高校科研管理系统数据库设计.doc

课程设计|设计说明书高校科研管理系统的数据库设计和数据操作学生姓名王高峰学号1018014064班级计本102成绩指导教师任民宏数学与计算机科学学院2013年3月29日课程设计 课程设计评阅书题目高校科研管理系统的数据库设计和数据操作学生姓名王高峰学号1018014064指导教师评语及成绩指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩教师签名： 年 月 日教研室意见总成绩： 室主任签名： 年 月 日课程设计任务书20122013学年第2学期专业： 计算机科学与技术 学号： 1018014064 姓名： 王高峰 课程设计名称： 课程设计 设计题目： 高校科研管理系统的数据库设计和数据操作 完成期限：自 2013 年 3 月 18 日至 2013 年 3 月 30 日共 2 周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：高校科研管理系统具有科研登记、审核、结题、查询、统计、设置功能，科研登记功能用于教师登记自己的科研成果（包括科研项目、论文和获奖）。审核功能用于科研处工作人员审核教师登记的科研成果。结题功能用于科研处工作人员对已结题项目进行结题操作。查询功能用于教师和科研处工作人员查询科研成果信息，查询功能可按教师姓名、院系和成果名称查询。统计功能按照院系统计指定时间段各类成果数量。设置功能用于设置院系、成果类型、操作员等。根据以上要求完成下列题目：针对以上的需求运用数据流图和数据字典进行需求分析。设计数据库的概念结构。设计数据库的逻辑结构。设计数据库的物理结构。在SQL SERVER中建立数据库。根据查询和统计的需要，建立数据库中的视图。根据数据操作需要，建立数据库中的存储过程。建立数据库的备份作业，要求在每天2：00备份数据库。根据题目的需求，写出完成各个功能操作的SQL语句。指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期： 年 月 日摘 要近年来，随着各大高校科研力度的进一步加大，旧模式下的科研管理系统已经不能很好适应新形势的需要，所以利用数据库技术对大量信息进行合理的安排，统一规划已经迫在眉睫。本次课程设计所研究的高校科研管理系统采用SQL Server 2000作为后台数据库，该系统用于各大高校对科研工作进行科学统一管理，实现科研登记、成果审核、项目结题、成果查询、成果统计、设置功能以及后台维护等功能。并且要求数据库具备数据的完整性，数据的一致性以及数据的安全性，一遍日后可以完好的与前台应用程序进行对接。关键词: SQL Server；科研管理；权限管理；存储过程；触发器；事务。目 录 1课题描述12需求分析22.1数据流图22.2数据字典33数据库设计53.1概念结构设计53.2逻辑结构设计83.3 物理结构设计104 数据库实现114.1 数据库表创建114.2存储过程设计154.3触发器的使用154.4视图机制设计154.5建立索引机制154.6 数据库安全设计155数据库操作185.1 数据入库与数据库试运行18总 结20参考文献211课题描述随着社会的不断发展，科研水平逐渐成为衡量一个高校实力的重要指标，高校作为重要的科研机构，如何对学校大量的科研信息进行保存、处理、统计、加工等一系列管理工作，将日常的科研管理工作变得更加规范化、科学化，高效化，因而建立良好的高校科研管理系统进行科研管理工作是每一个高校成功的必由之路。系统功能的分析与数据的结构关联及使用都首先反映在数据库的设计过程中，高校科研管理系统数据库设计是高校科研管理系统设计中的一项核心工作，所有的管理工作都必须以数据库为中心。 高校科研管理系统能够适应于科研登记、成果审核、项目结题、成果查询、成果统计、设置功能等管理所需的要求，一方面，科研人员可以通过此系统方便的查询自己年度科研成果，另一方面，将为院系级领导决策提供可靠的理论数据基础。另外为了更好的完成该科研管理系统的运行，数据库在开发过程中设计并使用了参照完整性、存储过程、触发器及事务等方法和机制。适用范围：全国范围内各大高校。发展前景：本系统可以推广到全国各大城市，为企业和高校的合理应用人力资源提供方便。2需求分析高校科研管理所设计的事务非常繁杂，涉及到校科研处、各个院系的科研管理以及个人对科研信息的查询统计等。所设计的系统既要有利于科研处的监督管理又要有利于各个系及教师的分工协作。系统功能主要包括校科研处科研管理、院系(或部门)科研管理、个人科研信息查询、校级科研项目整体信息管理。可以划分为科研信息维护、科研信息查询与统计、科研信息报表、科研信息分析、校级课题申报、审批、结题、其它处理等操作；其中科研信息应细分为学术论文、科研项目、科研成果、科研奖励等信息。由于本系统是直接面向网上办公的，必须适应所服务环境的各类操作人员，主要包括学校科研处、各院系(或部门)、普通教师个人(或其他浏览者)。普通教师个人(或其他浏览者)普通教师个人(或其他浏览者)只能按姓名来浏览个人的科研信息、进行统计打印，个人的科研信息(论文、著作、项目成果等)必须提交本部门审核入录。 各院系(或部门)各院系(或部门)主要职责是对本部门员工的论文、科研项目、科研成果、奖励等信息进行审核后输入到本系统数据库中，查询本部门在某时间内的科研信息、统计科研情况、打印相关资料等，同时对本部门的错误录入信息进行修改和维护。科研处主要管理本校的员工信息、论文、各级各类科研项目和成果、科研奖励等常规工作，同时，管理校级课题的申报、审批、结题等管理，同时，监控系统运行和各部门的情况。2.1数据流图根据需求分析来设计高校科研管理系统的数据流图：（如图 2.1）教师院系P1.1科研登记个人信息成果信息（项目，论文，获奖）院系信息P1.4查询统计科研处人员科研处人员科研处人员科研处人员P1.2审核信息职工信息P1.3登记入库D2 论文,奖项结题与否?D1 登记信息D3 统计信息P1.5院系管理D4 院系记录图2.1 数据流图 2.2数据字典（1）主要的数据流定义1）数据流名称：个人信息位置：教师P1.1，P1.4定义：个人信息=教师姓名+所在院系+性别+教师编号+联系电话数据流量：平均流量为每年10000次，高峰期为流量为每天传输1000次说明：根据教师情况建立教师信息表2）数据流名称：院系信息位置：相关院系P1.5,P1.4定义：院系信息=院系编号+院系名称数据流量：平均流量为每年10000次，高峰期为流量为每天传输100次说明：根据院系情况建立院系信息表3）数据流名称：成果信息位置：教师P1.1，P1.3定义：成果信息=成果编号+成果名称+成果类型编号+经费+是否结题+类型+科研方向数据流量：平均流量为每年10000次，高峰期为流量为每天传输1000次说明：根据登记成果情况建立院成果信息表4）数据流名称：科研处人员信息位置：科研处人员P1.2，P1.4定义：科研处人员信息=职工编号+姓名+职称+联系电话+住址数据流量：平均流量为每年10000次，高峰期为流量为每天传输1000次说明：根据人员情况建立科研处工作人员信息表（2）主要的数据存储定义1）数据存储名称：D1输入：P 1.1输出：P 1.2数据结构：登记信息=教师名称+教师编号+成果名称+成果编号+成果类型+是否结题+是否获奖+科研经费存取方式：联机处理；检索更新；主要是随机检索。数据量和存取频度：数据量为10000条；存取频度为每天100条。说明：教师编号和成果编号成果类型号具有唯一性和非空性。2）数据存储名称：D2输入：P 1.2输出：P 1.3，P1.4数据结构：成果信息=成果名称+成果编号+成果类型+是否结题+是否获奖+科研经费+批准时间+结题时间存取方式：联机处理；检索更新；主要是随机检索。数据量和存取频度：数据量为10000条；存取频度为每天100条。说明：成果编号成果类型号具有唯一性和非空性。3）数据存储名称：D4输入：P 1.5输出：P 1.1数据结构：院系信息=院系名称+院系编号存取方式：联机处理；检索更新；主要是随机检索。数据量和存取频度：数据量为10000条；存取频度为每天100条。说明：院系编号具有唯一性和非空性。3数据库设计3.1概念结构设计概念设计的实质是将系统需求分析得到的用户需求抽象为信息结构的过程。概念设计的结果是数据库的概念模型，也就是用E-R图表示。首先我们为整个系统确立关系模型，步骤如下：（1）参与成果信息表信息实例图：（如图 3.1）图3.1参与成果实例图（2）教师信息实例图：（如图 3.2）图 3.2 科研奖项实例图（3）科研成果登记信息表实例图：（如图 3.3）图 3.3 成果类型实例图（4）科研成果结题信息表实例图：（如图 3.4）图 3.4 院系信息实例图（5）科研成果类型信息表实例图：（如图 3.5）图 3.5 教师信息实例图（6）科研成果审核信息表实例图：（如图 3.6）图 3.6 成果信息实例图（7）科研奖励信息表实例图：（如图 3.7）图 3.7 科研项目实例图（8）科研员工信息表实例图：（如图 3.8）图 3.8 论文信息实例图（9）员工职称信息表模型图：（如图 3.9）图 3.9 参与成果实例图（10）院系信息表系模型图：（如图 3.10）图 3.10 审核成果实例图（11）总体E-R图：（如图 3.11）科研论文科研奖项科研项目参加教师包含院系科研成果审核科研员工是否结题获奖成果编号结题时间1nnmnm图 3.11 总E-R图3.2逻辑结构设计根据系统概念结构分析，将系统的实现直接抽象定位在更好的适合各层次人员的需求和操作，系统的所有初始化数均据采用界面录入的方法，由各类人员分工完成。根据我校的实际情况，笔者将科研人员基本信息、成果信息、获奖情况信息，院系信息，教师信息等作为系统的初始化数据，为教师个人和院系查询、统计，科研处操作、加工、管理、集成等工作提供基本的数据平台。主要数据关系设计如下:1.参与成果信息表 (成果编号，职工编号)。2.教师信息表 (员工编号，职称编号，姓名，性别，联系电话，所在院系编号)。3.科研成果登记信息表 (成果编号，成果类型编号，成果名称，职工编号，预算经费，登记日期)。4.科研成果类型信息(成果类型编号，成果类型名)。5.科研成果结题信息表(成果编号，是否结题，结题日期)。6.科研成果审核信息表(成果编号，审核员编号，审核状态)。7.科研奖励信息表(获奖编号，成果编号，获奖时间，备注)。8.科研员工信息(员工编号，姓名，性别，职称编号，联系电话)。9.员工制成信息表(职称编号，职称名称)。10.院系信息表(院系编号，院系名称)。有以上分析可以得出，本系统应该需要建立十个关系，其中画单下划线的为主键，画双下划线的为外键。为了避免数据录入的无序状况，所以数据库表之间必须建立了严格的参照完整性，并且对所有表都分配了操作权限，并将错误信息及时反馈给操作人员，科研人员信息。为关系之间建立的主键与外键约束本质在于：限制用户输入数据的合法性，只有完善的参照完整性，才能使得数据库中数据具有一致性和互操作性，并且可以维护数据库系统运行的稳定。3.3 物理结构设计表名属性名数据类型长度允许空主码院系信息院系编号char10Not主码院系名称char20Not科研奖励信息表获奖编号char10Not主码成果编号char10Not获奖时间datetimeNot备注char10Not科研成果登记表成果编号char10Not主码成果类型编号char10Not成果名称text Not职工编号char10预算经费int登记日期date科研成果类型成果类型编号char10Not主码成果类型名textNot科研成果审核信息表成果编号char10Not主码审核员编号char10Not主码审核状态char10Not科研员工信息表员工编号char10Not主码姓名textNot性别char10 职称编号char10Not联系电话char15Not参与成果信息表成果编号char10Not主码职工编号char10Not主码教师信息表员工编号 char10Not主码职称编号char10Not姓名textNot性别char10Not联系电话Char14Not所属院系编号char10Not科研成果结题信息表成果编号char10Not主码是否结题dhar10Not结题日期date10Not员工职称信息表职称编号char10Not主码职称名称textNot表3.1 属性设计表4 数据库实现4.1 数据库表创建(1) 参与成果信息表：（如图4.1）图4.1 参与成果信息表(2) 教师信息表：（如图4.2）图4.2 教师信息表(3) 科研成果登记信息表：（如图4.3） 图4.3 科研成果登记信息表(4) 科研成果结题信息表：（如图4.4）图4.4 科研成果结题信息表(5) 科研成果类型信息表：（如图4.5）图4.5 科研成果类型信息表(6) 科研成果审核信息表：（如图4.6）图4.6 科研成果审核信息表 (7) 科研奖励信息表：（如图4.7）图4.7 科研奖励信息表(8) 科研员工信息（如图4.8）图4.8 科研员工信息(9) 员工职称表：（如图4.9）图4.9员工职称表(10)院系信息表：（如图4.10）图4.10 院系信息表(11) 表与表之间的关系：（如图4.11）图4.9 关系图在此，我们以其中的科研项目表为例，用SQL 语句建立数据库表，具体实现方法如下：CREATE TABLE 院系信息表院系编号 char (10) PRIMARY KEY ,院系名称 char（30）OT NULL , ) 其他各表的建立与此类似，这里我们就不一一列举了。4.2存储过程设计存储过程是Transact-SQL语句的集合，它是实现事务或业务规则的极好途径，是在数据库服务器上存储与执行的。使用它，可以大大减少网络传输流量，提高应用程序性能和安全性，而且由于它只在第一次执行时被优化、编译。因此，使用存储过程不仅可以极大地降低应用程序的实现难度，而且还可以极大地提高系统的运行速度、效率。存储过程的设计一定要符合逻辑业务规则和要求，根据实际，对一些常规、频繁使用的查询、插入数据操作使用存储过程来完成。以下操作可以考虑使用存储过程来完成：4.3触发器的使用使用触发器来实现表间的数据自动操作，提高系统效率，成果信息表（AchInfo）中的信息主要来源于教师填写的论文信息表和科研项目信息表，在输入或修改这两个表的信息时，只要是合法的成果信息，就可以自动添加到鉴定成果表中，该操作可以使用触发器来实现。可以用触发器来检验校级项目负责人是否在科研人员信息表中，其中，用事务以验证合法性以控制该项操作是否完成。4.4视图机制设计视图是由从数据库的基本表中选取出来的数据组成的逻辑窗口，它与基本表不同的是，视图是一个虚表。数据库中只存放视图的定义，而不存放视图包含的数据，这些数据仍然存放在原来的基本表中。所以基本表中的数据如果发生变化，从视图中查询出的数据也随之发生变化。从这个意义上讲，视图就是一个窗口，透过这个窗口就可以看到数据库中对于用户个人感兴趣的数据。因此我们在此一成果为着手点，将其先分类，然后统计出各个院系的成果总数分布，这些数据将有利于每个院系对本院系的科研工作进行分析，也有助于科研处工作人员对今后的科研工作做进一步的调整。4.5建立索引机制为了加快用户对数据的查询速度，我们下面就为高校科研管理系统数据库建立相关的索引，下面以对教师表为例进行设置，具体过程如下：1.在教师信息表中建立索引机制，为教师编号设为升序排列，为教师姓名列按照降序排列，建立如下的非聚集索引：CREATE INDEX 教师信息ON TecherInfo(TecherID ASC,Name DESC) 其他表上创建的索引于此表建立的索引相类似，在此就不一一列举。4.6 数据库安全设计（1）用户权限设置机制随着网络的日益普遍化，网络的安全将显得非常重要，从数据库级、服务器级和应用程序级综合考虑，在科研管理系统中要根据不同用户，设置不同的权限、不同的初始化菜单。在本系统中，数据库的安全主要通过数据库的存取控制机制实现的。首先定义各类管理人员的操作权限即角色，其次定义数据库登录，最后依据用户权限表将登录分配为相应的角色。由于人员的复杂性，角色分为三个层次：科研处级别、二级部门级别、普通教师级别。用户属于某一角色，即使用户职务调动时，对用户增删，不影响其他用户的操作，只是角色中用户数量的变化。建立专门的系统使用权限表来记录用户和权限，同时也兼容部门设置信息，对不同部门分配相应的权限和账号，科研处是最高管理级别部门。（2）数据库的恢复与备份机制为了进一步保护数据库中的数据，建立备份数据库服务器，定期进行数据库备份和复制。在此我们为建立数据库的备份作业，要求在每天2：00备份数据库，相关流程（如图 4.10）所示：图 4.10 备份信息由于技术和时间的原因，本系统尚未完成，相信，随着知识的不断扩充，此系统的所有功能都将得以实现。本系统数据库主要采用SQL Server数据库管理工具进行设计，它具有强大的管理、安全、登陆、网络支持功能，且可以和其它数据库进行转换，是一种网络数据库管理软件，符合设计要求。 5数据库操作5.1 数据入库与数据库试运行1.查询所有获奖的作品，相关代码如下：select *from 科研奖励信息表运行结果（如图 6.1）：图 6.1 获奖科研成果信息2按照教师信息查询科研成果信息，代码如下：select *from 科研成果审核信息表where 成果编号in (select 成果编号 from 科研成果登记信息表 where 职工编号in (select 员工编号 from 教师信息表 where 姓名= 张三)运行结果（如图6.2）：图 6.2 成果审核信息3按照成果名称查询科研成果审核信息，代码如下：select *from 科研成果审核信息表where 成果编号in (select 成果编号 from 科研成果登记信息表 where 成果名称=云计算) 运行结果（如图 6.3）：图 6.3 按成果名称查询审核信息4.按照院系信息查找科研成果信息，相关代码如下：select *from 科研成果审核信息表where 成果编号in (select 成果编号from 科研成果登记信息表where 职工编