《数据库原理-数据库设计部分》实验报告-图书馆管理系统的数据库设计.doc

数据库原理-数据库设计部分实验报告数据库原理-数据库设计部分实验报告重庆理工大学图书馆管理系统的数据库设计 班 级： 910030701班 学 号： 18号 19号 22号 姓 名： 2012年10月20日至2012年11月8日“重庆理工大学图书馆管理系统” 需求调查情况概述一、图书馆概况 重庆理工大学图书馆于1986年随学校复校而建立。经过多年的发展建设，现已成为一座集文献收集与传播、学习阅览、交流沟通等多功能为一体的，以自动化、信息化和数字化为标志的现代大学图书馆。图书馆现有职工52人。本科以上学历43人，副高级以上职称13人，中级职称26人，是一支具备图书馆学专业基础和现代信息技术的富有朝气的队伍。至2011年7月，图书馆拥有文献资源总量达256万册（其中，非电子文献资源129万余册，电子图书126万余册）。资源建设注重基础资源和专业资源相结合，传统文献与数字资源并重，结构和体系均与学校学科专业设置紧密结合，形成了以工学、理学、管理学、社会学科、人文学科等学科门类协调发展的藏书体系。拥有CNKI中国知网、超星中文电子图书、国泰安、EBSCO、Springer、SAE、（AMS）MathSciNet等国内外知名数据库近30个，为学校教学科研工作提供了有力的文献资源保障。图书馆不断加强现代化建设，实现了图书馆业务管理和读者服务的自动化、系统化、网络化。积极与兄弟院校图书馆开展资源共建共享，努力探索信息资源的深层次开发与利用，开展了专业化的科技查新、信息咨询、文献查收查引以及针对教学和科研团队的个性化信息服务，较好地满足了读者日益增长的信息需求。二、图书馆的组织机构办公室，采编部，流通部，阅览部，期刊部，技术部，信息部办公室主要负责：图书馆的综合管理采编部主要负责：图书馆书籍采购和编辑工作。流通部主要负责：借书、还书服务工作。技术部主要负责：借阅系统的维护工作信息部主要负责：向读者提供书籍信息公布浏览。实验一 需求分析（一）业务流程调查1、 实验目的： 掌握需求分析的步骤和业务流程调查的方法；掌握应用VISIO/Power Designer绘制业务流程图/BPM模型/的方法。2、 学时： 6H（课内2H，课外4H）3、 实验软件平台： Windows 2k或Windows XP, Power Designer 9.5,Visio4、 实验内容： 根据选定实验题目，进行业务需求调查，利用VISIO/Power Designer绘制业务流程图/BPM模型。五、实验结果： （一）组织结构分析通过对理工大学图书馆的调查发现，整个图书馆划分为五个部门一：办公室，采编部，流通部，技术部，信息部，其中流通部负责借书与还书，采编部负责买书和处理书籍（逾期，损坏，捐赠），技术部负责图书管理系统的维护，信息部负责公布各类书籍信息。具体的组织机构如图1.1所示:图1.1 理工大图书馆组织结构图1.1借书业务流程分析确定借书业务流程：借书通过借阅者自己先去图书馆门口的查询机上查询自己所需书籍信息，通过查询得知书籍是否还有，有的就进入图书馆拿书，然后拿自己的借书证和所借书籍到流通部（管理人员）。在流通部（管理人员）中，第一审核借书卡中借阅信息，第二登记借书情况，进行借阅信息的更新一集书籍情况的更新。如图1.2所示：图1.2 借书总业务流程图1.2 还书业务流程分析确定还书业务流程：还书通过借阅者那自己所要还的书籍和借书证到流通部（管理人员）处进行还书。流通部（管理人员）审核书籍否正常还书，正常还书就进行还书登记，不正常还书就需要还书登记和缴纳所欠费用。如图1.3所示：图1.3 还书总业务流程图六、思考题1、数据库设计为什么需要进行详细的需求分析？需求分析即是分析用户的要求。需求分析是设计数据库的起点，其结果是否正确地反映了用户的实际要求，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。2、 需求分析的目标是什么？其调查步骤是什么？常用的调查方法有哪些？ 需求分析的目标：通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解原系统工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。 需求分析的调查步骤：（1）调查组织机构情况。（2）调查各部门的业务活动情况。（3）在熟悉了业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、安全性与完整性要求，这是调查的有一个重点。（4）确定新系统的边界。 常用的调查方法：（1）跟班作业。（2）开调查会。（3）请专人介绍。（4）询问。（5）设计调查表请用填写。（6）查阅记录。3、数据库设计的特点是什么？ 数据库设计的特点：（1）三分技术，七分管理，十二分基础数据。（2）数据库设计应该和应用系统设计相结合。实验二 需求分析（二）数据流程调查1、 实验目的： 掌握需求分析的步骤和数据流程调查的方法；掌握应用VISIO绘制数据流程图（DFD）,掌握数据流程图分层次的绘制方法。掌握编写数据字典的方法和步骤。2、 实验学时： 8H（课内2H，课外6H）3、 实验软件平台： Windows 2k或Windows XP, Visio四、实验内容：1、掌握数据流程调查和分析的方法；2、利用Visio绘制分层次的数据流程图并在绘制的过程中建立标准、统一的编码；3、在第一次实验的基础上，利用VISIO，绘制该管理系统的DFD模型。4、编写详细正确的数据字典。五、实验步骤1、数据流程图的层次绘制方法复习数据流程图分层次绘制模型：数据流程图是按照“自顶向下、逐层细化”的原则进行，在绘制整个数据流程图的过程中，一定要建立标准、统一的编码，并建立相应的数据字典。数据流程图的详细绘制过程可参见上课过程中的PPT案例(陪送系统数据流程图)。2、在第一次实验的基础上，利用VISIO，绘制该管理系统的DFD模型。六、实验结果：1、绘制数据流程图 1.1借书总数据流程图1.1.1 借书查询业务： 借书前，借阅者需要查询是否有自己所需书籍，根据查询结果再竟如图书馆借书。图1.1.1 借书查询业务流程图1.1.2借书审核业务： 当拿到所借书籍后，流通部（管理员）需要审核借阅者的借阅信息，是否满足借书条件，不满足返回借阅者，满足即进行书籍借阅。图1.1.2 借书审核业务流程图1.1.3 借书登记业务： 当书籍查询，借阅后，流通部（管理员）就对所借书籍进行登记处理，更新借阅信息和书籍库存信息。图1.1.3 借书登记业务流程图1.2 还书总数据流程图1.2.1 还书审核业务： 还书前，流通部（管理人员）需要审核书籍是否逾期，是否损坏，如没有就进行正常还书，如有就需进行缴纳欠费。图1.2.1 还书审核业务流程图1.2.2还书登记业务： 当还书后，流通部（管理员）需要审核审核通过后，就进行书籍库存更新和借阅者借阅信息的更新处理。图1.2.2 还书登记业务流程图2、 编写相应的正确的数据字典2.1数据项描述数据项名称：学号别名：学号简述：描述学生的唯一编号类型及宽度：字符型，11取值范围（11位的整数组成）：如：11003070119 首位1表示校区即1校区，10表示入学年份，0307表示专业，01表示班级，19表示在班级的编号。数据项名称：借书卡编号别名：借书卡编号简述：学生借书卡的代码类型及宽度：字符型，8取值范围（1个字母和7个整数组成）：如：P1215564 首位字母用于区别本科和专科。（P代表本科，L代表商贸专科），12代表入学年份，1代表本科(2代表专科)，后四位为人数排序编号。数据项名称：书籍编号别名：书籍编号简述：每类书籍的代码类型及宽度：字符型，20取值范围（由字母和数字组成）：如TP311.138SQ92/ 其中前面的字母代表图书的分类（TP代表计算机技术、自动化技术类书籍），字母后面的是遵循国家图书分类法产生的。数据项名称：借书单编号别名：借书的单据简述：学生每次借书的登记类型及宽度：字符型取值范围：2.2数据结构描述借阅者信息，描述借阅者的相关信息，组成：学号，借书卡编号，姓名，专业，学院名书籍信息，描述书籍的相关信息，组成：书籍编号，书名，出版社，作者，类别，条形码借阅信息，描述所借的书籍，组成：借书卡编号，书籍编号，日期2.3 数据流描述数据流编号：A1数据流名称：借书意愿简述：借阅者所要借的图书信息数据流来源：借阅者数据流去向：借书处理数据流组成：图书编号+书名+出版社+作者 数据流量：200张/天高峰流量：400张/天数据流编号： A2/A4数据流名称：借书卡简述：借阅者的有效证件数据流来源：借书凭据数据流去向：管理员数据流组成：姓名+借书卡编号 数据流量：300张/天 高峰流量：500张/天数据流编号： A3数据流名称： 书籍简述：借阅者从图书馆要借的图书数据流来源：借书处理数据流去向：借阅者数据流组成：图书编号+图书名+条形码+出版社+出版日期+作者+单价数据流量：300本/天 高峰流量：500本/天数据流编号： A5数据流名称： 书籍简述：借阅者从图书馆已经借出的图书数据流来源：借书处理数据流去向：借阅者数据流组成：图书编号+图书名+条形码+出版社+出版日期+作者+单价数据流量：300本/天 高峰流量：500本/天数据流编号： A9数据流名称： 书籍简述：借阅者要归还的图书数据流来源：借阅者数据流去向：管理员审查是否合格数据流组成：图书编号+图书名+条形码+出版社+出版日期+作者+单价数据流量：300本/天 高峰流量：500本/天数据流编号： A13数据流名称： 书籍简述：借阅者成功归还的图书数据流来源：借阅者数据流去向：图书馆书库数据流组成：图书编号+图书名+条形码+出版社+出版日期+作者+单价数据流量：300本/天 高峰流量：500本/天数据流编号： A12数据流名称：应缴罚金简述：借阅者因借书超期或损坏图书应该作的赔偿数据流来源：借阅者数据流去向：罚款处理数据流组成：金额数据流量： 40元/月高峰流量：100元/月2.4数据存储描述数据存储编号：N1数据存储名称：书库信息简述：保存图书库存、在库情况的文档数据存储组成：图书条形码号+图书编号+图书名+出版社+出版日期+作者+库存数+在库数+可借标志+入库日期+出库日期+批次关键字：图书条形码号相关联的处理： P1数据存储编号：N2数据存储名称：借阅情况简述：存储借阅者借阅情况的文档数据存储组成：借阅证号+借书次数+姓名+图书条形码+图书编号+借书日期+应还日期关键字：借阅证号+借书次数相关联的处理：P2数据存储编号：N3数据存储名称：书库信息简述：保存图书库存、在库情况的文档数据存储组成：图书条形码号+图书编号+图书名+出版社+出版日期+作者+库存数+在库数+可借标志+入库日期+出库日期+批次关键字：图书条形码号相关联的处理： P3数据存储编号：N4数据存储名称：借阅情况更新表简述：存储借阅者借阅情况的文档数据存储组成：借阅证号+借书次数+姓名+图书条形码+图书编号+借书日期+应还日期关键字：借阅证号+借书次数相关联的处理：P3数据存储编号：N5数据存储名称：借阅情况简述：存储借阅者借阅情况的文档数据存储组成：借阅证号+借书次数+姓名+图书条形码+图书编号+借书日期+应还日期关键字：借阅证号+借书次数相关联的处理：P1数据存储编号：N6数据存储名称：书库信息简述：保存图书库存、在库情况的文档数据存储组成：图书条形码号+图书编号+图书名+出版社+出版日期+作者+库存数+在库数+可借标志+入库日期+出库日期+批次关键字：图书条形码号相关联的处理： P2数据存储编号：N7数据存储名称：借阅情况更新表简述：存储借阅者借阅情况的文档数据存储组成：借阅证号+借书次数+姓名+图书条形码+图书编号+借书日期+应还日期关键字：借阅证号+借书次数相关联的处理：P22.5 外部实体描述外部实体编号：S1外部实体名称：借阅者简述：从图书馆中借阅图书的人输入的数据流：图书库没有的的书籍，确认借出的书籍输出的数据流：借书意愿外部实体编号：S2外部实体名称：管理员简述：图书馆管理人员输入的数据流：借书卡，书籍输出的数据流：借书卡外部实体编号：S3外部实体名称：借阅者简述：从图书馆中借阅图书的人输入的数据流：正常还的书籍，还的书籍以及罚金输出的数据流：要还的书籍外部实体编号：S4外部实体名称：管理员简述：图书馆管理人员输入的数据流：要还的书籍输出的数据流：要还的书籍七、思考题1、数据流程图的特点有哪三方面？ 数据流程图是一个分层的概念模型，分为三个层次，分别是总体图、中层数据流图、细节图2、数据字典的内容和作用是什么？ 数据字典的用途：数据字典是系统中各类数据描述的集合。数据字典的内容：数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理过程。实验三 概念结构设计1、 实验目的： 掌握概念结构模型绘制的方法和步骤，掌握利用PD绘制和管理CDM的方法。2、 实验学时： 6H（课内2H,课外4H）3、 实验软件平台： Windows 2k或Windows XP, Powerduilder9.5,Visio四、实验内容：1、掌握概念结构设计的方法；2、利用PD绘制并管理CDM；3、根据前两次实验所完成的内容，利用PD设计该管理系统合理的CDM模型。五、实验结果图例说明：3.1实体图及E-R图 根据所要实现的功能设计，可能建立它们之间的关系，进而实现逻辑结构功能。图书管理信息系统可以划分的实体有：书籍信息实体、借阅者信息实体、借书 信息实体，还书信息实体。用E-R图一一描述这些实体。书籍实体图：图3-1书籍实体及其属性图借阅者实体图： 图3-2 借阅者实体及其属性图流通部（管理人员）实体图 图3-3流通部（管理人员）实体及其属性图罚款实体图： 图3-4 罚款信息实体及其属性图总的信息实体E-R图：六、思考题1、什么是数据库的概念结构？式述其特点和设计策略。 概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。 概念结构的特点：（1）能真实、充分地反映现实世界。（2）易于理解。（3）易于更改。（4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。 设计策略：自顶向下、自底向上、逐步扩张、混合策略。2、什么叫数据抽象？数据抽象是对实际的人、物、事、概念进行人为处理，抽取所关心的共同特性，策略飞本质的细节，并把这些特性用各种概念精确地加以描述。3、数据库概念结构设计的重要性和设计步骤概念结构的重要性:概念数据模型,主要在系统开发的数据库设计阶段使用,是按照用户的观点来对数据和信息进行建模,利用实体关系图来实现.它描述系统中的各个实体以及相关实体之间的关系,是系统特性和静态描述.数据字典也将是系统进一步开发的基础。步骤: 一般先画出组织的局部E-R图，然后将其合并，在此基础进行优化和美化。4、为什么要视图集成？有哪些方法？ 视图集成是消除各分E-R图中的冲突是合并分E-R图的主要工作与关键所在。其方法有：（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。5、试述在PD中设计数据项并把数据项关联到某一实体的操作步骤 答：步骤如下：(1) 首先我们要先用CDM把每个实体按照E-R图画出来；(2)其中每个实体的属性都必须是该实体的固有属性而不是生成的属性；(3)然后每个实体与实体之间的所产生的联系也画出来；6、试述在PD中设计域并把它关联到某一实体属性上的操作步骤答：(1)我们讲实体画成CDM后，我们就用tools下拉菜单中的一项生成PDM(2)这时候将会生成一个中间的关系属性，就是将设计域关联到一个新的实体，所诞生的新的实体就是两个实体之间所产生的所有联系；实验四 逻辑结构设计1、 实验目的： 掌握概念结构模型向逻辑模型转换的规则方法；掌握在PD环境中把CDM正确转换为PDM，并对PDM进行必要的管理和修改。2、 实验学时： 6H（课内2H，课外4H）3、 实验软件平台： Windows 2k或Windows XP, Powerduilder9.5,Visio四、实验内容：1、掌握概念结构模型向逻辑模型转换的规则方法；2、掌握在PD环境中把CDM正确转换为PDM，并对PDM进行必要的管理和修改；3、掌握利用创建PDM的四种方法；4、根据前三次实验所完成的内容，利用PD，设计该管理系统合理的PDM模型。五、实验结果 六、思考题1、 什么是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤答： 逻辑结构是独立于任何一种数据模型的，在实际应用中，一般所用的数据库环境已经给定。由于目前使用的数据库基本上都是关系数据库，因此首先需要将E-R图转换为关系模型，然后根据具体DBMS的特点和限制转换为特定的DBMS支持下的数据模型，最后进行优化。步骤：(1) 首先我们要先用CDM把每个实体按照E-R图画出来；(2)其中每个实体的属性都必须是该实体的固有属性而不是生成的属性；(3)然后每个实体与实体之间的所产生的联系也画出来；(4)我们讲实体画成CDM后，我们就用tools下拉菜单中的一项生成PDM(5)这时候将会生成一个中间的关系属性，就是将设计域关联到一个新的实体，所诞生的新的实体就是两个实体之间所产生的所有联系；2 、试述把E-R图转换为关系模型的转换规则。答：1）实体集转化关系 -实体机对应一个关系 -关系名：与实体集同名 -属性：实体集的所有属性 -主码：实体集的主码2）联系转化为关系：联系转化为关系模式时要根据关系不同采用不同的转换方式实验五 数据库的物理设计与实施1、 实验目的： 掌握PD中利用PDM生成物理数据库的操作步骤；掌握在PD环境中把PDM正确转换为数据库文件和生成数据库文件的SQL脚本。2、 实验学时： 4H（课内2H，课外2H）3、 实验软件平台： Windows 2k或Windows XP, Powerduilder9.5,MS SQL Server 2000或Anywhere四、实验内容：1、 掌握PD中利用PDM生成物理数据库的操作步骤；2、 掌握在PD环境中把PDM正确转换为数据库文件和生成数据库文件的SQL脚本。3、根据第四次实验所得到的PDM模型，完成该管理系统数据库的物理设计，保留生成数据库的SQL脚本和数据库文件。五、实验结果 /*=*/* DBMS name: Sybase AS Anywhere 9 */* Created on: 2012/11/7 17:13:28 */*=*/if exists(select 1 from sys.sysforeignkey where role=FK_借阅_借阅_书籍) then alter table 借阅 delete foreign key FK_借阅_借阅_书籍end if;if exists(select 1 from sys.sysforeignkey where role=FK_借阅_借阅2_借阅者) then alter table 借阅 delete foreign key FK_借阅_借阅2_借阅者end if;if exists(select 1 from sys.sysforeignkey where role=FK_审核_审核_书籍) then alter table 审核 delete foreign key FK_审核_审核_书籍end if;if exists(select 1 from sys.sysforeignkey where role=FK_审核_审核2_流通部（管理人员) then alter table 审核 delete foreign key FK_审核_审核2_流通部（管理人员end if;if exists(select 1 from sys.sysforeignkey where role=FK_罚款_罚款_借阅者) then alter table 罚款 delete foreign key FK_罚款_罚款_借阅者end if;if exists(select 1 from sys.sysforeignkey where role=FK_罚款_罚款2_罚款单) then alter table 罚款 delete foreign key FK_罚款_罚款2_罚款单end if;if exists(select 1 from sys.sysforeignkey where role=FK_罚款_罚款3_流通部（管理人员) then alter table 罚款 delete foreign key FK_罚款_罚款3_流通部（管理人员end if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=书籍_PK and t.table_name=书籍) then drop index 书籍.书籍_PKend if;if exists( select 1 from sys.systable where table_name=书籍 and table_type in (BASE, GBL TEMP) then drop table 书籍end if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=借阅2_FK and t.table_name=借阅) then drop index 借阅.借阅2_FKend if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=借阅_FK and t.table_name=借阅) then drop index 借阅.借阅_FKend if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=借阅_PK and t.table_name=借阅) then drop index 借阅.借阅_PKend if;if exists( select 1 from sys.systable where table_name=借阅 and table_type in (BASE, GBL TEMP) then drop table 借阅end if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=借阅者_PK and t.table_name=借阅者) then drop index 借阅者.借阅者_PKend if;if exists( select 1 from sys.systable where table_name=借阅者 and table_type in (BASE, GBL TEMP) then drop table 借阅者end if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=审核2_FK and t.table_name=审核) then drop index 审核.审核2_FKend if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=审核_FK and t.table_name=审核) then drop index 审核.审核_FKend if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=审核_PK and t.table_name=审核) then drop index 审核.审核_PKend if;if exists( select 1 from sys.systable where table_name=审核 and table_type in (BASE, GBL TEMP) then drop table 审核end if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=流通部（管理人员）_PK and t.table_name=流通部（管理人员）) then drop index 流通部（管理人员）.流通部（管理人员）_PKend if;if exists( select 1 from sys.systable where table_name=流通部（管理人员） and table_type in (BASE, GBL TEMP) then drop table 流通部（管理人员）end if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=罚款3_FK and t.table_name=罚款) then drop index 罚款.罚款3_FKend if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=罚款2_FK and t.table_name=罚款) then drop index 罚款.罚款2_FKend if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=罚款_FK and t.table_name=罚款) then drop index 罚款.罚款_FKend if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=罚款_PK and t.table_name=罚款) then drop index 罚款.罚款_PKend if;if exists( select 1 from sys.systable where table_name=罚款 and table_type in (BASE, GBL TEMP) then drop table 罚款end if;if exists( select 1 from sys.sysindex i, sys.systable t where i.table_id=t.table_id and i.index_name=罚款单_PK and t.table_name=罚款单) then drop index 罚款单.罚款单_PKend if;if exists( select 1 from sys.systable where table_name=罚款单 and table_type in (BASE, GBL TEMP) then drop table 罚款单end if;/*=*/* Table: 书籍 */*=*/create table 书籍 ( bookname char(20), bookid numeric(20) not null, bookpub char(20), bookmon char(10), bookautor char(20), 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