探究实验室教学管理系统开发之数据库设计

探究实验室教学管理系统开发之数据库设计 孟金洲摘 要：随着高校管理变革的逐步推进，实验室建设进一步规范化、复杂化，高校实验室管理工作也变得更加繁重和复杂。为了便利管理工作的展开，提高工作效率，利用计算机来进行辅助管理，以简化我们的工作，成为需要。本系统正是基于此而进行开发设计。系统采用.NET框架和三层结构，完全B/S模式，纯面向对象思想（OOP）；本系统运用了Microsoft SQLServer2005为后台数据库，以Visual studio.NET2008为前端开发工具，通过对数据库技术进行了较深入的学习和应用，主要完成管理员管理、教师教学安排管理、学生预约实验、做实验、用户维护、系统维护等系统功能。系统运行结果证明，其操作简单，界面友好，运行比较稳定，适用于大学院校实验教学管理使用。关键词：实验室教学管理；OOP；B/S；Visual studio.NET2008；SQLServer2005 The Development Of Experiment Management System MengJinZhou Dept.of Computer Science&Technology Director：PanWei Abstract: As university management to promote the gradual change, the laboratory building further standardization, complicated, college laboratory management work is also becoming more heavy and complicated. This system was based on this and development design. System adopts framework and three layer structure, completely B/S model, pure the object-oriented idea (OOP); This system using Microsoft SQLServer2005 for backend database, with Visual studio. NET2008 for front-end development tools, through to the database technology were further study and application, mainly completes administrator management, teachers teaching arrangement management,System operation results show that the operation simple, friendly interface, operation is stable and the experiment teaching management apply colleges use. Keywords：laboratory teaching management; B/S;NET2008; SQLServer2005 目录1、引言1.1、实验室教学管理系统开发背景1.2、实验室教学管理系统功能1.3、开发的目的、意义1.4、开发思想1.5、系统开发运行环境2、实验室教学管理系统开发相关技术的介绍2.1、A的介绍2.2、SQL Server 2005 概述3、系统功能模块设计3.1、系统概述3.2、主要功能模块3.3、管理员子系统模块3.4、学生子系统模块3.5、教师子系统模块4、系统数据库设计4.1、数据库设计4.1.1、概念结构设计4.1.2、逻辑结构设计4.2、主键、外键设置说明4.3、系统中部分SQL语句5、数据库存储过程、触发器、视图设计5.1、系统设计过程中部分存储过程5.2、触发器设计5.3、视图创建5.4、数据库连接核心代码5.5、数据库在后台运用5.51、数据库连接5.52、实验室部分6、结论6.1、数据库中常见问题6.11、数据库的完善问题6.12、页面与数据库连接的问题6.2、整个设计过程参考文献致 谢1、引言 1.1、实验室教学管理系统开发背景 在当今的社会，可以说是信息技术的发展时代，在社会的方方面面无不涉及到各种信息的处理。信息是人们对客观世界的具体描述，是人们进行交流与联系的重要途径。人类社会就处在一个对信息进行有效合理的加工中。它将促进整个社会的发展,在当今信息时代，人们的生活方式随着Internet的不断发展发生了不同寻常的改变。1.2、实验室教学管理系统功能 本系统可以为学生提供做实验的网上平台，学生只要在实验室的计算机上就可以浏览所要了解的实验信息，并通过用户验证登录后，找到自己要做的实验进行操作、查询等；本系统为教师提供在线查看学生的实验报告、批改实验报告、查看学生做实验的记录等。1.3、开发的目的、意义 实验室信息化管理是在传统实验室的基础上,利用先进的计算机技术、网络通信技术、多媒体技术等相关的信息,加工处理传播技术,将现实实验室中的各种实验资源进行处理,并通过计算机进行开放型管理,其重要意义是使得实验室在时间和空间上得以延伸。 1.4、开发思想 基于.NET框架，系统架构采用三层结构（用户表示层、业务逻辑层、数据访问层），B/S模式，完全面向对象。ASP.NET可以使用.NET平台快速方便的部署三层架构。显示层放在ASP.NET页面中，数据库操作和逻辑层用组件来实现，这样就很方便的实现了三层架构。1.5、系统开发运行环境 系统开发环境：Microsoft Visual Studio 2008系统开发语言：ASP.net+C#运行平台：Windows XP数据库：SQL Server 20052、实验室教学管理系统开发相关技术的介绍2.1、A的介绍 ASP.net 5是基于通用语言的编译运行的程序，所以它的强大性和适应性，可以使它运行在Web应用软件开发者的几乎全部的平台上。2.2、SQL Server 2005 概述 Microsoft SQL Server 2005 由一系列相互协作的组件构成，不仅能满足最大的 Windows应用程序和企业数据处理系统存储和分析数据的需要，还能为个人或小企业提供易于使用的数据存储服务，是现在通用数据库里面最流行、性能最好的数据库之一。（1）关系数据库设计 关系型数据库应用数学方法来处理数据库中的数据，是支持关系模型的数据库系统。关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。（2）关系数据结构设计 在本系统中通过利用SQL Server 服务管理器来控制服务器上Microsoft SQL Server 2005组件的启动、暂停和停止。这些组件在Microsoft Windows 7 上作为服务运行，相对于每一个SQL Server实例都只有一个SQL Server 服务实现运行调度的SQL Server管理任务的代理程序和全文本检索引擎以及管理分布式事务。本系统中设计数据库时，按照关系数据库中的范式规则，将表中的重复字段和不相关字段进行合理划分，设计出来的数据库表格符合第二范式，减少了数据操作时的错误。（3）关系操作集合设计 本系统根据SQL的语句定义标准，编写合理，实用，功能完善的操作语句，从而实现对数据库进行规范操作。（4）关系完整性约束设计 本系统通过对外键的控制，在存储过程中编写一些合理，实用，功能完善的操作语句对数据库进行操作。在数据库报损文件中删除的记录也应该在库存文件中删除，两个表格之间存在约束关系。3、系统功能模块设计3.1、系统概述 在本系统中，主要是为了方便实验室的管理、学生上机做实验和选课及教师可以直接利用网络系统收集学生实验结果和批改学生实验报告等。其中管理员可以管理学生、教师和管理员的基本信息，添加开课计划和所要上机操作的实验项目，并根据教师要求上传相应的实验计划，教师可以收集学生的实验结果并批改学生实验报告，最终返回实验成绩功能等。3.2、主要功能模块 本系统根据登录权限划分，可以分为管理员、学生和教师三大模块：实验室学生子系统、实验室教师子系统、实验室管理员子系统，如下图1所示：教师信息实验内容上传实验报告评分教师管理学生管理实验室管理实验室设备管理开课课程管理管理员教师学生实验室教学管理系统学生信息查看实验信息提交实验报告修改密码实验报告成绩 图1： 系统主要模块3.3、管理员子系统模块管理员部分主要实现的功能部分包括：1) 系统维护 此功能模块只是针对管理员，管理员对系统进行必要的维护2) 开课计划 管理员根据学校安排或者有关学院的安排制定不同班级学生的开课计划，并能够进行相关的更新。1） 权限管理 管理员根据学校安排可以增加不同的用户，并可实现增、删、改用户及其用户登录权限设置。2） 设备管理查看实验室的相关记录，记录下不能使用的实验设备并标注清楚，根据学校安排调整或者添加相关的实验设备。3.4、学生子系统模块学生部分主要实现的功能部分包括：1）修改密码： 当学生登录进入后，可以跟据原密码，验证并修改密码2） 个人信息 在个人信息这部分，学生登录进去后，系统可以从数据库中读取相应的个人信息3）实验部分 当学生点击实验部分，可以根据老师的安排，进行试验操作、填写报告4） 成绩查询： 该部分可以对自己已作实验成绩进行查看3.5、教师子系统模块教师部分主要实现的功能包括：个人信息 教师在该部分可以查看、修改自己的个人信息密码修改 可以根据旧密码，修改确定新密码实验安排 这部分教师可以根据自己的课时计划，制定安排实验实验报告 教师将根据学生上交的实验报告，查阅、统计打分4、系统数据库设计4.1、数据库设计 数据库是管理信息系统的核心，一个良好的数据库结构既具有数据冗余少、操作处理过程简单等特点，同时也应具有信息查找比较容易、系统开销低等特点2。 本系统在进行数据库设计时，先根据在需求分析中得到的业务数据流，进行高度抽象得出系统实体，构造E-R图，然后再将E-R图转换生成特定的DBMS支持下的关系模式，再对确定的关系数据模式进行优化，最后确定数据的物理存储。4.1.1、概念结构设计概念结构设计的重点在于信息结构的设计，它是整个数据库系统设计的关键。本系统从数据流中抽象出各个实体：学生、教师、管理员、实验课程、实验报告等我们可设计出本系统的E-R图（实体-联系图）如图2和图3所示：图2：学生E-R图图3：管理员E-R图 4.1.2、逻辑结构设计设计逻辑结构应该选择最适于描述与表达相应概念结构的数据模型，然后选择最合适的DBMS。本系统数据库中的表有学生信息表、实验室信息表、教师信息表、管理员权限表、设备表等21张表。设由此，我们根据三大功能和模块来设计表。（）管理员部分主要用到的表表1 Student（学生）字段数据类型长度描述S_idtinyint10学号（主键）S_namechar8姓名S_Sexvarchar2性别S_Pwdvarchar20密码S_Gradevarchar50年级Majorvarchar50专业Classvarchar50班级（外键）表2 Teacher（教师）字段数据类型长度描述T_IDtinyint4教师编号（主键）T_namechar10教师姓名T_sexchar2教师性别T_pwdvarchar50密码T_phonevarchar50电话 表3 Administer（管理员）字段数据类型长度描述A_idtinyint10管理员编号（主键）A_Namenchar10姓名Pwdchar10密码Limitchar10权限Memotext16备注 表4 Exp_Course（开课计划表）字段数据类型长度描述Kidtinyint10实验课程编号（主键）K_Namenchar10课程名称（外键）C_IDint10班级编号Memotext16备注表5 Exp_room（实验室表）字段数据类型长度描述ExpR_idtinyint10 实验室编号（主键） ExpR_Namenchar10实验室名称 ExpR_dizichar10实验室地址Memotext16备注（二）教师部分所用到主要表表6 Teacher（教师）字段数据类型长度描述TIDtinyint4教师编号（主键）Tnamechar10教师姓名Tsexchar2教师性别Tpwdvarchar50密码Tphonevarchar50电话 表7 Exp_Public（实验发布）字段数据类型长度描述IDtinyint4实验报告编号（主键）Titlevarchar50报告题目Contenttext16报告内容Timedatetime8添加时间表8 Grade（班级）字段数据类型长度描述Midtinyint50专业编号（主键）Gidint4班级编号Gradevarchar 50班级名称 表9 Exp_Info（项目计划）字段数据类型长度描述Xidtinyint10项目编号（主键）X_namevarchar50实验项目名称X_contenttext16实验项目内容Teachervarchar8授课教师（外键）（三）学生部分所用到主要表表10 Student（学生）字段数据类型长度描述Sidtinyint10学号（主键）Snamechar8姓名Sexvarchar2性别Pwdvarchar20密码Gradevarchar50年级Majorvarchar50专业Classvarchar50班级（外键） 表11 Exp_Report（实验报告）字段数据类型长度描述Exp_idtingyint10实验编号（主键）Sidnchar10学号Tidchar10教师名字Titlechar10实验题目Contentchar10实验内容Memotext16备注 表12 Grade（班级）字段数据类型长度描述Midtinyint50专业编号（主键）Gidint4班级编号Gradevarchar 50班级名称表13 Course（课程表）字段数据类型长度描述Cour_idtinyint50课程编号（主键）Cour_Nameint10课程名称Cour_classvarchar 50开授班级 4.2、主键、外键设置说明主键 在每一张表中，一般将表中的第一个字段名设为主键标识符，并让它自增加，设置为identify。外键 一张表中某一个字段，并且该字段必须为另一个表中的主键。4.3、系统中部分SQL语句在SQLServer2005管理界面工具栏上点击图标打开如下窗口：在其中可以编写，并执行T-SQL语句，举例如系统表的代码。CREATE TABLE dbo.SysTable(Sys_Caption varchar(50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NOT NULL CONSTRAINT DF_SysTable_Sys_Caption DEFAULT (1),Sys_Satus tinyint NOT NULL,Sys_Memo varchar(500) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS NULL,5、数据库存储过程、触发器、视图设计5.1、系统设计过程中部分存储过程（1）、获取用户信息的存储过程 CREATE proc Proc_GetUSRInfo(type int,id int) as Select userid,name,startendTime,unit,Froming,pwd,limit,From administer Where type = type and r.owner=u.id and r.id=id（2）、更新信息存储过程CREATE proc Proc_UpdateUserInfo(id int,age int,class Nvarchar(50)college Nvarchar(50),userid Nvarchar(50), userpass Nvarchar(50),sex bit,)asupdate tb_userInfoSet userid=userid,userpass=userpass, sex=sex,age=age,college=college,class=classwhere id=id delete from administer where id=id5.2、触发器设计（1）、为kaike(开课)表创建一个更新触发器，只允许操作表中的课程开设项目设计，当对数据表进行修改时，触发器被激活生效。程序代码： create trigger kaike_upon kaike for updateasif update(kaike_Name)beginraiserror(cannt modify,16,1)rollback transactionendif update(kaike_Name)beginraiserror(cannt modify,16,1)rollback transactionend（2）、为课程表（kc）建立一个插入触发器，当用户向表中插入记录时，如果插入的是课程表中没有的课程编号则提示用户不能插入记录，否则提示插入成功。请进行测试。 create trigger kc_inon kc for insertasdeclare a char(10)select a=cno from insertedifexists(select * from sc where cno=a)5.3、视图创建（1）、在学生部分，当学生查看实验成绩时创建视图,如下表 SC表: sno cno gradeS1 C1 90S1 C2 80S1 C3 77 视图代码： create view cs_grade as select s.sno,s.sname,o,sc.grade,s.sdept ,s.sage from student s,sc sc where s.sno=sc.sno（2）、学生与课程项目成绩之间的视图create view v1AS select t1.Stu_Name,网络=max(case when Course_ID=N网络 then C_score end),数学=max(case when Course_ID=N数学 then C_score end),英语=max(case when Course_ID=N英语 then C_score end),from t1 left join t2 on t1.Stu_ID=t2.Stu_ID group by t1.Stu_NameGo select * from v15.4、数据库连接 string str = server=MENG;database=Shiyan;uid=sa;pwd=123; SqlConnection con = new SqlConnection(str);con.Open(); 5.5、数据库在后台运用5.5.1、界面登录数据库部分 string strsql = select * from Administer where User_Name= + TextBox1.Text.ToString() + and Pwd = + TextBox2.Text.ToString() + and Limit = + DDL.SelectedValue + ;5.5.2、实验室部分 数据库核心部分：Tring sqlstr =