图书馆管理系统可行性设计毕业论文.doc

本科生毕业设计（论文）图书馆管理系统可行性设计毕业论文目 录第1章 绪 论11.1 图书馆管理系统的开发背景11.2 开发工具介绍21.2.1 后台数据库21.2.2 ASP.NET2第2章 图书馆管理系统的可行性研究及环境42.1 可行性研究过程42.1.1 结构的选择（b/s与c/s）42.1.2 技术可行性42.1.3 经济可行性52.2 操作环境及运行环境62.2.1 所需用的环境6第3章 图书馆管理系统的需求分析73.1 图书馆发展分析73.2 功能需求83.2.1 图书馆管理员的需求83.2.2 读者的需求103.3 性能需求11第4章 图书馆管理系统的概要设计134.1 数据流图的分析134.2 业务流图144.3 数据字典的创建154.4 系统流程图184.4.1 程序流程图184.5 E-R图分析与设计194.6 E-R图转换成关系模型224.7 数据库设计及范式分析234.7.1 数据库基础234.7.2 范式分析244.7.3 SQL语言介绍264.8 数据表的创建26第5章 图书馆管理系统的详细设计305.1 ADO.NET介绍305.1.1 ADO.NET技术305.1.2 ADO.NET 数据供应器305.1.3 ADO.NET主要组件305.2 系统设计模块315.3 对读者信息界面的设计325.4 对图书查询界面的设计355.5 借书推荐表界面的设计385.6 预约图书界面设计385.7 催还图书界面设计405.8 对留言板的设计405.9 管理员界面设计415.9.1 图书馆总管理员425.9.2 书库管理员43第6章 图书馆管理系统的测试与维护466.1 连接测试466.2 数据库调试476.3 ASP.NET配置文件47第7章 结 论51参考文献52致 谢53附 录54II第1章 绪 论1.1 图书馆管理系统的开发背景当今时代是飞速发展的信息时代。在各行各业中离不开信息处理，计算机被广泛应用于信息管理系统的环境。计算机的最大好处在于利用它能够进行信息管理,使用计算机进行信息控制，不仅提高了工作效率，而且大大的提高了其安全性。随着科技的发展和社会的进步，计算机已成为人们生活和工作中的得力助手。特别是现代Internet的Web技术的发展大大地推动了社会各个方面的发展。随着多媒体技术的高速发展，人们非常希望在网上也能看到漂亮的图片、听优美的音乐，这时革命性的服务诞生了，这就是WWW 服务。WWW的全称是World Wide Web,它是一种以网页为基本单位构建的框架结构。其目的是为了把分布在Internet上数以万计的网页链接起来，形成一个庞大的资源信息网。可以说，它的影响力已远远超出了专业技术的范畴，进入到了广告、新闻、电子商务、信息管理服务等各个领域。它的发展也逐渐改变了人们的生活方式和工作方式。WWW的结构非常简单，主要分为两个部分：一为服务器（Server，或称远端），也就是网页的提供者；二为客户端（Client,或称近端），也就是网页的接收者。在WWW中，所谓的服务器端就是存放网页供用户浏览的网站；而客户端则是通过网络浏览页面的计算机与用户的总称。实际上执行于计算机上供用户操作、观看网页的应用程序是浏览器（Brower）,目前常见的有Microsoft的Internet Explorer（简称IE）与Netscape的Communicator（简称NC）。整个网页的浏览过程，主要是由客户端（浏览器）向服务器端（Web服务器）要求浏览某一网页，Web服务器便将该网页传送给浏览器，通过浏览器对网页的解析，再显示给终端的用户浏览。正是由于Internet在今天的飞速发展，WWW的Web服务已成为人们快速获取、发布和传递信息的重要渠道，它在人们政治、经济、生活等各个方面发挥着重要的作用。Internet上发布信息主要是通过网站来实现的，获取信息也是要在Internet“海洋”中按照一定的检索方式将所需要的信息从网站上下载下来。因此Web服务网站的建设在Internet应用上的地位显而易见，它已成为政府、企事业单位信息化建设中的重要组成部分，从而倍受人们的重视。1.2 开发工具介绍1.2.1 后台数据库Microsoft公司的数据库产品是SQL Server，它最早是从Sybase公司买的核心技术。它在全球的销量处于第三位。Microsoft公司的SQL Server在我国的主要用户是中小型企业和教育机构。SQL Server 2000是微软公司最新版的大型数据库服务器，推出后受到用户的积极响应。它使用了最先进的数据库构架，与Windows NT/2000平台紧密集成，具有完全的Web功能，人们用它可方便地管理数据库和开发应用程序。它通过对高端硬件平台、网络和存储技术的支持，为最大的Web站和企业的应用提供了可扩展性和高可靠性，能在Internet商业领域快速建立应用。此外，还增强了安全性，保护防火墙内外的数据，支持基于角色的安全并拥有安全审计工具。SQL Server 2000数据库服务器的自动调整和自动管理技术在数据库领域中处于领先地位。SQL Server 是Microsoft公司开发的大型关系数据库管理系统，具有强大的关系数据库创建、开发、设计和管理功能。其最新版本SQL Server2000将数据库与Internet紧密连接，可以通过Web浏览器显示数据的操作，具有客户机/服务器的结构。SQL Server 2000 提供了对分布式事务处理的支持，并对开发工具具有良好的支持，为大型数据库项目提供了企业级解决方案。因此，我选择了SQL Server 2000 作为开发本系统使用的数据库。1.2.2 ASP.NETASP.NET与包括ASP在内的Web开发软件有着本质的不同。ASP.NET完全基于模块与组件，具有更好的可扩展性与可定制性；数据处理方面更是引入了许多激动人心的新技术，正是这些具有革新意义的新特性，让ASP.NET远远超越了ASP及其它开发软件，同时也给Web开发人员提供了更好的灵活性，有效缩短了Web应用程序的开发周期。ASP.NET与Windows 2000 Server/Advanced Server的完美组合，为中小型乃至企业级的Web商业模型提供了一个更为稳定、高效和安全的运行环境。另外就是在.NET 环境下使用了ADO.NET构建数据库应用系统中的数据访问层的步骤和方法。由于ADO.NET技术对ADO数据访问技术有了较大的改进，使得开发人员能够以较为灵活的方式查询和操作数据以及更新数据源，是所有数据驱动的.NET应用程序或者Web服务的核心部件。通过对这些技术的了解，使我们对.NET环境下如何开发数据库应用系统有了一个系统的、感性的认识。在后台代码的功能实现上，ASP.NET Web应用程序可以使用多种语言来开发，但是Visual C#.NET作为专门针对Microsoft的.NET战略而推出的语言，它对.NET Framework和ASP.NET具有最为全面的支持。可以说，Visual C#.NET是开发ASP.NET Web应用程序的最好语言。结合使用Visual C#.NET和ASP.NET,用户可以方便的开发出功能强大的Web应用程序。ASP.NET的另一个强大的功能是它的网页处理时的三层构架，即浏览页面的前台HTML实现、浏览页面的后台C#代码的编写及后台代码与数据库的连接，正是其有这样的三层结构，所以它的安全性得到了很好的保障，这即为我们在上面所说的ADO.NET的一个具体的形式，也是对ADO.NET的实现方式有一个大概的了解，我们可以通过下面的数据访问流程图1.1所示：图 1.1 ASP.NET的三层结构从图片中可以很明显的看出，在显示层中，ASP.NET有自己的显示页面（.aspx），在这个显示页面中存在着本身的后台代码（CodeBehind）,之后在页面运行时，后台代码开始对逻辑层中的Business Layer的调用，触发系统后台的另外的.dll文件的运行，然后就是Business Layer通过关键字对Data Layer层文件的连接，最后对数据库的直接的访问是Data Layer中的层文件，通过数据库的访问后取得的数据按每层相连的方式再返回到ASP.NET的显示页面显示出来，用户即可以浏览取到的数据。通过前台的首次请求到最后数据的显示通过几个层次，所以要想通过非法的手段去修改数据库那将是非常困难的。也正是由于ASP.NET的这种完美的功能，所以所做的图书馆管理系统也就选择了这种开发平台。第2章 图书馆管理系统的可行性研究及环境2.1 可行性研究过程2.1.1 结构的选择（b/s与c/s）随着技术的进步，更多的层次被划分出来。目前，在Internet应用体系结构中，商务逻辑处理被单独划分为一层，作为Internet服务器。它对用户通过浏览器提交的表单进行分析，并得出对数据库服务器进行的查询，交给数据库服务器去执行并得到查询的结果，最后由Internet服务器用标准的HTML语言反馈回浏览器,称为B/S(Brother/Server)结构。计算机技术发展日新月异，传统的 C/S结构，即Client/Server(客户机/服务器)结构，是大家熟知的软件系统体系结构，通过将任务合理分配到Client端和Server端，降低了系统的通讯开销，可以充分利用两端硬件环境的优势。而B/S结构，即Browser/Server(浏览器/服务器)结构，是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓3-tier结构。B/S结构利用不断成熟和普及的浏览器技术实现原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术。这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构，也是在这样一种背景下被提出来的架构，但微软的方案只是一种构想，要成为现实还需要几年，而JAVA技术已经是很成熟的应用了。传统的CS体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是Client端还是Server端都还需要特定的软件，没能提供用户真正期望的开放环境；BS结构则不同，它的前端是以TCPIP协议为基础的，企业内的WWW服务器可以接受安装有Web浏览程序的Internet终端的访问，作为最终用户，只要通过Web浏览器，各种处理任务都可以调用系统资源来完成，这样大大简化了客户端，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体拥有成本（TCO）。2.1.2 技术可行性计算机进行信息管理与信息管理系统的开发密切相关，系统的开发是系统管理的前提。本系统就是为了管理好图书馆信息而设计的。下面从前台和后台的开发工具选择上分析一下其技术的可行性。微软公司开发的ASP.NET，让ASP.NET远远超越了ASP及其它开发软件，同时也给Web开发人员提供了更好的灵活性，有效缩短了Web应用程序的开发周期。而SQL Server 是Microsoft公司开发的大型关系数据库管理系统，具有强大的关系数据库创建、开发、设计和管理功能。其版本SQL Server2000将数据库与Internet紧密连接，可以通过Web浏览器显示数据的操作，具有客户机/服务器的结构。SQL Server 2000 提供了对分布式事务处理的支持，并对开发工具具有良好的支持，为大型数据库项目提供了企业级解决方案。ASP.NET与Windows 2000 Server/Advanced Server的完美组合，建立一个图书管理系统，使图书管理工作规范化，系统化，程序化，避免图书管理的随意性，提高信息处理的速度和准确性，能够及时、准确、有效的查询和修改图书情况。因此我们在图书馆管理系统中使用了在.NET环境基于Web页面的B/S服务模式，我们只要在一台服务器上安装.NET工具Microsoft Visual Studio.NET或者.NET Framework，另外就是对系统组件添加一个IIS的虚拟目录，把这台电脑做成一台Web服务器。另外我们所要做的就是在任何一台装有IE浏览器的地址栏中输入服务器的地址就可以对Web页面的访问。后台代码的分离使得后台数据库的安全性得到了保证，如果浏览者要对后台数据的操作必须经过后台代码的调用，后台代码通过关键字与 Web.config 字符串连接，最后是Web.config 才与数据库的实质性操作，由于其每一层数据访问都有相应的设置，所以要想对后台数据库的破坏那是很难的。2.1.3 经济可行性在系统运行后的维护是非常重要的，并且其维护的费用还是很大的，如果是一个Windows Form的管理系统，要对数据的维护将要付出很大的代价，而且它的维护人员也比较的多和分散，因此对数据库的操作在各个时间段都是很频繁的，人也很容易出现疲劳，问题也就会比较容易发生。但是我们现在用基于Web的B/S模型，我们修改数据的操作只在服务器端就可以了，而且它的人员也比较集中，对数据的修改只是在某段时间内比较的频繁，过了这个时间后就较轻松，所以人的精力也比较集中，那么数据库的操作也就不怎么会出现问题，因此在这方面的维护费用也大大的减少。另外在经济的可行性还体现在由于ASP.NET的前后台代码的分离，对代码的修改是呈现模块化的，不必要全方位的去修改。所以当代码出现问题时，我们设计的系统可以在不修改其它代码的同时只是对问题代码的修改，这样就不会引入新的系统问题。2.2 操作环境及运行环境2.2.1 所需用的环境软件环境：操作系统：Windows XP， 数据库;SQL Sverver 2000，前台环境：Dreamweaver，Visual Studio.NET硬件环境：Cpu: Pentium 166 MHz 以上，内存至少128 MB，硬盘空间80 M，显示器800 *600或更高分辨率。第3章 图书馆管理系统的需求分析3.1 聊天室发展分析聊天室是当今广泛应用的一种网络服务, 它为广大网民提供了一种方便快捷的沟通方式, 在线聊天是上网的重要活动之一。第十六次CNNIC 调查结果显示: 在网络用户经常使用的网络服务/功能调查中, 网上聊天( 聊天室、QQ、ICQ 等)占被调查人群的42.6%, 处于第四位, 作为操作简便也是出现最早的网上聊天方式, 聊天室聊天又是其中最普及的一种。而多数人认为聊天室是一种用来消遣而缺乏实际价值的东西, 许多大型网站建立了聊天室, 但基本上是被定义为聚拢人气而不是带来收益的一种服务项目。目前能够实现赢利的聊天室很少, 它是否具有商业价值以及其商业价值如何兑现的问题似乎并没有引起学界的关注。笔者认为聊天室具有极大的商业价值。在网站由窄带向宽带发展的今天, 新一代的聊天室充分利用富媒体技术, 以崭新的形象吸引受众视听。文本方式聊天室: 基于Web 的聊天室有其独特的优势。它不需要安装专门的软件,Web 浏览器就可以使用聊天服务;它集成在Web 服务器中,不需额外的硬件支持,便于广大中小型客户建设和使用。所以, 基于Web 的聊天室仍然被广泛采用。但是单纯聊天的一般内容比较单一,主要局限于角色认知过程中职业、地域、性别等方面的扩展,难以实现“ 失去他人注视的真实自我的展现”。视频聊天室、语音聊天室、动画聊天室: 随着富媒体技术的广泛应用, 一种结合文本、语音和人脸动画或视频的三维语音视频聊天室在互联网上出现。比如碧聊、E 聊视频聊天室等。视频聊天室、语音聊天室主要特点是利用宽带技术, 在聊天室中增加视频与语音功能。动画聊天室的一般模式是由客户端和服务器两部分组成, 多个用户利用客户端连接到服务器上, 用户可以输入文本并且选择各种表情, 由客户端混合成带有表情标签的文本传送给服务器。服务器将该用户的三维人脸模型以及带有表情标签的文本传送给接收方, 由接收方的客户端合成为带有表情的语音动画。这种多媒体技术的应用使聊天室进行网上直播、进行才艺展示、建设边娱乐边聊天的社区服务模式成为可能。本论文介绍用JAVA语言设计和实现一个网络聊天室的过程，本系统采用B/S构架设计，整个项目分为服务器端和客户端。使用了JSP技术，开发出简洁美观和布局合理的用户界面；利用异步交互技术（AJAX）实现了客户端和服务器的访问，实现网络功能；通过对数据流操作的合理设计，实现信息传递、接受和数据保存。同时，采用多线程、多任务的设计思想，开发出性能稳定，功能全面的服务器。本聊天室实现了企业内部员工的聊天功能。在聊天过程中可以使用修改字体颜色、发送表情等功能，丰富了聊天功能。同时，本聊天室实现了企业内部的共享资料下载功能。企业内部员工可以在共享中心中下载企业内部资料，快捷方便。 3.2 功能需求通过聊天室，用户可以自定义个人资料，可以以不同的身份实时发送聊天信息，可以指定聊天的对象，发送信息也可以进行各种设置包括聊天者的表情及文字颜色，功能更强大的聊天室不仅提供了文字聊天功能还支持视频和音频、传送文件、留言板等功能。聊天室的特点就是要求能够进行实时显示出聊天者所谈的内容。所谓“实时”就是指在同一个聊天室的不同使用者，可以在短时间里立刻看到其他人的发言，这与我们所说的论坛有很大的不同。从功能上讲，网上聊天室系统与论坛系统非常相似，但聊天室系统有自己的特点。它强调信息的即使性，在聊天室保持连接的状态下，要求能够实时显示出聊天者所谈的内容系统没有刻意追求专业性和商品化软件的华丽包装，而是本着简单、实用的原则，既在功能满足客户的需求，有力求操作简便，使本系统很容易掌握和使用。本聊天室主要实现了以下功能： 用户注册登陆聊天室、聊天室把语句写入数据库、 修改聊天语句的颜色、改变聊天对象、设置发言人的表情、浏览器不断的对数据库进行刷新 读取、实时更新在线的用户。3.2.1 聊天室管理员的需求管理员进入后台对登录密码的修改；管理员可以对其他用户进行删除，修改操作；管理员能够对用户信息进行管理操作；管理员能够删除网站发布的共享资料进行上传，删除，修改，以及及时更新等。管理员可以限制某用户的登录，将某用户踢出聊天室，方便企业管理者的管理。后台登录密码的修改: 管理员可以对自己的后台登陆密码进行修改，方便对聊天室的管理，防止密码丢失或泄漏。用户信息的修改和删除: 管理员可以修改用户的信息。当有用户恶意破坏聊天室环境，像刷屏、谩骂等行为时，管理员可以根据需要删除一个用户，这对聊天室的管理师至关重要的。共享资料的管理: 管理员可以上传和删改共享资料，及时进行更新，方便用户的需要，对企业更是效用明显，员工将企业的资源共享，不同的员工可以各需所用，不必到处奔波询问，大大的提高了员工们的工作效率，同时对一些无用的资源进行甄别筛选。用户踢出聊天室: 聊天室中避免不了会有一些人进行恶意刷屏，严重影响用户们对聊天室的使用，使一些有用的重要信息遗漏。还有的用户不能控制自己的言语，往往进行谩骂，更是影响他人对聊天室的使用。管理员遇到这些影响聊天室整体环境的行为时，可以对该用户进行惩罚，将其踢出网络聊天室，对其进行警告，维护聊天室的整体环境，这个功能也是网络聊天室必不可少的功能。3.2.2 用户的需求用户注册登陆聊天室，用户可以自定义个人资料，群聊，可以指定聊天的对象，修改聊天语句的颜色，发送表情，上传、下载共享资料。用户注册登陆聊天室:用户没有账号是不能登陆聊天室的，也就不能使用聊天室进行聊天以及上传、下载资料。第一次使用时需要注册网络聊天室账号，然后登陆方可使用聊天室。自定义个人资料: 用过聊天室的朋友们都知道，网络上的用户很多，要注意自己的个人信息不能泄露是最重要的，网络聊天室的最大特点就是聊天的人们不知道说话的是谁，所以大家可以畅所欲言，员工可以大胆的给上级提意见而不必害怕上级找自己麻烦，所以聊天室里个人信息对用户很重要，本聊天室的用户可以随时修改自己的个人资料，大大方便了用户们的需要，尤其是企业，员工和领导都可以畅所欲言虚心接受善意的言论。群聊: 聊天室提供群聊功能，群聊功能是聊天室里的重要功能，当企业有集体活动时、需要开会进行通知时等等，只要在群聊窗口进行通知，大家就可以收到通知，而无需进行奔走相告，大大节省了人力成本。平时大家也可以在群聊窗口进行聊天，交流交流工作心得，方便大家提升业务能力；或是交流一些重要信息；也可以进行文字会议，利用群聊功能开会，大大节省成本和效率，群聊是聊天室的重要功能。指定聊天的对象: 也就是私聊。有些信息只需要和一个人或是个别人进行交流，像是要好的朋友进行聊天，或是很隐私的信息进行交流，或者是部门内部的信息需要交流等，这是我们就要用到私聊功能，毕竟群聊是所有用户都会看到的信息，私聊功能是聊天室中最常用的功能。修改聊天语句的颜色，发送表情:这是很人性化得功能，修改字体颜色可以对所发信息的侧重点进行区分，也可以区别于正常字体，吸引人的注意，这是一个个性化的时代。发送表情可以活跃气氛，充分表达自己的情感，这是一个很有趣的功能，在企业内部使用时，也会让大家在紧张的工作中得到适当的放松，提高工作效率。 上传、下载共享资料：用户可以下载共享资料中的资源方便自己，也可以上传手中有的资源到共享资料中，方便大家。3.3 性能需求(1)界面需求：具有友好的用户操作界面，有良好的人机接口，方便用户使用。(2)灵活性：资源下载系统、管理员可以进行有选择性的更新。(3)稳定性：系统应具备长期持续工作的能力；使数据库的一致性控制在可操作范围内；避免因系统引起的死机现象。(4)安全性：有良好的用户身份认证体制和灵活的密码更改模块；管理员可以灵活修改。第4章 图书馆管理系统的概要设计4.1 数据流图的分析数据流程图是在系统分析员在系统设计阶段，对实际构建的系统分析综合后，提取逻辑模型的一个过程，它更关注于过程内数据的处理，而把具体处理数据的物理过程，物理分布忽略。实际上，最初始的数据流程图标准图元只有四个！实体，过程，数据流，数据的存储。并且，数据流的分析过程是逐步对实际过程求精的，从顶层数据流图，到分层数据流图，数据流，过程类型也逐步增加，直到形成最后的数据字典和底层数据流图。数据流程图进一步舍去物质要素，收集有关资料，用计算机进行信息管理，为下一步分析做好准备。数据流图是描述各个子块之间如何进行数据传递：数据字典相当于数据库中的对照表，把你认识的符号和系统中的符号对应起来！对于一个系统的设计过程的完成，首要的一步就是我们要对系统中操作的数据在构架中的流程有一个大概的了解。通过了解后我们就可以画出系统的流程图。通过上面功能需求分析我们可以很明显地看到该系统所要实现的各个功能，并且在实现各个功能的过程中，应该注意到一些什么样的问题，在后面的设计中，我们就可以避免这些不必要的麻烦出现，防患与未然。也正是这样，我们设计了系统流程图来分析各个环节，说明该系统的框架，使读者在数据流程方面对本系统又有了一个整体上的认识。在上面的功能需求分析中我们已做了详细的分析，故该系统的数据流图如图4.1所示：总管理员F4修改信息D1 用户信息F2信息清单F5信息清单1.2图书管理F1修改信息D2 图书信息1.1用户管理 F6更新清单1.8借还事务处理D5 借还信息F3查询信息 F16 查询信息 F14F13发送信息 事务书库管理员用户 F15 借还信息F10发送信息D3 借阅信息1.6借书处理F8提交F7已更新信息1.5图书信息处理F19发送信息1.7还书处理F17 提交D4 还书信息 F18还书信息 F12 提交1.4预约事务D6 预约信息图 4.1 数据流图4.2 业务流图业务流程图是一种描述系统内各单位、人员之间业务关系、作业顺序和管理信息流向的图表，利用它可以帮助分析人员找出业务流程中的不合流理向，它是物理模型。业务流程图描述的是完整的业务流程，以业务处理过程为中心，一般没有数据的概念。 业务流程图是一种能全面地描述信息系统逻辑模型的主要工具，它可以用少数几种符号综合地反映出信息在系统中的流动、处理和存储情况，业务程图是逻辑模型。业务流图如图4.2所示：修改信息用户信息图书信息管理员修改信息借书卡用户读者借阅信息借阅借阅核查借阅归还处理需借阅或归还图书图 4.2 业务流程图客户的需求具体体现在各种信息的提供、保存、更新和查询，这就要求数据库结构能充分满足各种信息的输入和输出。收集基本数据、数据结构以及数据处理的流程，组成一份详尽的数据字典，为后面的具体设计打下基础。在处理借阅的时候，要能够让客户方便地进行查询，阅览。可以查询借阅数量和借出日期，并且了解图书信息和归还时间，如果超过了一定的日期，则应该加收一部分钱。这样避免客户一直占用着一些书。另外，在管理方面，增加图书的时候，应该考虑已经预约的用户，将剩余的图书加入数据库。4.3 数据字典的创建数据字典中有四种类型的条目：数据流，数据存储，数据项和加工。 数据字典中包括数据定义，但除了它之外，还包含其它一些信息：一般信息，包括名字，别名和描述； 数据定义，包括数据类型，数据长度和结构组成；数据的使用特点，包含数据的取值范围，使用频率和使用方式；数据的控制信息，包括数据来源，用户，使用它的程序和改变权。 作用：数据字典和数据流图共同构成系统的逻辑模型。没有流图数据字典难以发挥作用。没有数据字典，数据流图就不严格数据字典是关于数据信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素定义的集合。任何字典最主要的用途都是供人查阅不了解的条目的解释，数据字典的作用也正是在软件分析和设计过程中给人提供关于数据的描述信息。数据流图和数据字典共同构成系统的逻辑模型，没有数据字典数据流图就不严格，然而没有数据流图数据字典也难于发挥作用。只有数据流图和对数据流图精确的定义放在一起，才能共同构成系统的规格说明。 由于元素太多我们只对其中主要的元素定义说明。数据字典的主要用途是作为分子阶段的主要工具。在数据字典中建立一组严密一致的定义很有助于改进分析员和客户之间的通信，因此将消除很多可能的误解。数据字典包含的每个数据元素的控制信息是很有价值的。因为列出了使用一个给定的数据元素所有程序，很容易估计改变一个元素将产生的影响，并且能对所有受影响的程序或模块做出相应改变。由于暂时还没有自动的数据字典处理程序，我们采用卡片形式书写数据字典，每张卡片上保存描述一个数据元素的信息。这种做法较好的实现了上述要求，特别是更新修改起来很方便，能够单独处理每个数据元素的信息。每张卡片上包含的信息有：名字，别名，描述，定义，位置。名字：数据库文件别名：描述：是图书馆管理系统的数据库。是软件的核心数据库，有软件主窗体的所涉及的数据库。定义：数据库文件=图书信息表+客户信息表+借阅信息表+预约信息表+新书信息表位置：系统磁盘存储器名字：数据库备份文件别名：描述：是图书馆管理系统数据库的备份文件。以防数据库崩溃或出现其他问题，可以进行数据库恢复。定义：位置：自定义的系统磁盘位置名称：客户信息别名：D1描述：记录客户的身份等详细信息。便于管理。定义：客户信息=用户ID +用户姓名+密码+用户年+用户性别位置：系统数据库名称：图书信息别名：D2描述：记录图书馆所有图书信息，让客户了图书信息。定义：图书信息=图书ID+书名+作者+价格+出版社+类别+出版日期+入馆日期+书架号位置：系统数据库名称：借阅信息别名：D3描述：记录每个读者的借阅信息。定义：图书借阅=编号+姓名+书名+借阅日期+应还时间+超期天数+超期价钱位置：系统数据库名称：归还信息别名：D4描述：记录每个读者的归还信息定义：图书归还=编号+姓名+书名+借阅日期+应还时间+超期天数+超期价钱位置：系统数据库名称：借还事务别名：D5描述：记录读者的借阅信息请求定义：图书借阅=编号+姓名+书名+借阅日期+应还时间+超期天数+超期价钱位置：系统数据库名称：预约信息别名：D6描述：记录读者的预约信息定义：预约信息=图书编号+图书名称+图书作者+ ISBN号码+所属书库位置：系统数据库4.4 系统流程图4.4.1 程序流程图图书预约界面高级查询及显示界面催还通知界面借书推荐界面新书通报界面读者登录界面公告留言界面图书查询界面信息查看界面图书借阅登记用户信息维护图书归还登记界面密码修改界面图书信息卫护界面书库管理员维护界面密码修改界面留言及查看界面公告查看界面用户接口1读者用户接口2 图 书 馆 管 理 系 统 主 界 面书库管理员图书馆总管管理员 图 4.3 系统流程图如图4.3所示各个流程的基本功能：用户管理包括对用户信息、权限控制等功能。管理员又有书库管理员和图书馆总管，这些用户登录的界面是不同的，登录后的系统页面也有很大的区别。其中图书馆总管进入的界面主要是以信息的管理和维护为主，包括了读者信息的查询、添加、删除、修改，图书信息的查询、添加、删除、修改以及书库管理员的一些信息的更新的操作；书库管理员进入的界面是对读者到图书馆借阅图书、归还图书的操作及自己登录密码的修改等操作，普通用户能执行除了用户管理的所有功能。图书管理可以对图书进行操作，包括添加、删除、变更以及出库、归还管理。图书查询可以对读者定制的查询条件进行查询。4.5 E-R图分析与设计利用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，价格）借阅者（借书证号，姓名，性别，年级，密码）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：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；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；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选。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。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。首先在该过程中发生的实体是图书信息和用户信息，他们之间产生的关系是借阅关系。在这个借阅关系中，产生的对应关系为：图书信息：用户 = 1：1，用户：图书 = 1：N，从这个关系中我们可以看到：每一本图书只能被一个读者借阅，而一个读者又可以借阅多本图书的这层关系。另外在上图中我们可以看到图书信息和用户信息又有自己的一些关系属性，通过这些关系属性可以唯一的区别这些实体。这在下面的图4.4图4.9中可以看出密码用户ID书名图书ID 图书事务处理图书用户 mn 借阅操作 n n m书库管理员 m 管理管理总管理员 m n密码管理员ID图 4.4 总体ER属性图图书信息图书编号定 价ISBN号书 名作 者出版社出版日期书 库F11预约信息信息F9到馆日期图 4.5 图书属性图借 阅编 号书目编号读者编号借阅日期应还日期图 4.6 借阅信息属性图用 户 信 息用户编号所属年级用户类别姓 名性 别密 码图 4.7 用户信息属性图预约信息读者编号图书出版社图书作者ISBN号书目名称图 4.8 预约信息属性图推荐信息图书名称书目编号读者编号作 者ISBN号码书库图 4.9推荐信息属性图4.6 E-R图转换成关系模型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MS SQL Server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，导出系统主要的初始关系模式如图4.10所示：图 4.10关系模式图4.7 数据库设计及范式分析一个成功的信息管理系统，是建立在许多条件之上的，而数据库是其中一个非常重要的条件和关键技术。信息管理系统所涉及的数据库设计分五个步骤：数据库需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计与加载测试。1.数据库需求分析的任务是将业务管理单证流化为数据流，划分主题之间的边界，绘制出DFD图，并完成相应的数据字典。2.概念设计的任务是从DFD出发，绘制出本主题的实体关系图，并列出各个实体与关系的纲要表。3.逻辑设计的任务是从E-R图与对应的纲要表出发，确定各个实体及关系的表名属性。4.物理设计的任务是确定所有属性的类型、宽度与取值范围，设计出基本表的主键，将所有的表名与字段名英文化（现在很多软件能支持中文字段，如MS SQL Server，我就是用的中文字段名），实现物理建库，完成数据库物理设计字典。5.加载测试工作贯穿于程序测试工作的全过程，整个录入、修改、查询、处理工作均可视为对数据库的加载测试工作。数据库的设计中，如何处理多对多的关系和如何设计主键，是两个有着较大难度、需要重点考虑的问题。下面我们着重从SQL应用、数据库设计范式和查询优化等方面来分析本课题的系统关键技术和实现难点并加以解决。4.7.1 数据库基础数据库设计主要是进行数据库的逻辑设计，即将数据按一定的分类、分组系统和逻辑层次组织起来，是面向用户的。数据库设计时需要综合企业各个部门的存档数据和数据需求，分析各个数据之间的关系，按照DBMS提供的功能和描述工具，设计出规模适当、正确反映数据关系、数据冗余少、存取效率高、能满足多种查询要求的数据模型。数据库设计的步骤是：1.数据库结构定义：目前的数据库管理系统（DBMS）有的是支持联机事务处理CLTP（负责对事务数据进行采集、处理、存储）的操作型DBMS，有的可支持数据仓库、有联机分析处理CLAP（指为支持决策的制定对数据的一种加工操作）功能的大型DBMS，有的数据库是关系型的、有的可支持面向对象数据库。针对选择的DBMS，进行数据库结构定义。2.数据表定义：数据表定义指定义数据库中数据表的结构，数据表的逻辑结构包括：属性名称、类型、表示形式、缺省值、校验规则、是否关键字、可否为空等。关系型数据库要尽量按关系规范化要求进行数据库设计，但为使效率高，规范化程度应根据应用环境和条件来决定。数据表设计不仅要满足数据存储的要求，还要增加一些如反映有关信息、操作责任、中间数据的字段或临时数据表。3.存储设备和存储空间组织：确定数据的存放地点、存储路径、存储设备等，备份方案，对多版本如何保证一致性和数据的完整性。4.数据使用权限设置：针对用户的不同使用要求，确定数据的用户使用权限，确保数据安全。5.数据字典设计：用数据字典描述数据库的设计，便于维护和修改。建立关系数据结构涉及三方面内容：确定关联的关键指标项并建立关联表；确定单一的父系记录结构；建立整个数据库的关系结构。1）链接关系的确定 在进行了上述数据规范化重组后，已经可以确保每一个基本数据表(我们简称为表)是规范的，但是这些单独的表并不能完整地反映事物，通常需要通过指标体系整体指标数据才能完整全面地反映问题。也就是说在这些基本表的各宇段中，所存储的是同一事物不同侧面的属性。那么计算机系统如何能知道哪些表中的哪些记录应与其它表中的哪些记录相对应，它们表示的是同一个事物呢?这就需要在设计数据结构时将这种各表之间的数据记录关系确定下来。这种表与表之间的数据关系一般都是通过主或辅关键词之间的连接来实现的。因为在每个表中只有主关键词才能唯一地标识表中的这一个记录值(因为根据第三范式的要求，表中其它数据字段函数都依赖于主关键词)，所以将表通过关键词连接就能够唯一地标识出某一事物不同属性在不同表中的存放位置。2）确定单一的父子关系结构 所谓确定单一的父系关系结构就是要在所建立的各种表中消除多对多（以下用M:N来表示）的现象，即设法使得所有表中记录之间的关系呈树状结构(只能由一个主干发出若干条分支，而不能有若干条主干交错发出若干条分支状况)。所谓的“父系”就是指表的上一级关系表。消除多对多关系可以借助于E-R图的方法来解决，也可以在系统分析时予以注意，避免这种情况的发生。消除这种M:N情况的办法也很简单，只需在二表之间增加一个表，则原来M:N的关系就改成了M:1，1:N的关系了。在系统的设计中，图书表和读者表之间就多加了一个borrow表，实现了这种单一关系。4.7.2 范式分析在数据的规范化表达中，一般将一组相互关联的数据称为一个关系(relation)，而在这个关系下的每个数据指标项则被称为数据元素(data element)，这种关系落实到具体数据库上就是基本表，而数据元素就是基本表中的一个字段(field)。规范化表达还规定在每一个基本表中必须定义一个数据元素为关键字(key)，它可以唯一地标识出该表中其它相关的数据元素。在规范化理论中表是二维的，它有如下四个性质： 1.在表中的任意一列上，数据项应属于同一个属性2.表中所有行都是不相同的，不允许有重复组项出现3.在表中，行的顺序无关紧要4.在表中，列的顺序无关紧要，但不能重复在对表的形式进行了规范化定义后，数据结构还有五种规范化定义，定名为规范化模式，称为范式。在这五种范式中，一般只用前三种，对于常用系统就足够了。而且这五种范式是“向上兼容”的，即满足第五范式的数据结构自动满足一、二、三、四范式，满足第四范式的数据结构自动满足第一、二、三范式，依此类推。 第一范式(first normal form，简称1st NF)就是指在同一表中没有重复项出现，如果有则应将重复项去掉。这个去掉重复项的过程就称之为规范化处理。在本文所讨论的开发方法里，1st NF实际上是没有什么意义的。因为我们按规范化建立的指标体系和表的过程都自动保证了所