数据库课程设计论文(刘冬冬).doc

大连交通大学数据库课程设计摘 要为了更好的巩固和加强书本所学的知识，把所学的东西转化为实际应用。我们学习了IBM DB2应用程序的使用。并应用了SQL语言。对数据库的创建、修改、删除方法有了一定的了解。通过导入表和删除表、更改表学会了对于表的一些操作。为了建立一个关系数据库信息管理系统，必须得经过系统调研、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、系统调试、维护以及系统评价的一般过程，为毕业设计打下基础。 当人们收集了大量的数据后，应该把它们保存起来进入近一步的处理，进一步的抽取有用的信息。当年人们把数据存放在文件柜中，可现在随着社会的发展，数据量急剧增长，现在人们就借助计算机和数据库技术科学的保存大量的数据，以便能更好的利用这些数据资源。 通过了解报刊订阅系统的构造以及订阅人的信息还有报刊的相关信息并制成表格，输入到数据库中，使之能够进行查询、修改、删除并且与报刊订阅系统执行相同的操作。需求分析阶段就是要研究我所作的报刊订阅系统的具体分类和实施过程流图。概念设计阶段要完成数据抽象与局部视图设计还有视图的集成。逻辑结构设计阶段要把E-R图转化为关系模式并且把我输入的六张表结合在一起完成一个总关系表。最后就是要运行和实施数据库。要把查询结果与过程抓几张图。关键词：SQL语言；IBM DB2；数据库设计；报刊订阅系统25大连交通大学数据库课程设计目录第一章 绪论11.1课题简介11.2设计目的11.3设计内容11.4系统实验要求1第二章 需求分析32.1 需求分析的任务32.2 需求分析的过程32.3 系统功能需求分析32.4 系统框架4第三章 概念结构设计63.1 概念结构设计的方法与步骤63.1.1 概念结构设计的方法63.1.2 概念结构设计的步骤63.2 数据抽象与局部视图设计73.3视图的集成10第四章 逻辑结构设计114.1 E-R图向关系模型的转换114.2 数据模型的优化114.3 数据库的结构11第五章 数据库物理设计155.1 索引的建立155.2 表空间的建立15第六章 数据库的实施166.1表的建立与数据的载入166.2触发器的设计166.3 数据库的运行166.4 数据库的查询20总 结24参考文献25大连交通大学数据库课程设计第一章 绪论1.1课题简介随着时代的发展，计算系软件和系统的成熟，报刊如果简单方面订阅成为一个影响多数人生活的问题。而建立报刊订阅系统是一个很好的解决办法。经过三年的学习，我们对计算机方面的知识有了很大的提升，本着理论联系实际的宗旨，通过学校提供的这次课程设计实践的机会，在指导教师的帮助下，历经两周时间，我自行设计一套报刊订阅系统，在下面的各章中，我将以这套报刊订阅系统为例，谈谈其开发过程和所涉及到的问题。1.2设计目的应用对数据库系统原理的理论学习，通过上机实践的方式将理论知识与实践更好的结合起来，巩固所学知识。实践和巩固在课堂教学中学习的关于DB2的有关知识，熟练掌握对于给定结构的数据库的创建、基本操作、程序系统的建立和调试以及系统评价。实践和巩固在课堂教学中学习的关于关系数据库原理的有关知识和数据库系统的建立方法，熟练掌握对于给定实际问题，为了建立一个关系数据库信息管理系统，必须得经过系统调研、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、系统调试、维护以及系统评价的一般过程，为毕业设计打下基础。1.3设计内容选择课题并且对课题的相关信息有一定的了解，对于我选的课题来说，我必须了解报刊订阅系统的构造以及订阅人的信息还有报刊的相关信息。通过这些信息制成表格，输入到数据库中，使之能够进行查询、修改、删除并且与报刊订阅系统执行相同的操作。需求分析阶段就是要研究我所作的报刊订阅系统的具体分类和实施过程流图。概念设计阶段要完成数据抽象与局部视图设计还有视图的集成。逻辑结构设计阶段要把E-R图转化为关系模式并且把我输入的六张表结合在一起完成一个总关系表。最后就是要运行和实施数据库。要把查询结果与过程抓几张图。1.4系统实验要求建立三个用户：administrator，user2，user3（1）使第一个用户user1和db2admin一起成为admin组的成员，使admin具有SYSADM的权限。（2）使第二个用户user2拥有DBADM的权限。（3）将创建的七张表的所有特权授予给自己建立的用户user3。相应的sql语句为：Grant select on table DEPARTMENT to USER3;Grant select on table CONSUMER to USER3;Grant select on table ADMINISTRATOR to USER3;Grant select on table MANAGE to USER3;Grant select on table MAGAZINE to USER3;Grant select on table SUBSCRIBE to USER3; 大连交通大学数据库课程设计第二章 需求分析2.1 需求分析的任务调查报刊订阅系统应用领域涉及的内容，对涉及到领域的各个应用的信息要求和操作要求进行详细分析，形成需求分析说明书。最重要的是调查、收集信息、分析订阅人信息和报刊订阅流程。处理要求、数据的安全性与完整性要求。要求系统能有效、快速、安全、可靠和无误的完成上述操作。并要求客户机的界面要简单明了，易于操作，服务器程序利于维护。2.2 需求分析的过程现在随着网络、计算机以及数据库的快速发展，报刊的订阅也不再是传统低效的纸笔记录了，已经转向网络。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、查询等操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，统计信息等操作。对于非法操作，系统有识别和防护措施2.3 系统功能需求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操作范围做说明。本系统主要有以下功能模块：l （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。l （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录入个人信息。l （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。l （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。l （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。l （6）系统维护功能：管理员可以对用户、报刊、部门、订阅等信息进行添加、删除、更改等维护工作；管理员还要经常备份数据库，以备出现故障后恢复。用户可以更改自己的注册信息，但用户名不能更改。2.4 系统框架报刊订阅管理系统主要是由登录、录入、订阅、信息查询、统计、系统维护等主要模块构成。本系统的结构功能图：数据结构定义如表2.1所示：数据结构名含义说明组成部门定义了部门的有关信息部门号，部门名用户定义了用户的有关信息用户名，密码，真实姓名，性别，部门号，联系电话，联系地址，订阅报刊种类数管理员定义了管理员的有关信息管理员名，密码报刊定义了报刊的有关信息报刊代号，报刊名，类型，出版报社，出版周期，半年订约价，全年订约价订阅定义了订阅关系的有关信息用户名，报刊代号，订阅年限，订阅数量，所需金额表2.1数据结构定义q大连交通大学数据库课程设计第三章 概念结构设计3.1 概念结构设计的方法与步骤概念结构独立于数据库逻辑结构和支持数据库的DBMS。概念结构即概念模型，其主要特点是：(1)概念模型是反映现实世界的一个真实模型。概念模型应能真实，充分反映现实世界，能满足用户对数据的处理要求。(2)概念模型应能易于理解。概念模型只有被用户理解后，才可以与设计者交换意见，参与数据库的设计。(3)概念模型应当易于更改。由于现实世界会发生变化，这就需要改变概念模型，易于更改的概念模型有利于修改和扩充。(4)概念模型应易于向数据模型转换。概念模型最终要转换为数据模型。设计概念模型时应当注意，使其有利于向特定的数据模型转换。3.1.1 概念结构设计的方法设计概念结构通常有四类方法：(1)自顶向下：即首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化。(2)自底向上：即首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来得到全局概念模式。(3)逐渐扩张：首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他的概念结构，直至总体概念结构。(4)混合策略：即将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。其中最经常采用的策略是自底向上的方法。即自顶向下地进行需求分析，然后再自底向上地设计概念结构。这个报刊订阅系统就用这种方法。3.1.2 概念结构设计的步骤第一步是进行局部视图的设计：由于高层的数据流图只能反映系统的概貌，而中层流图能较好的反映系统中各局部应用的子系统组成。因此我们先逐一的设计分E-R图。第二步是进行视图的集成：各子系统的E-R图设计好之后，下一步就是要将所有的分E-R图合成一个系统的总E-R图，一般有两个方式，多个分E-R图一次集成，另一种是一次集成两个分E-R图。我想采用一次集成两个分E-R图的方式。3.2 数据抽象与局部视图设计本系统采用E-R图（实体-关系图）的方法进行数据库概念结构设计。系统E-R图如下所示：图3.1总体联系各实体属图：部门：图3.2部门实体属性图用户：图3.3用户实体属性图管理员：图3.4管理员实体属性图报刊：图3.5报刊实体属性图关系表E-R图：订阅：图3.6订阅关系管理：图3.7管理关系3.3视图的集成经过逐步细化再进行每两个一集成初步形成一个E-R图，最后得到图3.8总体概念结构E-R图： 图3.8整体E-R图大连交通大学数据库课程设计第四章 逻辑结构设计4.1 E-R图向关系模型的转换部门（部门号，部门名）用户（用户名，密码，真实姓名，性别，部门号，联系电话，联系地址，订阅报刊种类数）管理员（管理员名，密码）报刊（报刊代号，报刊名，类型，出版报社，出版周期，半年订约价，全年订约价）订阅（用户名，报刊代号，订阅年限，订阅数量，所需金额）4.2 数据模型的优化数据模型的优化是为了提高数据库应用系统的性能，根据应用需要适当地修改、调整关系模式。将转化的关系模式进行优化，最终达到第三范式。由以上关系可看出，这个关系模型都已经达到第三范式，所以不需要进行优化。4.3 数据库的结构视图的集成通俗的理解就是把各个子E-R图集成合并。视图集成可以有两种方式：1)多个分E-R图一次集成；2)逐步集成，用累加的方式一次集成两个分E-R图。第一种方法比较复杂，做起来难度较大；第二种方法每次只集成两个分E-R图，可以降低复杂度。无论采用哪种方式，每次集成局部E-R图时都需要分两步走：1)合并。解决各分E-R图合并起来生成初步E-R图；2)修改和重构。消除不必要的冗余，生成基本E-R图。冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库维护增加困难，应当予以消除。消除了冗余后的初步E-R图称为基本E-R图。消除冗余主要采用的方法有：1)用分析方法消除冗余；2)用规范化理论消除冗余。对该报刊订阅管理系统各子E-R图的集成即该报刊订阅管理系统的总体概念结构E-R图如如图4.1所示：图4.1报刊订阅系统基本表结构图各表的结构如下：(1).部门表，如表1所示：字段名字段类型长度字段值约束主/外键对应中文名DNUMBERCHAR10否PK部门号DNAMECHAR10可部门名表1部门表 (2).用户表，如表2所示：字段名字段类型长度字段值约束主/外键对应中文名UNAMECHAR20否PK用户名UpasswordCHAR20否密码UrealnameCHAR20否真实姓名UsexCHAR5可性别DnumberCHAR10否部门号UphoneCHAR20可联系电话UaddressCHAR20可联系地址subscribenumINT4否订阅报刊种类数表2用户表(3).管理员表，如表3所示：字段名字段类型长度字段值约束主/外键对应中文名ANAMECHAR20否PK管理员名APASSWORDCHAR20否密码表3管理员表(4). 管理关系表，如表4所示： 字段名字段类型长度字段值约束主/外键对应中文名ANAMECHAR20否FK管理员名UNAMECHAR20否FK用户名表4管理关系表(5).报刊表，如表5示：字段名字段类型长度字段值约束主/外键对应中文名MNUMBERCHAR20否PK报刊代号MNAMECHAR20否报刊名MKINDCHAR10可类型MPRESSCHAR20可出版报社MTIMECHAR10可出版周期MHALFPRICEDECIMAL9否半年订阅价MWHOLEDECIMAL9否全年订阅价表5报刊表(6).订阅表，如表6示：字段名字段类型长度字段值约束主/外键对应中文名UNAMECHAR20否FK用户名UREALNAMECHAR20否真实姓名MNUMBERCHAR20否报刊代号SYEARDECIMAL9否订阅年限SNUMBERDECIMAL9否订阅份数SSUMDECIMAL9可金额表6订阅表大连交通大学数据库课程设计第五章 数据库物理设计5.1 索引的建立 建立索引是加快查询速度的有效手段。索引有唯一索引和聚簇索引类型：UNIQUE表示次索引的每一个索引值，只对应唯一的数据记录，不允许表中不同的行在索引列上取相同的值。 CLUSTER表示建立的索引是聚簇索引。聚簇索引是指索引的顺序与表中的记录的物理顺序一致的索引组织。要求在表DEPARTMENT的DNAME列上建立唯一索引，所处位置在sms01表空间，相应的SQL语句如下：CREATE UNIQUEINDEX ADMINISTRATOR.MYINDEX ON ADMINISTRATOR.DEPARTMENT (DNAME ASC) PCTFREE 10 MINPCTUSED 10 ALLOW REVERSE SCANS PAGE SPLIT SYMMETRIC COLLECT SAMPLED DETAILED STATISTICS要求在表CONSUMER的MNAME列上建立聚簇索引，所处位置在sms01表空间，相应的SQL语句如下：CREATE INDEX ADMINISTRATOR.MYINDEX ON ADMINISTRATOR.DEPARTMENT (MNAME ASC) CLUSTER PCTFREE 10 ALLOW REVERSE SCANS PAGE SPLIT SYMMETRIC COLLECT SAMPLED DETAILED STATISTICS;5.2 表空间的建立给出表空间是用来指定数据库的物理位置的，是位于数据库和实际存放表数据的容器之间的逻辑层。表空间有两种类型：系统管理表空间和数据库管理表空间。本系统用到两个表空间dms01和sms01，dms01是数据库管理表空间，用来存放自己建立的表。sms01是系统管理表空间，用来存放建立的索引。具体SQL语言如下：Create regular tablespace dms01Managed by database using (FILE e:dmsdms01 5120)Create regular tablespace dms02Managed by database using (FILE e:dmsdms02 5120)Create regular tablespace sms01Managed by system using (e:smssms01);大连交通大学数据库课程设计第六章 数据库的实施6.1表的建立与数据的载入 创建了六个表，分别是：部门表（department），用户表（CONSUMER），管理员表（ADMINISTRATOR），管理关系表（manage），报刊表（MAGAZINE），订阅表（SUBSCRIBE）。6.2触发器的设计在修改报刊价格的时候，新的报刊价格不能超过原来价格的2倍，否则修改不成功，依此设计一个触发器。CREATE TRIGGER LDD_LIMIT AFTER UPDATE OF MWHOLE ON ADMINISTRATOR.MAGAZINEREFERENCING NEW ROW AS NROW OLD ROW AS OROWFOR EACH ROWWHEN (NROW.MWHOLE2*OROW.MWHOLE)BEGIN ATOMICEND6.3 数据库的运行录入的结果，抓图，每个表一个图。收录了5个部门的部门号，部门名。如图6.1所示：图6.1部门表收录了8个用户的用户名，密码，真实姓名，性别，部门号，联系电话，联系地址，订阅报刊种类数。如图6.2所示：图6.2用户表收录了2个管理员的管理员名，密码。如图6.3所示：图6.3管理员表收录了2个管理员的管理关系，如图6.4所示：图6.4管理关系表收录了8个订户的用户名,报刊代号,订阅年限,订阅份数，金额。如图6.5所示：图6.5订阅表收录了10种报刊的报刊代号,报刊名,类型,出版报社,出版周期,半年订阅价,全年订阅价。如图6.6所示：图6.6报刊表6.4 数据库的查询6.4.1查询总订阅金额大于200的用户的用户名，真实姓名，订阅金额。语句和结果如图6.6所示：图6.6订阅金额查询6.4.2查询报刊类型为综合的报刊代号，报刊名，出版社和出版周期。语句和结果如图6.7所示：图6.7报刊类型的查询6.4.3添加两种报纸。结果如图6.8所示：图6.8添加后的报刊语句和结果如图6.8所示：图6.9添加报刊的执行脚本6.4.4修改环球时报的半年订阅价为80元，全年订阅价为150元。执行脚本如图6.10所示：图6.10修改环球时报订阅