设计结果是一组关系模式的定义。
（1）导出初始关系模式
book（图书编号＃，图书名称，图书类别＃，作者，出版社，出版日期，备注，价格，数量）class（图书类别#，类别名）user（借书证号＃，姓名，性别，身份编号＃，身份z，联系电话，密码）ID（身份编号#，身份描述，最大借阅数）Owner（借书证号#,图书编号#，借书日期）
图4-14关系模式集
（2）产生子模式
子模式是用户所用到的那部分数据的描述。除了指出用户用到的数据外，还应指出数据与概念模式中相应数据的联系，即指出概念模式与子模式之间的对应性。
借书子模式（借书证号#，姓名，图书编号＃，图书名称，借书日期）
图4-15部分子模式
（3）根据设计中出现的问题本人在写系统时还加入了两个关系模式：
1、ownertemp：用于工作人员在处理借书、还书工作时临时存储借书、还书信息，以便打印报表时使用。
2、keyer：用于存储工作人员和图书馆管理员的用户名和密码及权限，以便工作人员或图书馆管理员进入相应的功能模块时进行验证用户的身份。
4.3.3数据库的实现
我选用MicrosoftSQLServer2000(企业版)数据库来进行数据库的逻辑设计。首先创建七个基本数据库表如表4-1－4-7所示，然后根据全局ER图，建立各个表之间的联系，如图4-8所示。
表4-1借阅者基本信息表的结构(User)
表4-2图书信息表的结构（Book）
表4-3图书类别信息表的结构（Class）
表4-4借阅者身份信息表的结构（ID）
表4-5借阅情况信息表的结构（Owner）
表4-6借阅情况临时存储信息表的结构（Ownertemp）
注：在owner表和ownertemp表中加入了索引字段，用来唯一标识一条借书记录，并且设置为标识，标识种子为1。
表4-7工作人员和管理员信息表的结构（Keyer）
图4-8数据库表间联系图
第五章图书管理系统应用程序设计
§5.1系统窗体模块组成
§5.2数据模块窗体的设置
在编写数据库应用程序时，经常要遇到这样的情况，即好多组件、窗体同时访问相同的数据源，如果为每一个组件或者窗体都设置一个数据源将是十分耗时的工件，而且要保证这些数据源的确是相同的也需花一番功夫。那么，能不能将这些数据源集中管理，最好是做成一个统一的模块，需要时就将该模块引入而不必直接 *** 作数据源本身呢？数据模块（DataModule）是解决这个问题最好的答案。简单说来，数据模块是用来集中管理数据源的一个窗体，该窗体可被需要的地方随时引入。
但本人在开发这个系统时，开始使用了一下数据模块，但在使用过程中却碰到了一些问题。并且考虑这个系统使用到的TADOQuery控件比较多，如果使用数据控件可能会带来管理上的麻烦，如弄混各个数据控件的作用。还考虑到使用动态生成ADOQuery可能会更节省资源。所以在本人的系统中，开始做的第一个模块“借阅者个人模块”中还稍微使用了一下数据模块。但在后面做的两个模块中大多都是用动态生成ADOQuery来实现的。并且由于SQL语句是动态加入的所以datamodule中的控件也不会多。
§5.3启动画面的实现
启动画面是为了给用户一个良好的印像，加深软件的亲和力，没有实际的功能，在Form1窗体中加入了Image和Time组件。启动画面的窗体略，主要的源代码如下：
§5.4用户登录窗体的的实现
本窗体是为三种不同的用户（一般用户，工作人员，管理员）提供选择以进入不同的模块，满足不同用户的需求。源代码比较简单，略。
§5.5用户密码认证窗体的的实现
本窗体是为了让工作人员或图书馆管理员按照用户名和密码进行登录，并且跟据用户名检查Keyer表中的“权限”字段，以分辩进入图书馆管理人员模块还是进入工作人员模块。窗体界面、源代码如下
§5.6借阅者服务模块的实现
借阅者服务窗体的功能主要是图书的查询，个人借阅情况查看及个人部分信息的修改。界面图如下：
5.6.1图书查询功能的实现
在本系统中，任何人都有权限使用查询功能，不做任何限制。界面如下，
由于实现的查询功能有多种，如按图书编号、图书名称等字段进行完全体配查找和部分体配的模糊查找，还有按多个条件进行逻辑与或是逻辑或的多条件查找。其中实现的方法者差不多，所以只给出多条件查找的代码，如下：
5.6.2借阅者登录功能的实现
这个功能的实现与工作人员和管理人员登录功能实现的方法大致一样，并且还要简单。是从User表中查到到借阅证号与密码，看与用户输入的是否一致。如果一致，那么用户就可查看自已的借阅情况并维护自己的部分信息。源代码与借阅者登录界面都略。
5.6.3借阅者借阅情况功能的实现
当借阅者正确登录到系统后，此功能将被激活，使用户能查看到自身的借阅情况。在此系统中，信息的显示一般用ListView来实现，只在较少的情况下用到了DBgrid，因为我觉得ListView更好实现，并能使信息数据对用户的完全分离。
在这里跟据借阅者的不同要求实现借阅情况的查询，有检查所有的借阅情部、某本书的借阅情况、和根据已借阅天数的来查询。其中根椐借阅天数来查询更有代表性，有方式一和方式二。以下给出此功能的源代码
按借阅天数查询方式一
按借阅天数查询方式二
5.6.4借阅者个人资料维护功能的实现
此功能实现当前借阅者部份资料的修改，但借书证号和身份类别这样的信息不允许修改，这是图书馆管理员模块的功能。在此界面中点击修改按钮将出现“修改”窗体（Form8），点击修改密码按钮将出现groupbox8，在这里进行密码修改。关键源代码如下。
这里给出个人部分信息修改的源代码：
这里给出密码修改的源代码：
5.7工作人员－图书借阅/归还模块的实现
5.7.1工作人员进行图书借阅功能实现
在这个功能中，工作人员输入借阅者的借阅证号和所要借阅的图书的图书编号，然后点击借阅按钮就可进行图书借阅。考虑到实际中可能会出现只知图书名而不知图书编号的情况，在此界面下方加入了一个转换功能，可以把图书名称转换成图书编号，再进行图书借阅。
在借阅完成后会生借阅报表以便借阅者检查和确认，借阅报表的打印效果如下图，实现比较简单，略去实现过程。
5.7.2工作人员进行图书归还功能实现
在此功能中，工作人员根据借阅者的借书证号和归还的图书编号进行图书的归还工作。并且根据现实中可能会出现的只知图书名不知图书编号的归还情况，所以加入了按书籍名称进行归还的功能。这个功能是图书借阅功能中把图书名称转换成图书编号的一种改进方法，这样就不用如借阅功能中一样要先转换再借阅了。归还完成后，同样会打印出归还报表以便用户检查和确认。
5.8图书馆管理员模块的实现
5.8.1图书馆管理员图书管理功能的实现
在这个功能中可以在（＊图书编号）中输入图书编号，点查找按钮后就会在各个相应的组件中显示出信息，或按图书名称模糊查找到所要的记录，在各个相应的组件中显示第一条记录的信息，也可在下端的ListView组件中点击某一条记录，在各个相应的组件中也会显示所选记录的信息。在入库功能中只要不是相同的图书编号并且带＊号提示的字段不为空就可插入新的图书记录。删除则删除那些Book表中的图书记录，如果借出还可依用户要求连带删除owner表中的记录。因为图书修改与图书入库的功能与工作人员记录修改和工作人员记录添加的实现过程一样，所以下面仅给出删除功能的源代码，如下
5.8.2图书馆管理员工作人员和管理员管理功能的实现
在此功能中可以加入工作人员或是管理员，或是修改他们的密码、权限。
在此功能中如果选中ListView中的记录，则在右边相应的组件中显示出信息，并且管理员还可对这些记录进行修改或加入新的记录。并且也可以点删除按钮删除选中的一条或多条记录。删除功能与图书记录的删除一般，所以下面只给出添加与修改的实现过程。
5.8.3图书馆管理员修改图书类别及统记功能的实现
在此窗体中能对图书的类别进行删除，添加和修改，这模块的功能的实现过程与图书记录的删除，添加和修改一样的，但是这个窗体还能跟据图书类别进行统计，还可根据Book表和owner表统计出图书总数目，库存图书数目，借出图书数目及借阅过期的图书数目。在这里给出统计图书总数目，库存图书数目，借出图书数目及借阅过期的图书数目的实现过程中的几个函数和过程
5.8.4图书馆管理员借阅者管理功能的实现
查询借阅者可根据借阅者的借书证号或姓名或身份编号查找到借阅者的信息，也可以实行模糊查找，这个功能的实现与前面图书查找的实现过程一般，就不再详细说明。
5.8.5图书馆维护借阅者管理功能的实现
此功能能对借阅者信息进行查看添加、删除、修改。在这里给出刷新按钮的实现过程
5.8.6图书馆身份维护功能的实现
这一部分是对借阅者身份进行管理，能对身份进行添加、删除、修改。并且同样的在listview中选中某条或多条记录时会在相应的右边的组件中显示出信息。此功能实现过程与前面所叙有雷同，略。
5.8.7图书馆借阅者统计功能的实现
此功能按借阅者身份进行统计，得出具有某种身份的借阅者总数，此种身份的并借阅图书的借阅者数和所借阅的图书数，在下面给出实现过程。
5.8.8图书馆统计借阅过期记录功能的实现
打印出的借阅过期催还报表如下图所示：
此报表能显示按借书证号升序排列的借阅信息超过限定时限的信息，其中主要的SQL语句如下：
5.9系统信息显示的实现
显过本系统的信息，并且右边的字向上滚动显示，主要实现如下：
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