排课系统设计资料

1 一 一 需求分析需求分析 需求分析是数据库设计的必要和首要设计阶段 将会影响以后数据库设计 的延续和质量 需求分析方法也很多 最重要是形成有实用价值的实际性的数 据字典和数据流图 在该排课系统的需求分析阶段 主要是通过询问和自己所 掌握的关于该系统的数据联系方式和工作方式 形成了关于该系统的数据字典 和数据流图 1 1需求表述需求表述 1 1 1 基本功能描述基本功能描述 排课系统的数据库设计主要完成工作有 1 数据库管理员对数据的录入和相关完整性条件约束的建立 2 数据库相关的触发器与存储过程对数据库中数据的联系的管理 3 执行程序能够高效率地完成数据处理和调用 4 能够通过 DBMS 建立一系列视图来更方便的操作数据库 1 1 2 开发技术描述开发技术描述 开开发发工工具具 Microsoft SQL Server 2005 SQL Server 2005 是 microsoft 公司推出的数据库管理系统 该版本继承 了 SQL Server 2000 版本的优点 同时又比它增加了许多更先进的功能 具有 使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点 可跨越从运行 Microsoft Windows 2000 电脑到运行 Microsoft Windows XP 的大型多处理器的服务器等 多种平台使用 本实验中最终将使用 Microsoft SQL Server 2005 数据库管 理系统将我们设计的数据库实现 1 2分析形成初步数据字典分析形成初步数据字典 数据字典 Data Dictionary DD 是数据库设计需求分析阶段后通过科学的处 理方法得到的该系统中各类数据描述的集合 也是进行详细数据收集和数据分 析所获得的主要成果 它在数据库设计中占有恨重要的地位 数据字典通常包括数据项 数据结构 数据流 数据存储和处理过程 5 个 部分 其中数据项是数据的最小组成单位 若干个数据项可以组成一个数据结 2 构 以下将把分析收集的数据及其结构列出 1 课程相关数据 表课程相关数据 表 1 字段名称说明功能数据类型宽度 kcdh课程代号表示该课程 的一个代号 int kcm课程名这个课程的 名称 char8 kclb课程类别该课程的上 课形式 教室类 tinyint 注 教室类别中的注 教室类别中的 tinyint 从从 1 4 分别代表取值为普通教室 多媒体教室 分别代表取值为普通教室 多媒体教室 半多媒体教室 实验机房 也可以由具体其它教师类别进行扩充 半多媒体教室 实验机房 也可以由具体其它教师类别进行扩充 2 班级数据 表班级数据 表 2 字段名称说明功能数据类型宽度 bjdh班级代号代表这个班 级的号码 表示 院系 int11 bjmc班级名称表示这个班 级的名字 char8 bjrs班级人数该班级包括 的人数 int11 3 教师数据 表教师数据 表 3 字段名称说明功能数据类型宽度 js dh教师代号老师的代码int11 jsxm教师姓名教师的名字char10 jszc教师职称反映了这个 老师的职称 char10 jsxb教师性别表示老师的 性别 char2 4 教室数据 表 教室数据 表 4 字段名称说明功能数据类型宽度 jsdh教室代 号 表示这个教 室位置 int11 jsgm教室规 模 表示这个教 室可以容纳的人 户 int 3 jslb教室类 别 表示是否有 多媒体设置 int 注 注 教室类别中的 tinyint 从 1 4 分别代表取值为普通教室 多媒体教室 半 多媒体教室 实验机房 也可以由具体其它教师类别进行扩充 5 班级课程数据 表 班级课程数据 表 5 字段名称说明功能数据类型宽度 bjdh班级代号表示这个班 级 int kcbh课程代号表示该班级 的该课程 int ks num课时数目表示该班级 该课程的课时数 目 int z num课时周数表示该班级 该课程的上课周 数目 int 6 班级课时数据 表 班级课时数据 表 6 字段名称说明功能数据类型宽度 bjdh班级代号班级的代号int kcdh课程代号课程的代号int sjdh时间代号该班级上该 课程的时间点 int js dh教师代号上课老师的 代号 int jsdh教室代号上该次课的 教室 int 注 注 星期的属性值范围 tinyint 中从 1 5 分别代表值是周一到周五 节次的 属性值范围 tinyint 中从 1 4 分别代表值是 1 2 节 3 4 节 5 6 节 7 8 节 7 授课数据 表 授课数据 表 7 字段名称说明功能数据类型宽度 jdh教师代 号 int kcdh课程代 号 int 4 注 一个老师可能教授多门课程的情况也存在 注 一个老师可能教授多门课程的情况也存在 8 教室使用状态数据分析 表 教室使用状态数据分析 表 8 字段名称说明功能数据类型宽度 jsdh教室的代号int jcdh时间代号哪个时间点 教室在用状态 int syqk使用情况该教室在时 间段内是否被使 用 char2 注 标注教室使用情况 以便于进行排课时不至于冲突 注 标注教室使用情况 以便于进行排课时不至于冲突 9 学期的时间分配数据 表 学期的时间分配数据 表 9 字段名称说明功能数据类型宽度 sjdh时间代号int zc时间周tinyint xq时间星期inyint jc节次tinyint 注 注 星期的属性值范围 tinyint 中从 1 5 分别代表值是周一到周五 节次的 属性值范围 tinyint 中从 1 4 分别代表值是 1 2 节 3 4 节 5 6 节 7 8 节 以上各是需求分析后形成的数据的部分数据字典 基本描述了各种数据及 其结构 没有对数据的数据存储进行较多的描述 1 3基本数据流图基本数据流图 通过以上的分析和各类数据的形成 也将在以下画出该系统的基本简单数 据流图 数据流图 Data Flow Diagram DFD 为概念结构设计和形成初步基 本 E R 图做好准备 下图为得到的基本数据流程图 5 班级课程排课处理 班 级教 室 分析教室 课 程 教室状态 教师授课 班级上课时段 数据流出 课程号 班级号 人数 人数 教室类别 可用教室 课程号 老师号 时间点 基本数据流程图 图基本数据流程图 图 1 注 在该数据流程图中简要将系统的数据流向标示 在排课处理中综合所 有的相关数据 最后得到一个班级一门课程在一个时间点的上课地点和任课老 师 6 二 二 概念结构设计概念结构设计 将以上需求分析阶段得到的数据字典及数据流程图整合为对应得到实体联 系图 为下一步逻辑结构设计中创建关系代数模型和建立相应得表做最后的分 析准备 2 1 数据各实体及其属性数据各实体及其属性 以下各图将系统所有实体的属性集合表示如下 教 师 班级课 课程号班级号课时数周数 授课 教师号课程号 班 级 班级 名 班级 人数 代号 代号 姓名专业 性别 教 室 教室号教室类 别 教室规模 课 程 课程号 课程名 上课类别 7 学期时间 代号周次星期节次 班级课表 时间号 班级号 课程号教室号 教师号 教室状态 教室号时间号是否空 以上将数据各实体分别将图表列出 2 2 基本基本 E R 图的形成图的形成 实体联系部分情况 实体联系部分情况 1 一个班级可以是在一个学期内学习没 M 门课程 一门课程也可以 同时在我们学校的 N 个班级内开课 2 一个老师可以教 M 门课程的情况 同时一门课程有 N 个老师在教 授课程 3 一个班级有 M 个老师授课学习 一个老师也可能在 N 个班级中讲 课 4 一个班上课只能在 1 个教室 同时一个教室在一时刻只能一个班上 课 大课及公选课没有考虑进去 5 一个老师上课在 1 个教室 一个教室只能 1 个老师在上课 6 一个时间点有 M 个班级在上课 一个班级只能只能在 1 个时间点 上课 基本基本 E R 图 图 8 老师 班级课 程 学习 讲课教学 教 室 占 用占用 讲 课 M N M N M N 1 1 1 1 1 1 系统基本系统基本 E R 图图 在形成 E R 图的过程中 由于将各实体联系到一块 可能会产生命名冲突 结构冲突和属性冲突 在此将不具体介绍相关冲突的解决办法 只在后面的模 型中自行分析并解决 9 三 三 逻辑结构设计逻辑结构设计 逻辑结构设计是在概念结构设计好的基础上把形成的基本系统实体联系图 转化为我们现在要使用的 DBMS 关系模型结构 在此将具体将 E R 图的各实体 和属性联系转化为一个个的关系模式 并对各关系模式分析各规范要求 3 1 E R 图转化为关系模式图转化为关系模式 生成的关系表 生成的关系表 1 课程表 课程表 课程号 课程名 课程类别 该表记录全校所有课程的相关信息 包括该课程的上课类别 也就是上课 教室的类别 将课程号作为主码 该关系中其它两个非主属性完全依赖于码值课程代号 也不存在传递依赖 同时满足于 1NF 2NF 3NF 三个规范 2 班级表 班级表 班级代号 班级名 班级人数 表记录学校各班级的的简单信息 包括班级名称和班级人数 班级人数同 时将会确定该班级上课的教室规模 班级代号为主码约束 班级名和班级人数 完全依赖于该码 不存在传递依赖 该关系满足 3 范式规范要求 3 教师表 教师表 教师代号 教师性别 教师姓名 教师表将学校所有老师的信息记录 教师代号为为主码 也满足三范式的 规范要求 4 教室表 教室表 教室代号 教室规模 教室类别 将记录全校所有教室信息的表 其中实体完整性为教室代号为主码 教室 规模为教室容纳人数 教室类别取值有 int 型数据 4 种 两个非主属性完全依赖 于码且不传递依赖于主码 5 时间表 时间表 时间代号 星期 节次 周次 记录学校一个学期所有上课时间的表 将节假日和双休日可以不再表内 包含周次 星期 节次三个时间属性 时间代号为主码约束 三个属性完全依 赖于主码 也不传递依赖于主码 满足关系范式要求 6 班级选课表 班级选课表 班级代号 课程代号 课时数 周数 班级选课表将记录一个班级一门课程的上课信息 包括课时数 和上课总 周数 班级代号和课程代号为主码 同时也是班级表和课程表的外码 一个班 的某门课程的上课课时和周数一定的 两个属性完全依赖于主码 同时这个关 系也将是编程实现时进行排课所需要的表 将会生成视图和编写触发器对应外 码的参照完整性 7 班级派课表 班级派课表 班级代号 时间代号 课程号 教师代号 教室代号 班级派课表中记录排课后的班级上课表 也是最终得到的班级课表信息 以班级代号和时间代号为主码约束 其他属性有该班级在该时刻上课的课程 上课的老师代号 以及上课的教室代号 8 教室状态表 教室状态表 教室代号 时间代号 使用状态 10 教室状态表保存了在排课过程中教室的使用情况 使用状态为 1 和 0 分 别表示教室在该时刻的使用状态 为编程实现不会教室在某个时刻不重复排教 室 教室代号和时间代号为主码约束 该关系同样满足三范式规范 9 授课状态表 授课状态表 教师代号 课程代号 授课状态表将记录老师的教课信息 一个老师可能上几门不同的课程 比 如 java 老师可能也上 C 语言的课程 加入该表将会更准确记录老师的授课信息 以便排课系统更好的分配 该表为全码约束 两个属性组合为主键 3 2 部分表 视图和触发器的创建部分表 视图和触发器的创建 1 表的创建 表的创建 Create table subject 课程表创建 Kcdh int parmary key Kcm char 4 not null Kclb char 4 not null Zxs int not null Zhxs int not null chilk zhxs in 0 1 2 3 defult 1 Create table teacher 教师表的建立 Js dh int parmary key Jszy char 8 not null Jsxb char 2 not null chilk jsxb in 男 女 Jsxm char 8 not null 2 班级查询视图建立 班级查询视图建立 Create view classtime As Select class bjxm 班级派课表 jsdh subject kcm teacher jsxm time jc zc xq From class time teacher 班级派课表 subject Where class bjdh 班级派课表 bjdh and teacher js dh 班级派课表 s dh and time sjdh 班级排派表 sjdh and subject kcdh 班级派表 kcdh 3 教室课表视图建立 教室课表视图建立 Create view teachertime As Select jsxm bjxm kcm 班级派课表 bidh xq zc jc 班级派课表 bidh From class room teacher time 班级排课表 subject Where class bjdh 班级派课表 bjdh and teacher js dh 班级派课表 s dh and tim