设备仪器数据库设计

1、武汉理工大学数据库课程设计说明书 实验报告题 目设备仪器数据库设计学 号班 级姓 名指导教师唐祖锴课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 唐祖锴 工作单位： 计算机学院 题目：设备仪器数据库设计初始条件：实验室对设备仪器进行入库登记和维护，当报废时应办报废手续。借出时，由借用人填写借条，办理借用手续，当归还时应归还借条并办归还手续。l 入库单（代码、院内编号、名称、规格、型号、单价、数量、金额、生产厂、购入单位、采购员、管理员、入库日期、经费来源、批准人）l 报废单（代码、院内编号、名称、规格、型号、单价、数量、报废原因、批准人、管理员、报废日期）l 借条（代码、院内编号、名称、规格

2、、型号、单价、数量、借用日期、拟还时间、借用人、批准人、管理员、设备状况）要求完成的主要任务：1. 根据上述的初始条件，进行调查分析并设计适当的属性。设计一个设备仪器数据库，DBMS可选Ms SQL Server、Access、VFP等。2. 完成课程设计说明书，其格式遵守学校今年的新规定。主要内容包括：需求分析，概念设计，逻辑设计，物理实现等。3. 基于该数据库，最好实现一个或多个应用程序（自己确定功能），程序设计语言（工具）任选。这一项是选作，不作硬性要求。时间安排：本学期第18周：1. 消化资料、系统调查1天2. 系统分析1天3. 总体设计，实施计划2天 4. 撰写报告1天指导

3、教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日设备仪器数据库设计1 概述 1.1 设计题目 设备仪器数据库设计。 1.2 数据库设计步骤 数据库设计主要分为六个阶段： 1.需求分析阶段 2.概念结构设计阶段 3.逻辑结构设计阶段 4.物理设计阶段 5.数据库实施阶段 6.数据库运行和维护阶段2 需求分析 图 2-1 系统功能图 在设备仪器管理中，对数据库的要求比较严格，不仅要能够对数据库中设备信息进行读取，还应该可以修改相应信息，删除报废的产品信息，并且对数据库的权限和安全性要求较高，经过分析应该设置管理员模式和普通用户模式，其中不同的用户有不同的权限，可以进行不同的操作；此外，还应该设置日

4、志，用来记录操作数据库的相应信息，以进一步保证数据库的安全性。数据库的流程图如图所示: 图 2-2 系统流程图图 2-1、2-2 描述了该数据应该具有的基本功能及各功能的结构顺序。通过图 2-1 及图 2-2 的描述可以基本了解该数据库应该包括的具体信息。2.1 信息管理部分 图 2-3 系统高层抽象图图 2-3 抽象的描述了系统的数据交换的过程。经过对系统功能的分析及各模块的设计分析，得出该数据库应该具有以下几个部分：1.设备信息管理部分；2.设备使用者部分；3.设备借还部分；4.设备报废部分；5.实验室管理员信息管理部分；6.管理员信息管理部分。2.1.1 设备信息管理部分1.管理员可对设

5、备信息库进行维护，可添加新设备信息。2.管理员可对设备类别进行维护，可添加新设备类别。3.管理员可对设备信息进行查询。4.管理员可查看设备类别。5.设备是否已经借出应存储在设备信息中，因此设备必须有一个字段来记录。2.1.2 设备使用者部分1.管理员可对使用者信息进行维护，如添加，删除，修改读者信息等。2.管理员可通过 ID 查询使用者信息，因此使用者 ID 必须唯一，且为必填字段。3.使用者可以注销，即删除使用者。2.1.3 设备借还部分1.管理员可对借用设备和归还设备信息进行维护，如添加，删除，修改等。2.因设备不经常外借，所以管理员应能一次性查阅所有借用记录。3.外借设备和归还记录中应包

6、含借用者信息，如单位，姓名等。2.1.4 设备报废部分1.管理员可以对报废信息进行维护，如添加，删除，修改等。2. 管理员可通过 ID 或类别查询设备报废信息，因此设备 ID 必须唯一，且要有分类查询功能。2.1.5 实验室管理员信息管理部分1.管理员可对实验室管理员信息进行维护，如添加，删除设备管理员信息等。2. 管理员可通过 ID 查询实验室管理员信息，因此设备管理员 ID 必须唯一，且为必填字段。2.1.6 管理员信息管理部分1.管理员有权限划分，每个管理员 ID 必须对应一个管理员权限类型（系统管理员，高级管理员，普通管理员）。2.管理员 ID 必须唯一。3.系统管理员可以维护管理员信

7、息，如添加，删除管理员。4.系统管理员可以查询管理员信息，因此可查询字段（ID）必须设置为必填。2.2 数据字典根据课程设计的要求知道本次课设应该具有以下的基本的信息： 入库单（代码、院内编号、名称、规格、型号、单价、数量、金额、生产厂、购入单位、采购员、管理员、入库日起、经费来源、批准人） 报废单（代码、院内编号、名称、规格、型号、单价、数量、报废原因、批准人、管理员、报废日期） 借条（代码、院内编号、名称、规格、型号、单价、数量、借用日期、拟换时间、借用人、批准人、管理员、设备状况） 其中入库单用来保存新设备的入库记录，报废单用来保存报废的产品的信息，借条用来保存使用者借出设备的相关信息。

8、 在进行数据库的设计时，考虑到数据的复杂性，额外增添了一些功能，但是，在与应用程序的结合的过程中，由于时间的限制及掌握知识的局限性，只实现了上述要求的功能（数据库设计的部分功能：登录、入库、报废及借条的处理和增、删、改用户信息）。 通过对实际实验室设备管理进行考察，发现至少应该需要应该需要以下几张表方能满足一个实验室设备仪器的管理功能。1.实验室信息表2.管理员信息表3.实验室管理员信息表4.使用者信息表5.设备信息表6.报废信息表7.借出信息表 另外，为了控制用户权限及使用者注册、记录操作日志等信息，还应该外增加一些表用来记录这些信息。现在画出主要的数据字典，需求分析结果的描述的一个工具是数

9、据字典，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，现将需求分析的结果用数据字典描述如下：名字：LabAD_ID别名：实验室管理员编号描述：唯一标志管理员的关键域位置：实验室信息表(Lab_Info) 管理员信息表(LabAD_Info） 设备信息表(Equip_Info) 报废信息表(Broke_Info)名字：Lab_ID别名：实验室编号描述：唯一标志管理员的关键域位置：实验室信息表(Lab_Info) 设备信息表(Equip_Info) 报废信息表(Broke_Info) 借出信息表（Lend_Info） 名字：Equip_ID别名：设备编号描述：唯一标志一

10、个特定设备的关键域位置：实验室信息表(Lab_Info) 设备信息表(Equip_Info) 报废信息表(Broke_Info)名字：User_ID别名：使用者编号描述：唯一标志使用者的关键域位置：使用者信息表(User_Info) 借还信息表（Lend_Info）名字：Type_ID别名：类型编号描述：唯一标志设备类型的关键域位置：类型信息表(EquType_Info) 设备信息表(Equip_Info） 借还信息表(Lend_Info) 名字：Orter_ID别名：供应商者编号描述：唯一标志供应商的关键域位置：供应商信息表(Order_Info) 设备信息表(Equip_Info） 3 概

11、念结构设计 将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程。 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用户之间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，数据库是一种存储数据并对数据进行操作的工具。数据库的作用在于组织和表达信息，简而言之，数据库就是信息的集合。关系数据库中包含了多个数据表的信息。 3.1 局部视图的设计图 3-1 实体属性图通过需求分析，知道需要 7 个实体来描

12、述该数据库：设备、设备类别、使用者、实验室管理员、管理员、供应商、实验室。这几个实体的属性图描述见图3-1 所示。圆角矩形内表示该实体的属性。3.2 实体联系图的设计 数据库的设计中不仅要设计数据库中实体的属性图，还应该设计数据库的实体的关系图。实体的关系图描述了两个实体之间的对应的关系，这些关系包括：一对一关系、一对多关系和多对多关系。 本数据库的实体关系图描述如图所示： 其中，方框内表示实体的名字，三角形表示其两端的实体之间的对应的关系，而三角形两边的数字表示两个实体是一对一、一对多还是多对多的关系。 图 3-2 实体联系图在整个数据库中，主要体现各个实体之间的关系，经过分析，可以得出数据

13、库 E-R 图。3.3 视图的集成在设计好各个实体的属性图后，还应该对实体属性图进行视图的集成。视图的集成分为两个步骤：1.合并分 E-R 图，生成初步 E-R 图。2.消除不必要的冗余，设计基本 E-R 图。按上述步骤将本系统的分 E-R 进行视图的集成后，其结果如图 3-3 所示： 图 3-3 集成的 E-R 图3.4 数据流图 数据流图包括数据的源点/终点、交换数据的处理、数据存储、数据流。数据流描述了数据的流向，经过对本系统的分析，画出本系统的数据流图如图 3-4数据流图所示，该图描述了本系统的数据的具体流向。 图 3-4 数据流图4 逻辑结构设计 4.1 E-R 图向关系模型的转换

14、关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合。E-R 图是由实体型、实体的属性和实体型之间的联系 3 个要素组成的。所以将 E-R 图转换为关系模型实际上就是要将实体型、实体的属性和实体型之间的联系转换为关系模式。这种转换遵循如下的原则：一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。根据以上原则，可以将这些 E-R 图转换为关系模型，其中关系模型描述如下所示： 设备：设备编号+设备名称+设备类别+单价+数量+生产厂+入库日期+使用人管理员+所属实验室+备注+是否已外借 设备报废记录：记录号+设备编号+设备类型+报废意见+报废日期+所属实验室+报废设备仓库 设备借还记录

15、：记录号+设备编号+类型+所属实验室+单价+借用单位(个人)+联系电话+借用日期+归还日期 设备类别：类别编号+类别名称 使用者：使用者编号+姓名+联系电话 实验室管理员：编号+密码+姓名+性别+住址+电话 管理员：管理员编号+管理员名称+管理员密码+权限类型+备注 实验室：实验室编号+实验室名称+管理员编号 供应商：供应商编号+名称+电话+供货类型 日志信息表：操作员+操作日期+操作时间+操作模块+操作+备注4.2 数据表的设计 在将 E-R 图转换为关系模型之后，就可以根据关系模型进行数据表的设计了。在本数据库的数据表中，除了上述要求的基本的数据表外，为了保证数据库的安全性，还应该增加记录

16、日志的表及权限控制表等。这些表的具体描述如下表所示： 表 4-1 设备信息表（Equip_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Equip_IDchar15是主键，设备编号Type_IDint4是设备类型Orter_IDint4是设备供应商Equip_Datedatetime8是购置日期Equip_Pricemoney8是设备金额Users_IDchar16null设备使用者Lab_IDint4是null所属实验室Equip_Elsevarchar200null备注Equip_Lendchar4是否是否已外借Equip_Statechar4是否是否报废 表 4-2 设备报废信息表（B

17、roke_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明B_IDchar16是主键Equip_IDchar16是设备编号Broke_Typeint4是设备类型Broke_Reasontext16报废原因Broke_Datedatetime8报废日期Lab_IDint4是所属实验室Broke_Storint4存放仓库Broke_Statechar2是0 为申请状态，1 为回复同意维修，2 为已维修 表 4-3 设备借还信息表（Lend_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明L_IDchar16是主键，记录号Equip_IDchar16是设备编号Type_IDint4是设备类型Lab_

18、IDint4是所属实验室Lend-_Unittext16是借用单位Lend _Teltext16是联系电话Lend _Datedatetime8借用日期Return_Datedatetime8归还日期 表 4-4 实验室信息表（Lab_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Lab_IDint4是递增，主键Lab_Namechar16是实验室名称LabAd_IDvarchar50实验室管理员编号 表 4-5 设备类型信息表（EquType_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Type_IDint4是递增，主键Type_Nametext16是设备类型名 表 4-6 设备使用者

19、信息表（Users_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Users_IDchar16是主键，使用者编号Users_Nametext16是使用者姓名Users_Teltext16联系电话 表 4-7 实验室管理员信息表（LabAd_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明LabAd_IDvarchar50是递增，主键LabAd_Namevarchar50是实验室管理员姓名LabAd _Sexchar4是男实验室管理员性别LabAd_Addrvarchar200是实验室管理员住址LabAd _Teltext16是实验室管理员电话 表 4-8 系统管理员信息表（SysAd_Inf

20、o）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Admin _Namechar16是主键，管理员名称Admin_SecNumchar16是管理员密码Admin_Typechar10是权限类型Admin_Elsetext16管理员备注Timesint40记录用户进入系统前，密码错误次数 表 4-9 供应商信息表（Orter_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Orter_IDint4是递增，主键Orter_Nametext16是供应商名称Orter_Teltext16供应商电话Orter_ChZtext16供应商传真Orter_Typetext16是供货类型 表 4-10 用户权限表（Li

21、mit_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Admin_Namechar16是用户名设备购置管理tinyint1是00 为无此操作权限设备维修管理tinyint1是00 为无此操作权限设备报废管理tinyint1是00 为无此操作权限设备借还管理tinyint1是00 为无此操作权限设备赔偿管理tinyint1是00 为无此操作权限入库查询tinyint1是00 为无此操作权限借还查询tinyint1是00 为无此操作权限报废查询tinyint1是00 为无此操作权限设备类型管理tinyint1是00 为无此操作权限设备基本信息管理tinyint1是00 为无此操作权限实验室管理员

22、管理tinyint1是00 为无此操作权限实验室信息管理tinyint1是00 为无此操作权限设备供应商管理tinyint1是00 为无此操作权限设备使用者管理tinyint1是00 为无此操作权限数据备份与恢复tinyint1是00 为无此操作权限审批权tinyint1是00 为无此操作权限 表 4-11 日志信息表（Log_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明操作员char40否记录操作的用户日期datetime8否记录操作日期操作时间datetime8否记录操作时间操作模块char40否记录被操作的模块操作char40否记录所进行的操作备注char100否记录操作时的数据 表

23、 4-12 注册控制表（Reg_Info）列名数据类型字段大小必填字段默认值说明Regint1否用于控制使用者注册，0 为不能注册，1 为可注册4.3 数据库视图的设计 在建立了数据表之后，还应该建立相应的视图，之所以建立视图是因为视图能够简化用户的操作，并且对数据库的重构提供了逻辑独立性，还能够对保密数据提供安全保护、更清晰的表达查询等，基于视图的以上的优点，故需要建立视图。本设计中建立的视图如下描述： 表 4-13 视图的设计及视图的作用视图名视图的作用Broke_Info_VIEW用于报废查询与统计。Buy_Info_VIEW用于设备入库查询与统计。Equip_Info_VIEW用于设备

24、基本信息管理。EquUse_Info_VIEW用于设备使用管理。Lend_Info_VIEW用于设备借还查询与统计。StuEquip_Info_VIEW用于综合查询，使用者查询信息时使用该试图。4.4 数据库关系图 数据关系图描述了各个表之间的关系及联系，图 4-1 具体描述了数据库之中的表与表之间的联系。根据实际需要本数据库之中共设计了 12 张表。 图 4-1 数据库的关系图4.5 系统结构图 系统结构图主要描述了系统的功能及各个模块之间的连接。该图描述了系统的结构。图中的一个方框描述了一个模块，框内为模块的名字或主要功能。系统结构图描述了系统结构模块之间的调用关系，其中，上层模块调用下层

25、模块。 图 4-2 系统结构图5 物理实现 5.1 模块设计 IPO 表 各模块的 IPO 表设计如下所示，其中 IPO 表有三项数据：输入、输出和处理。输入是用户输入相关的信息，输出是系统相应用户需求而给用户相应的相应结果，处理是系统根据用户的输入所要进行的相应的操作及给出用户的提示。 下面主要给出了几个重要功能的 IPO 表描述：增加设备、删除设备、用户登录及借出设备的 IPO 表，其他模块功能的 IPO 表在这里不再一一累述。 表 5-1 增加设备的 IPO 表IPO 表 增加设备输入：增加设备相关信息输出：提示信息处理：首先判断设备 ID 是否已经存在，若存在，则给出提示信息，设备 I

26、D不能重复；然后，判断输入是否合法，若不合法，则给出非法提示；否则，提示增加设备成功，将设备增加到数据库中 表 5-2 报废设备的 IPO 表IPO 表 报废设备输入：报废设备相关信息输出：提示信息处理：首先判断设备 ID 是否存在，若存在，则判断设备是否借出，若借出，则给出提示信息，该设备已经借出；否则，提示报废设备成功，将该设备从数据库中删除。 表 5-3 用户登录的 IPO 表IPO 表 用户登录输入：用户相关信息输出：提示信息或进入系统处理：首先判断设备该用户是否存在，若存在且密码输入正确，则根据权限进入不同的界面进入系统；否则，给出用户名或密码错误的提示。 表 5-4 借出设备的 I

27、PO 表IPO 表 借出设备输入：需要借的设备的信息输出：提示信息处理：首先判断设备该设备是否存在，若存在，则判断是否被借出，若被借出则提示该设备被借出；否则，提示借出成功，更改该设备在数据库中的状态；若该设备不存在，则给出设备不存在的提示。5.2 数据库的存储结构确定数据库的存放位置和存储结构要综合考虑存取时间、存储空间利用率和维护代价 3 个方面的因素。 1.确定数据的存放位置 由于计算机有多个磁盘或磁盘序列，因此将表和索引放在不同的磁盘上，在查询时，由于磁盘驱动器并行工作，可以提高物理 I/O 读取的效率；将比较大的表放在两个磁盘上，以加快存取速度；将日志文件与数据库对象放在不同的磁盘上

28、，以改进系统的性能。2.确定系统配置由于本数据库规模比较小，因此，现在的普通计算机即可满足该系统的需求。比如：硬盘 320G，内存 2G，CPU 双核等。6 应用程序的设计 在进行应用程序的设计中，只是实现了设备的增、删、改及设备的借出和归还、用户的增、删、改这些基本功能。 实验时，为了与应用程序进行连接，从而对数据库的表进行了相应的简化。 应用程序界面如图所示：登录系统后进入主界面，在主界面可以选择增加设备，删除设备，借还设备、查询信息、用户管理、系统信息、退出程序的功能的选择。各子功能的界面如下图所示： 图 6-3 增加设备界面 图 6-4 删除设备界面 图 6-5 借还设备界面 图 6-

29、6 查询设备界面 从上面的图可以看出程序所具备的基本功能，另外某些功能在报告中就不一一累述了。7 设计的不足 本次课设存在的不足之处在于将数据库与应用程序的连接的过程。虽然最终将数据库与应用程序连接起来了，但是，由于课程设计的时间的限制以及自身掌握知识的局限性，因此，并为实现自己设计的数据库的全部功能，而仅仅是实现了设计任务书要求中的入库、报废和借出与归还设备等（将数据库设计中设计表进行了集合，简化了相应的功能，但是仍然能够满足课设要求的基本的功能），另外，还增加了用户登录及增加、删除、修改用户信息的功能。因此，自己设计的且暂时还未实现的功能还需要自己在课余时间来进一步实现。 虽然，与应用程序的连接与自己设计的数据库有些出入，但是，自己也在这其中学到了很多东西。8 心得体会 本次课程设计的题目是设备仪器数据库设计。此次课程设计用到了数据库的相关知识及相关的编程思想（可以利用 VC+6.0 开发工具