数据库系统原理课程设计总结报告

黑龙江大学“数据库系统原理课程设计”总结报告学院 软件学院年级 2011 级专业 软件工程学号 20113311姓名 杜常数报告日期 2013/12/21成绩黑龙江大学计算机科学技术学院黑龙江大学软件学院数据库系统原理课程设计 20113311 杜常数21、 开发环境硬件环境：Windows XP/Win7 操作系统软件环境：Microsoft Visual Studio 20052、 DBMS 系统架构如图 2-1 所示，通过该类图可以大致看到所有的类的属性、行为以及各个类相互之间的关系。图 2-1 DBMS 静态类图在运行本系统时，会先通过Ganalysis的构造方法对系统进行初始化，包括载入文法和文法的分析表。载入成功后用户输入SQL语句时main函数会调用int Ganalysis:analysis_sql(char sql)对输入的 语句进行处理，如果文法分析不通过时返回一个正数（错误出现的位置） ，main函数则会调用void Ganalysis:showError();来显示语法错误。如果语法分析成功，analysis返回OK(-2)， Ganalysis会调用相应的模块来具体执行SQL语句。此时不管具体执行结果如何，都会返回OK，在主函数中再调用void Ganalysis:showExecuteResult ();来显示执行的结果。如下图2-2为该系统语法分析失败时的序列图，图2-3为系统语法分析成功时的序列图：数据库系统原理课程设计 20113311 杜常数3图2-2语法分析失败序列图图2-3 语法分析成功时的系统序列图3、DBMS 主要功能模块本 DBMS 主要包含 6 个模块，分别是 SQL 语言的词法和语法分析功能模块、创建数据库及数据操作功能模块、索引的创建及删除模块、查询功能模块、查询优化模块、数据库保护功能模块。在以下的各小节中将会详细介绍。3.1 SQL 语言的词法和语法分析（1）功能介绍该部分利用已有的编译知识，完成 SQL 语句的词法和语法分析工作，对用户输入的 SQL 语句进行检验是否正确。如果输入正确则进一步做处理，否则指数据库系统原理课程设计 20113311 杜常数4出错误的位置。进一步了解 DBMS 中数据字典的作用，并为后续的查询处理和优化实验打好基础。主要包括的词法语法分析语句包括：（ 1） create table （ 8） create index（ 2） drop table （ 9） drop index（ 3） alter table （ 10） create view（ 4） insert （ 11） drop view（ 5） delete （ 12） create user（ 6） update （ 13） grant（ 7） select （ 14） revoke（2）相关理论首先使用词法分析将语句中各个单词分离出来，包括关键字、标识符、整数、运算符、界符等；第二步使用语法分析器判别语句中的语法错误，即不同中来的单词搭配错误；第三步使用语义分析，校对语义错误。SLR 语法分析器由输入、输出、栈、驱动程序及包含动作（action）和转移（goto）两部分的语法分析表构成的。驱动程序对所有的 SLR 语法分析器都是一样的，不同的语法分析器只是语法分析表有所不同。分析程序每次从输入缓冲区读入一个符号，并使用栈来存储形如 s0X1s1X2s2Xmsm的串。其中 sm在栈顶，Xi 是文法符号，Si 是称为状态的符号，每个状态符号概括了栈中位于它的下面的信息。栈顶的状态符号和当前的输入符号用来检索语法分析表，以决定移动规约分析的动作。在实际实现中，文法符号不必出现在栈里。SLR1 语法分析的模型如图 3.1-1 所示：数据库系统原理课程设计 20113311 杜常数5图 3.1-1（3）算法描述首先需要对输入的字符串进行词法分析，先通过函数 void strChange(string str,vector 函数对字符串进行分割，将 str 中的单词、操作符等分成一个一个的 string 类型的字符串，并保持在 vecStr 中。具体的实现算法如下所示：void strChange(string str,vector i=“，“0)/移进状态栈中入栈num；符号栈中入栈stri+；else if(numleft,num)返回错误位置为i-1个单词将num压入状态栈，将第num个产生式的左部压入符号栈。else if(num=0)分析成功，返回OKif(i=str.size()返回出错位置为 i-1 个单词（4）程序流程图对字符串分割的函数流程图如下图 3.1-2 所示：数据库系统原理课程设计 20113311 杜常数7开始i=0;i=,!=,0?状态栈中入栈num；符号栈中入栈stri+；stri+；num=0?分析成功，返回 OK 结束N数据库系统原理课程设计 20113311 杜常数9（5）测试用例与实验结果 测试用例:3.1-1：create table stu(id int,name char(20),score int);测试用例 3.1-2：select name,age,address from user;测试用例 3.1-3：alerttt table stu add id int;测试用例 3.1-4：update stu set a=abcd where a;3.2 创建数据库及数据操作功能（1）功能介绍1、实现建立数据库表结构的功能。该部分还包括以下几个功能：（1）支持整型int、字符型char、变长字符型varchar数据。（2）以文件形式保存基本表。（3）具有相应的数据字典存储表名、表的结构等相关信息。2、实现输入数据库记录的功能，可以通过SQL insert语句向已有的表中插入数据库记录。当表不存在时会提示输入错误。数据库系统原理课程设计 20113311 杜常数103、实现删除数据库记录的功能，通过delete语句删除某一条或者符合某一条件的记录。同时会显示删除的记录个数。4、实现修改数据库记录的功能，该部分通过update语句可以修改符合某一条件的记录。同时会显示所修改的记录个数。5、实现显示数据库结构和内容的功能。6、实现在已有的关系中添加属性的功能，利用alert命令可以添加一个表的属性。表不存在时会有错误提示。7、实现从已有的关系中删除属性的功能利用alert命令可以添加一个表的属性。表不存在时会有错误提示，当表只剩余一列时不允许再删除该属性可以通过drop 语句删除表。8、实现删除表的功能，使用drop命令删除表，当表不存在时会提示表不存在的错误信息。（2）相关理论1、文件和文件记录数据通常都是以记录的形式存储在磁盘上。记录由一组相关的数据值或数据项排列而成。每个数据项对应于记录的一个域，由一个或几个字节组成。记录的每个域具有一个名字和一个数据类型，如整数、字符串等。一组域名字及其对应的数据类型构成了记录型或记录格式。文件是一个记录序列。一个文件的所有记录都具有相同的记录型。如果一个文件的所有记录都具有相同的长度，这个文件被称为定长记录文件。如果一个文件中的不同记录可能具有不同的长度，则称这个文件为变长记录文件。以下是磁盘上存储文件的方法和特点。连续存储方法：按照文件中文件块的顺序把文件存储到连续磁盘块上。存取整个文件的效率高。文件扩充困难。链接存储方法：在每个文件块中增加一个指向下一个文件块所在的磁盘块的地址指针。便于文件扩充。读整个文件的速度很慢。索引存储方法：在磁盘上存储一个或多个索引块。每个索引块包含指向文件块的指针。每个数据库管理系统都包含一个称为数据字典的小型数据库。2、数据字典数据字典用来存储数据库中数据对象的描述信息和数据库管理系统需要的控制信息。数据对象的描述信息包括概念模式、