数据库课程设计-高校图书馆管理系统.doc

湖南工学院 计算机与信息科学学院数据库系统概论课程设计报告题目名称：高校图书馆管理系统学 院：计算机与信息科学学院专 业：信 本 班 级：1101姓 名：胡青青 学 号：11301440101姓 名：易志强 学 号：11301440144指导老师：陈利平老师 目录一、背景3二、需求分析阶段42.1引言2.2需求分析阶段的目标和任务2.2.1 处理对象2.2.2 处理功能及要求2.2.3 安全性和完整性要求2.3 需求分析阶段成果2.3.1图书管理系统业务流程图2.3.2图书管理系统数据流程图2.3.3图书管理系统数据字典三、概念设计阶段7 3.1 任务和目标 3.2 阶段结果四逻辑设计阶段.11 4.1 逻辑设计的任务和目标 4.2 数据组织 4.2.1 将E-R图转为关系模式 4.2.2 模式优化4.2.3 数据库模式优化 4.2.4 用户子模式定义五、物理设计阶段.15 5.1 物理设计阶段的目标和任务 5.2 数据存储方面六数据库实施阶段.166.1 建立数据库、数据表、视图、索引6.2 数据初始化6.3 结果查询6.4还书操作6.5借书操作6.6书籍状态6.7 读者状态七系统调试和测试.27八心得体会.28一、背景随着图书馆规模的不断扩大，图书数量也相应的增加，有关图书的各种信息量也成倍增加，面对着庞大的信息量，传统的人工方式管理会导致图书馆管理上的混乱，人力与物力过多浪费，图书馆管理费用的增加，从而使图书馆的负担过重，影响整个图书馆的运作和控制管理，因此，必须制定一套合理、有效，规范和实用的图书管理系统，对图书资料进行集中统一的管理。另一方面，IT产业和Internet获得了飞速发展，计算机应用已渗透到了各个领域，引起信息管理的革命，实现了信息的自动化处理，提高了处理的及时性和正确性。提高图书管理工作效率，作到信息的规范管理，科学统计和快速查询，让图书馆更好的为学校，社会服务。二需求分析阶段2.1引言进行系统设计，首先要对系统的现状进行分析。根据系统的目标、需求和功能，制定和选择一个较好的系统方案，从而达到一个合理的优化系统。每个学校都有图书馆，最初由于图书数量和种类较少，人工手动管理比较方便和灵活。随着社会的发展，图书的数量和种类越来越多，人工手动管理会降低工作的效率，希望建立一个图书管理系统，是为了解决人工手动管理图书信息在实践的问题，从而达到系统化、规范化、标准化的水平。该系统的建立不但给管理者带来了方便，也节省了工作时间从而提高了工作效率。需求分析是在于要弄清用户对开发的数据库应用系统的确切要求。数据库设计的第一步是明确数据库的目的和如何使用，也就是说需要从数据库中得到哪些信息。明确目的之后，就可以确定您需要保存哪些主题的信息（表），以及每个主题需要保存哪些信息（表中字段）。在构造系统时，首先从需求出发构造数据库表，然后再由数据库表结合需求划分系统功能模块。这样，就把一个大的系统分解成了几个小系统。这里把系统的层次划分为了四个部分：图书维护，人员信息管理，图书借阅管理，信息查询。能够实现以下功能： 进行新书入库、现有图书信息修改以及删除； 能够实现对读者基本信息的查询和编辑管理； 能够进行超期罚款功能； 能够进行借阅信息的查询功能2.2需求分析阶段的目标和任务2.2.1 处理对象书籍类别：种类编号，种类名称读者：借书证编号，读者姓名，读者性别，读者种类，办证登记时期书籍：书籍编号，书籍名称，书籍类别，书籍作者，出版社名称，出版日期，入库登记日期借阅：借书证编号，书籍编号，读者借书时间还书：借书证编号，书籍编号，读者还书时间罚款：借书证编号，读者姓名，借书证编号，书籍编号，读者借书时间管理员信息：管理员编号，姓名，性别，权限，登录口令，住址，电话2.2.2 处理功能及要求1能够存储一定数量的图书信息,并方便有效的进行相应的书籍数据操作和管理，这主要包括：1) 图书信息的录入、删除及修改。2) 图书信息的多关键字检索查询。3) 图书的出借、返还及超期罚款或丢失赔偿。能够对一定数量的读者、管理员进行相应的信息存储与管理，这其中包括：1) 读者信息的登记、删除及修改。 2） 管理员信息的增加、删除及修改。 3) 读者资料的统计与查询。3能够提供一定的安全机制，提供数据信息授权访问，防止随意删改、查询。4对查询、统计的结果能够列表显示。2.2.3 安全性和完整性要求1） 安全性要求 系统安全性要求体现在数据库安全性、信息安全性和系统平台的安全性等方面。安全性先通过视图机制，不同的用户只能访问系统授权的视图，这样可提供系统数据一定程度上的安全性，再通过分配权限、设置权限级别来区别对待不同操作者对数据库的操作来提高数据库的安全性；系统平台的安全性体现在操作系统的安全性、计算机系统的安全性和网络体系的安全性等方面。2） 完整性要求系统完整性要求系统中数据的正确性以及相容性。可通过建立主、外键，使用check约束，或者通过使用触发器和级联更新。2.3 需求分析阶段成果2.3.1图书管理系统业务流程图图2.1 数据流图数据流图：2.3.3图书管理系统数据字典（a）数据项：系统涉及的数据项有28项表1.1 数据项列表数据项编号数据项名数据项含义与其它数据项的关系数据类型别名DI-1bookstyleno种类编号varchar种类编号DI-2bookstyle种类名称varchar种类名称DI-3readerid读者借书证号varchar读者借书证号DI-4readername读者姓名varchar读者姓名DI-5readersex读者性别varchar读者性别DI-6readertype读者种类varchar读者种类DI-7regdate办证登记日期datetime办证登记日期DI-8MID管理员编号varchar管理员编号DI-9MName管理员姓名varchar管理员姓名DI-10MSex管理员性别varchar管理员性别DI-11Mpsw管理员密码varchar管理员密码DI-12MAuth管理员权限varchar管理员权限DI-13MTeleph管理员电话varchar管理员电话DI-14MAddre管理员地址varchar管理员地址DI-15bookid书籍编号varchar书籍编号DI-16bookname书籍名称varchar书籍名称DI-17bookstyle书籍类别varchar书籍类别DI-18bookauthor书籍作者varchar书籍作者DI-19bookpub出版社名称varchar出版社名称DI-20bookpubdate出版日期Datetime出版日期DI-21bookindate入库登记日期Datetime入库登记日期DI-22isborrowed是否被借出varchar是否被借出DI-23borrowdate读者借书时间varchar读者借书时间DI-24returndate读者还书时间datetime读者还书时间DI-25bookname书籍名称varchar书籍名称DI-26bookfee罚款金额varchar罚款金额DI-27borrowdate借阅时间datetime借阅时间Dl-28YHdate应还时间datetime应还时间（b）数据结构：表1.2 数据结构列表数据结构编号数据结构名数据结构含义组成DS-1book_sytle书籍类别信息bookstyleno、bookstyleDS-2system_readers读者信息readerid、readername、readersex、readertype、regdate DS-3Maneger管理员信息MID、MName、MSex、Mpsw、MAuth、MTeleph、MAddreDS-4system_book书籍信息bookid、bookname、bookstyle、bookauthor、bookpub、bookpubdate、bookindate、isborrowedDS-5borrow_record借阅记录信息readerid、bookid、borrowdateDS-6return_record还书记录信息readerid、readerid、returndateDS-7reader_fee罚款记录信息readerid、readername、bookid、bookname、bookfee、borrowdate三概念设计阶段3.1 任务和目标（1）设计分E-R图，即各子模块的E-R图； （2）生成初步E-R图，通过合并方法，做到各子系统实体、属性、联系统一； （3）生成全局E-R图，通过消除冲突等方面。3.2 阶段结果(1) 各类别的实体E-R图（a）类别实体图：书籍类别实体种类编号种类名称图3-1类别实体图（b）读者信息实体图：读者信息实体读者借书证编号读者姓名读者性别读者种类e办证登记时间图3-2 读者信息实体图（c）书籍信息实体图：书籍信息实体书籍编号书籍名称书籍类别书籍作者出版时间入库登记日期是否被借出版社图3-3书籍信息实体图（d）借阅记录信息实体图：读者借书证编号书籍类别编号借阅时间借阅记录信息实体实体图3-4 借阅记录信息实体图（e）还书记录信息实体图：归还记录信息实体实体读者借书证编号书籍类别编号归还时间图3-5还书记录信息实体图（f）罚款信息实体图：罚款信息实体书籍编号罚款金额读者姓名读者借书证编号书籍名称借阅时间图3-6罚款信息实体图（g）管理员信息实体图：管理员信息实体住址性别姓名管理员编号权限登录口令电话图3-7管理员信息实体图(2）合并各分图,消除属性冲突、命名冲突、结构冲突等三类冲突，得到初步E-R图，再消除不必要冗余，得到的基本E-R图如下所示：信息登记读者实体书籍实体书类别实体还书借阅罚款罚款信息实体各ER图各实体的属性如下所示：书籍类别：bookstyleno，bookstyle读者：readerid，readername，readersex，readertype，regdate书籍：bookid，bookname，bookstyle，bookauthor，bookpub，bookpubdate，bookindate，isborrowed借阅：readerid，bookid，borrowdate还书：readerid，bookid，returndate罚款：readerid，readername，bookid，bookname，bookfee，borrowdate管理员信息：MID，MName，MSex，Mpsw，MAuth，MTeleph，MAddre四逻辑设计阶段 4.1 逻辑设计的任务和目标以上的概念设计阶段是独立于任何一种数据模型的，但是逻辑设计阶段就与选用的DBMS产品发生关系了，系统逻辑设计的任务就是将概念设计阶段设计好的基本E-R图转换为选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。具体内容包括数据组织（将E-R图转换成关系模型、模型优化、数据库模式定义、用户子模式设计）、数据处理（画出系统功能模块图）两大任务。4.2 数据组织4.2.1 将E-R图转为关系模式书籍类别：bookstyleno，bookstyle读者：readerid，readername，readersex，readertype，regdate书籍：bookid，bookname，bookstyleon，bookauthor，bookpub，bookpubdate，bookindate，isborrowed借阅：readerid，bookid，borrowdate还书：readerid，bookid，returndate罚款：readerid，readername，bookid，bookname，bookfee，borrowdate管理员信息：MID，MName，MSex，Mpsw，MAuth，MTeleph，MAddre信息登记：bookstyleno，bookid罚款：bookid，readerid（注：标有直线下划线的为主码）4.2.2 模式优化关系模式书籍类别, 读者, 书籍, 借阅, 还书，罚款，管理员信息，归还，信息登记，借阅，罚款不存在非主属性对主属性的部分函数依赖，也不存在传递函数依赖，已经达到了3NF。4.2.3 数据库模式优化表4.1书籍类别信息表列名数据类型可否为空说明bookstylenovarcharnot null(主键)种类编号bookstylevarcharnot null种类名称表2.2 读者信息表格列名数据类型可否为空说明readeridvarcharnot null(主键)读者借书证号readernamevarcharnot null读者姓名readersexvarcharnot null读者性别readertypevarcharnull读者种类regdatedatetimenull办证登记日期表2.3 Maneger管理员信息表列名数据类型可否为空说明MIDvarcharnot null管理员编号MNamevarcharnot null管理员姓名MSexvarchar管理员性别Mpswvarcharnot null管理员密码MAuthvarcharnot null管理员权限MTelephvarchar管理员电话MAddrevarchar管理员地址表2-3system_book书籍信息表表中列名数据类型可否为空说明bookidvarcharNot null(主键)书籍编号booknamevarcharNot null书籍名称bookstylenovarcharNot null书籍类别编号bookauthorvarcharNot null书籍作者bookpubvarcharNull出版社名称bookpubdateDatetimeNull出版日期bookindateDatetimeNull入库登记日期isborrowedvarcharNot Null是否被借出表2-5borrow_record 借阅记录信息表表中列名数据类型可否为空说明readeridvarcharNot null(外主键)读者借书证编号bookidvarcharNot null(外主键)书籍编号borrowdatevarcharNot null读者借书时间表2-6return_record 还书记录信息表表中列名数据类型可否为空说明readeridvarcharNot null(外主键)读者借书证编号readeridvarcharNot null(外主键)书籍编号returndatedatetimeNot null读者还书时间表2-7reader_fee 罚款记录信息表表中列名数据类型可否为空说明readeridvarcharNot null读者借书证编号readernamevarcharNot null读者姓名bookidvarcharNot null(外主键)书籍编号booknamevarcharNot null书籍名称bookfeevarcharNot Null罚款金额borrowdatedatetimeNot Null借阅时间4.2.4 用户子模式定义表2.7 用户子模式定义编号用户子模式(View)作用(共性：提供数据保密和安全保护机制)V1ReaderView方便读者基本信息的查询、更新V2BookView便于查询和修改图书的基本信息V3BorrowView用于当前借阅信息的查询V4HistoryView便于借阅历史信息的查询V5FineView便于查询罚款信息表2.8 ReaderView 读者基本信息视图列名数据类型可否为空说明readeridvarcharnot null读者借书证号readernamevarcharnot null读者姓名readersexvarcharnot null读者性别readertypevarcharnot null读者种类regdatedatetimenot null办证日期表2.9 BookView 图书基本信息视图列名数据类型可否为空说明bookidvarcharnot null数据编号booknamevarcharnot null图书的书名bookauthorvarcharnot null图书作者bookpubvarcharnot null图书出版社isborrowedvarcharnot null图书是否可借表2.10 BorrowView 读者当前借阅信息视图列名数据类型可否为空说明readeridvarcharnot null读者借书证号booknamevarcharnot null书籍名称bookauthorvarcharnot null作者borrowdatedatetimenot null借阅时间YHdatedatetimenot null应还时间表2.11 HistoryView 读者借阅历史信息视图列名数据类型可否为空说明bookidvarcharnot null读者借书证号booknamevarcharnot null书籍名称borrowdatedatetimenot null借阅时间returndatedatetime归还时间表2.12 FineView 读者罚款信息视图列名数据类型可否为空说明bookidvarcharnot null读者借书证编号booknamevarcharnot null书籍名称borrowdatedatetimenot null借阅时间returndatedatetime归还时间bookfeevarcharnot null罚款金额五物理设计阶段5.1 物理设计阶段的目标和任务数据库的物理设计就是为逻辑数据模型选取一个最合适应用要求的物理结构的过程，在这个阶段中要完成两大任务：（1）确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要是存取方法和存储结构；（2）对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率。5.2 数据存储方面为数据库中各基本表建立的索引如下：1.由于基本表system_readers，system_readers的主码readerid，bookid经常在查询条件和连接操作的连接条件中出现，且它们的值唯一，在两个属性上建立唯一性索引；2.借阅信息基本表borrow_record的一属性readerid，bookid，经常在查询条件中出现，考虑在其之上建立聚簇索引；3.还书信息基本表return_record的一属性readerid，bookid，经常在查询条件中出现，考虑在其之上建立聚簇索引；六数据库实施阶段 6.1 建立数据库、数据表、视图、索引6.1.1创建数据库USE masterGOCREATE DATABASE librarysystemUSE librarysystem6.1.2书本类别表建立create table book_style( bookstyleno varchar(30) primary key, -种类编号 bookstyle varchar(30) -种类名称)6.1.3创建书库表create table system_books( bookid varchar(20) primary key, -书籍编号 bookname varchar(30) Not null, -书籍名称 bookstyleno varchar(30) Not null, -书籍类别 bookauthor varchar(30), -书籍作者 bookpub varchar(30) , -出版社名称 bookpubdate datetime, -出版日期 bookindate datetime , -入库登记日期 isborrowed varchar (2) , -是否被借出foreign key (bookstyleno) references book_style (bookstyleno),)6.1.4读者表建立create table system_readers ( readerid varchar(9)primary key, -读者借书证号 readername varchar(9)not null , -读者姓名 readersex varchar(2) not null, -读者性别 readertype varchar(10), -读者种类 regdate datetime -办证登记日期)6.1.5借书记录表建立create table borrow_record( bookid varchar(20) primary key, -读者借阅证编号 readerid varchar(9), -书籍编号 borrowdate datetime, -读者借书时间 foreign key (bookid) references system_books(bookid), foreign key (readerid) references system_readers(readerid),)6.1.6还书记录表建立create table return_record( bookid varchar(20) primary key, -书籍编号 readerid varchar(9), -读者借阅证编号 returndate datetime, -读者还书时间 foreign key (bookid) references system_books(bookid), foreign key (readerid) references system_readers(readerid)6.1.7罚款单表建立create table reader_fee( readerid varchar(9)not null, -读者借书证编号 readername varchar(9)not null , -读者姓名 bookid varchar(20) primary key, -书籍编号 bookname varchar(30) Not null, -书籍名称 bookfee varchar(30) , -罚款金额 borrowdate datetime, -借阅时间 foreign key (bookid) references system_books(bookid), foreign key (readerid) references system_readers(readerid)6.1.8管理员基本信息表create table Maneger(MID varchar(10) primary key, -管理员编号MName varchar (10) not null, -管理员姓名MSex varchar (2), -管理员性别Mpwd varchar (8) not null, -管理员口令MAuth varchar (40) not null, -管理员权限级别MTeleph varchar (15), -联系方式MAddre varchar (30), -住址check(MSex =男 or MSex =女) )6.1.9建立视图（1）用于查询图书基本信息的视图定义如下： create view Bookview (数据编号, 书名, 作者, 出版社, 图书状态)asselect bookid,bookname,bookauthor,bookpub,isborrowedfrom system_books（2）用于读者基本信息查询的视图定义如下：create view Readerview (读者姓名,性别,身份,借书证号,办证日期)asselect readername, readersex,readertype,readerid,regdatefrom system_readers（3）用于显示当前借阅基本信息的视图定义如下：create view Borrowview (读者借书证号,书名,作者,借阅日期,到期日期)asselect borrow_record.readerid,bookname,bookauthor,borrowdate,borrowdate+30from borrow_record,system_books,return_recordwhere system_books.bookid=borrow_record.bookidand system_books.bookid=return_record.bookidand return_record.returndate is null（4）用于借阅历史信息查询的视图定义如下：create view Historyview (读者借书证号,书名,借阅日期,归还日期)asselect return_record.readerid,bookname,borrowdate,returndatefrom return_record,borrow_record,system_bookswhere return_record.bookid=system_books.bookid and borrow_record.bookid=system_books.bookid and return_record.returndate is not null（5）用于查询罚款信息的视图定义如下：create view Fineview (读者借书证编号,书籍名称,借阅日期,归还日期,罚款金额)asselect reader_fee.readerid,reader_fee.bookname,borrow_record.borrowdate,return_record.returndate,bookfeefrom reader_fee,borrow_record,return_recordwhere return_record.bookid=reader_fee.bookid and borrow_record.bookid=reader_fee.bookid and bookfee is not null6.1.10 建立索引create clustered index Bookid on borrow_record (bookid);6.2 数据初始化6.2.1将书籍类别加入表book_style中insert into book_style(bookstyleno,bookstyle)values(1,人文艺术类) insert into book_style(bookstyleno,bookstyle)values(2,自然科学类)insert into book_style(bookstyleno,bookstyle)values(3,社会科学类)insert into book_style(bookstyleno,bookstyle)values(4,图片艺术类)insert into book_style(bookstyleno,bookstyle)values(5,政治经济类)insert into book_style(bookstyleno,bookstyle)values(6,工程技术类)insert into book_style(bookstyleno,bookstyle)values(7,语言技能类)6.2.2将已有的图书加入system_books表中(定义相同的作者出版社的书本编号不一样)insert into system_books values(00125415152,计算机组成原理,6,王爱英,清华大学出版社,2001-01-03,2003-11-15,1);insert into system_books values(00125415153,计算机组成原理,6,王爱英,清华大学出版社,2001-01-03,2003-11-15,1);insert into system_books values(00456456,数据库原理,6,萨师煊,高等教育出版社,2007-07-02,2007-09-15,1);insert into system_books values(12215121,C程序设计,6,谭浩强,清华大学出版社,2002-04-02,2004-03-14,1);insert into system_books values(9787308020558,计算机体系结构,6,石教英,浙江大学出版社,2004-10-03,2006-11-15,1);insert into system_books values(45456141414,数据结构（C语言版）,6,吴伟民，严蔚敏,清华大学出版社,2002-06-28,2004-01-21,1);insert into system_books values(5455515,中华历史5000年,1,吴强,北京大学出版社,2005-04-03,2006-05-15,1);insert into system_books values(015115,古代埃及,3,赵文华,北京大学出版社,2001-02-02,2002-09-15,1);insert into system_books values(1514514,日本文化,1,吴小鹏,北京大学出版社,2002-04-02,2004-03-14,1);insert into system_books values(15154656,微观经济学,5,李小刚,北京大学出版社,2000-10-03,2001-11-15,1);insert into system_books values(5658,影视文学,4,苏庆东,北京大学出版社,1999-02-28,2000-01-21,1);insert into system_books values(565800020,探索宇宙奥秘,2,苏庆东,北京大学出版社,1999-02-28,2000-01-21,1);6.2.3将已有图书证的读者加入system_readers表中insert into system_readers(readerid,readername,readersex,readertype,regdate)values(X05620207,易志强,男,学生,2011-9-23 14:23:56);insert into system_readers(readerid,readername,readersex,readertype,regdate)values(X05620206,胡青青,女,学生,2011-09-30 13:24:54.623);insert into system_readers(readerid,readername,readersex,readertype,regdate)values(X05620204,任云云,女,学生,2011-09-27 11:24:54.123);insert into system_readers(readerid,readername,readersex,readertype,regdate)values(X05620202,杨坤强,男,学生,2011-09-30 13:24:54.473);insert into system_readers(readerid,readername,readersex,readertype,regdate)values(008415,任长安,男,教师,2004-04-30 09:24:54.478);insert into system_readers(readerid,readername,readersex,readertype,regdate)values(001456,周玉华,女,教师,2004-04-30 09:24:54.478);6.2.4 管理员基本信息表insert into Maneger values(2,张三,男,1235,超级管理员湖南衡阳);insert into Maneger values(3,李四,男,1235,超级管理员湖南衡阳);insert into Maneger values(4,王五,男,1237,一般管理员湖南衡阳);insert into Maneger values(5,赵六,男,1238,一般管理员湖南衡阳);insert into Maneger values(6,李刚,女,1239,一般管理员湖南衡阳);6.2.5 添加已借书读者的记录，同时将在已借出的借阅标记置insert into borrow_record(bookid,readerid,borrowdate)values(00125415152,X05620202,2012-09-27 11:24:54.123)update system_booksset isborrowed=0where bookid=00125415152;insert into borrow_record(bookid,readerid,borrowdate)values(00125415153,X05620206,2013-5-27 08:26:51.452)update system_booksset isborrowed=0where bookid=00125415153 and isborrowed=1;insert into borrow_record(bookid,readerid,borrowdate)values(5455515,X05620207,2013-5-27 08:26:51.452)update system_booksset isborrowed=0where bookid=5455515 and isborrowed=1;insert into borrow_record(bookid,readerid,borrowdate)values(015115,X05620204,2013-5-21 12:11:51.452)update system_booksset isborrowed=0where bookid=015115 and isborrowed=1;insert into borrow_record(bookid,readerid,borrowdate)values(15154656,001456,2013-5-28 14:11:51.312)update system_booksset isborrowed=0where bookid=15154656 and isborrowed=1;insert into borrow_record(bookid,readerid,borrowdate)values(565800020,008415,2013-5-28 15:11:31.512)update system_booksset isborrowed=0where bookid=565800020 and isborrowed=1;6.3 结果查询6.3.1单表查询表book_style中查询演示:表system_books中查询演示:将已有图书证的读者加入system_readers表中结果查询:借书纪录表borrow_record结果查询:6.3.2 超期处理（1）现在对已有借书证的读