《数据库原理与应用》课程设计论文-中小学教学管理系统数据库设计

《数据库原理与应用》课程设计论文-中教学管理系统数据库设计 信息工程学院 《数据库原理与应用》课程设计论文 题 目:中小学教学管理系统数据库设计 姓 名: 专 业:计算机科学与技术 指导老师: 完成日期:二零零六年七月 摘 要 中小学教学管理以教学工作为主，但具体模块小而细致，而且与外部有众多联系，使得工作涉及面广泛，日常事务复杂，如果没有一个强大的信息系统来支持，那么势必会造成学校日常管理不但烦琐，效率差，浪费人力、物力，而且可能出现不必要的信息丢失和安全保密等问题，给教学管理工作带来麻烦。随着计算机技术的日益发展，科技水平的不断提高，数据库技术在各个领域也得到快速发展和成熟，在中小学中应用教学管理系统势必体现了它的重要性、必要性和可行性。基于此，旨在利用数据库原理和开发技术，建立全面、方便、准确的教学管理平台，提高中小学教学管理的水平、质量和效率。 关键字:教学管理;数据库;信息系统 II 目 录 《数据库原理与应用》课程设计论文 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? I 1 引言 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1本课题(项目)的研究意义 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.2 本论文的目标与任务 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.2.1 目标 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.2.2 任务 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.3 进度安排 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2 数据库设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2.1 需求分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2.1.1 引言 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2.1.2 目标 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2.1.3 任务 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 2.1.4 阶段成果 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 2.2 概念设计 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.2.1 引言 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.2.2 概念模型设计 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.3 逻辑设计 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 2.3.1 引言 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 2.3.2 数据组织 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 2.3.3 系统功能模块图 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 10 2.4 物理设计 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 11 2.4.1 引言 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 11 2.4.2 数据存取 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 11 2.5 数据库实施 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 12 2.5.1 引言 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 12 2.5.2 建立数据库、数据表、视图、索引等存储过程等DDL定义，并完成完整性、 安全性等要求定义 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 12 2.5.3 数据入库 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 15 2.5.4 完成处理过程、系统主要功能(查询、更新、简单统计等)，均需要使用存储 过程完成 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 15 2.6 系统调试与测试 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19 2.6.1 系统测试方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19 2.6.2 测试内容 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19 3 收获与体会 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19 4 存在问题与建议 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19 5 致谢 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 19 I 6 参考文献 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 20 附录1 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 21 附录2 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 25 II 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 1 引言 1.1本课题(项目)的研究意义 1、中小学教学管理以教学工作为主，但具体模块小而细致，而且与外部有众多联系，使得工作涉及面广泛，日常事务复杂，如果没有一个强大的信息系统来支持，那么势必会造成学校日常管理不但烦琐，效率差，浪费人力、物力，而且可能出现不必要的信息丢失和安全保密等问题，给教学管理工作带来麻烦。随着计算机技术的日益发展，科技水平的不断提高，数据库技术在各个领域也得到快速发展和成熟，在中小学中应用教学管理系统势必体现了它的重要性、必要性和可行性。基于此，旨在利用数据库原理和开发技术，建立全面、方便、准确的教学管理平台，提高中小学教学管理的水平、质量和效率。 2 、通过本次课题的研究，巩固数据库理论知识，熟悉数据库设计的各个阶段，基本掌握数据库设计的方法和能力，积累经验。 1.2 本论文的目标与任务 1.2.1 目标 严格按照数据库设计的步骤:需求分析设计，概念设计，逻辑设计，物理设计，数据库实施，数据库调试与试运行六个阶段，针对中小学教学管理目前的实际情况，初步设计出合理的，能够基本达到课程设计要求的系统，满足用户最基本的，常用的要求，并在此基础上进一步完善和增添没有考虑到的功能。总之，做到没有明显的漏洞，能够完全实现最基本的功能。 1.2.2 任务 各个阶段都有自己必须完成的任务，现总结如下: 需求分析阶段:通过详细调查现实世界要处理的对象(学校)，充分了解原系统(手工系统或计算机系统)工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来设计数据库。设计出详细的业务流程图和数据流图。 概念设计阶段:将需求分析阶段得到的用户需求进行数据抽象，得到分E-R图，经过必要的冗余消除，设计出全局E-R图。 逻辑设计阶段:主要任务是将概念设计阶段设计好的全局E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构，并进行规范化处理。此外，根据实际局部应用的需求，设计用户的子模式。 物理设计阶段:根据给定计算机系统，为逻辑数据模型选取最合适应用要求的物理结构。 数据库实施与维护:建立数据库、数据表，对数据入库，完成存储过程和系统的常用功 1 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 能。 1.3 进度安排 (1)6月26日前，完成选题、审题、用户调查阶段。 (2)6月26日,29日，系统需求分析，完成需求分析阶段，26日上午8:00-10:00课程设计动员及李老师讲解课程设计的要求。10-12点分班进行师生交流，完成对题目的最后确定。 26日下午到27日全天，由学生完成用户调查及需求分析的最后形成。这一部分工作不在机房完成，由大家自己安排。27日下午5点在信息楼三层与老师交流。 28日-29日开始进入机房开始完成需求分析报告，并与老师交流确定需求分析报告。 (3)6月30,7月2日，概念设计、逻辑设计、物理设计阶段，各阶段大大致时间为一天。 (4)7月3日,7月5日，数据库实施阶段，其中7月5日，由各班选出5名同学作为评审委员，与指导教师一起推选2名同学进行交流演示。 (5)7月6日，交流演示。 (6)7月7日，提交论文，归还设备。 2 数据库设计 2.1 需求分析 2.1.1 引言 通过对一些中小学(如:西北农林科技大学附中)的实地考察和访谈，以及书刊资料的查阅，发现绝大多数的学校目前的教学管理都仍然采用人工模式，使得学校的日常管理事务不但烦琐，而且效率很低，甚至容易出错。随着计算机技术的日益发展，科技水平的不断提高，数据库技术在各个领域也得到快速发展和成熟，在中小学中应用教学管理系统势必体现了它的重要性与必要性，它能够建立全面、方便、准确的教学管理信息平台，提高中小学教学管理的水平、质量和效率。 2.1.2 目标 通过切实详细的需求分析，充分了解原系统的情况，明确用户的各种需求，得到本阶段的成果:业务流程图、数据流程图和数据字典。 2.1.3 任务 此阶段的主要任务是通过调查、收集与分析信息，获得用户对数据库的信息要求、处理要求和安全性与完整性要求。 2 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 2.1.3.1 处理对象分析 确定了此系统要处理的对象主要有四个方面的数据:学籍管理、教学管理、考务管理和成绩管理。 2.1.3.2 具体功能分析 此系统涉及的功能主要有:学生注册、学籍信息管理及查询、课表查询、考务日程安排查询、成绩查询等。 开学时，学生可以进行在线注册，教师将其基本信息录入，形成学籍档案，其他访问者可以查询。教学阶段，学生和教师都可以对自己的课程表进行查询，了解自己的学习任务或教学任务。到了考试阶段，教务处根据教室情况、学生信息、教学任务来安排考务日程，进行考务管理。最后是对学生成绩的录入，学生自己查询。 2.1.3.3 安全性和完整性要求分析 为确保安全性的要求，对该系统必须要进行权限的设置，比如学生只有查询的权限，教师可以有成绩录入的权限，教务处要有数据修改的权限，一切由管理员统一管理和维护。 具体完整性要求将在逻辑设计阶段得到充分体现，所以在需求分析阶段需要充分了解数据信息，包括数据的约束等。 2.1.4 阶段成果 2.1.4.1调查的方式、体会和收获 在做需求分析时，我实地考察了西北农林科技大学附中，并同有关领导进行了访谈，了解到目前的中小学教学管理仍然停留在人工模式，其主要原因有技术的不成熟，还有很多教师的这种意识还不高，不具备操作的基本素质。 另外，还查阅了很多期刊，参看了有关软件工程方面的书籍。 刚开始选题时，就感觉到了这个系统比较大，后来想换题，但老师鼓励我积极做下去，要不怕困难。为了降低复杂度，减少难度，可以不考虑那些和教学管理不是很密切的环节，比如说学校工资管理等。通过需求分析阶段，我虚心听取老师的建议，感觉还比较充实，基本完成了任务，但由于时间和能力的局限，仍感觉似乎还有很多必要的细节没有完全考虑到。在这个过程中，通过自己亲身不断地实践操作，加强了对业务流程图，数据流图的理解和掌握，也让自己的思维得到进一步的提高和扩展，感觉需求分析阶段不仅是对你数据库理论知识的考验，也是对一个人综合素质的要求～ 2.1.4.2 业务流程图 详见附录1 图1-1、1-2、1-3、1-4 2.1.4.3 数据流图(DFD图) 详见附录1 图1-5、1-6、1-7、1-8、1-9、1-10 2.1.4.4 数据字典 3 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 数据项: 与其他数据项是否可取值数据项数据项之间的逻数据项名 含义说数据类型 长度 取值范围 以为空 含义 的逻辑辑联系 明 关系 学好唯一决定其Snum 学号 varchar 10 否 他数据项 Sname 姓名 varchar 8 Sex 性别 varchar 2 男、女 初一、二、Sgrade 年级 varchar 8 三 班级编ClassNum varchar 6 号 班级名ClassName varchar 20 称 班级人小于100;Cmount int 3 数 整数 入学时InTime datetime 8 间 出生年BirTime datetime 8 月 NatPlace 籍贯 varchar 10 政治面团员、党Visage varchar 4 貌 员、其他 学生档FileID varchar 10 否 案编号 注册时ReTime datetime 8 间 Cnum 课程号 varchar 10 否 Cnum?Cname Cname 课程名 varchar 10 考试时Ktime varchar 10 间 Score 分数 float 8 0--150 星期一—Week 星期 varchar 8 星期天 上课教Tname varchar 10 师 4 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 与其他数据项是否可取值数据项数据项之间的逻数据项名 含义说数据类型 长度 取值范围 以为空 含义 的逻辑辑联系 明 关系 上课节Csection varchar 6 次 教师姓Tname varchar 10 名 RoomID?Pnum、RoomID 教室号 varchar 8 否 RoomType 容纳人Pmount int 3 0--100 数 教室类普通、多媒RoomType varchar 10 型 体 教师编TeacherID唯一决TeacherID varchar 10 否 号 定其他数据项 Tage 年龄 int 3 教师档FileID varchar 10 否 案编号 Post 职称 varchar 10 ChTime 变动时datetime 8 间 ChReason 变动原varchar 50 因 数据结构: 数据结构名 含义说明 组成 学生 定义了一个学生信息 学号，姓名，性别，年级，班级，入 学时间，出生年月，籍贯，政治面貌， 学生档案编号 单科成绩 定义了一张单科成绩表的信息 课程号, 课程名，成绩 学生课程表 定义了一张学生课程表的信息 课程名，星期，上课教师，上课节次 教师课程表 定义了一张教师课程表的信息 教师姓名，星期，上课节次，上课班 级 教师 定义了一个教师的信息 教师编号，教师姓名，性别，年龄， 籍贯，政治面貌，所教课程，教师档 案编号，职称 教室 定义了一个教室的信息 教室号，容纳人数，教室类型 学籍变动 定义了一个学生转学的信息 变动时间，变动原因 5 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 2.2 概念设计 2.2.1 引言 该阶段的主要特点是将需求分析阶段得到的用户需求抽象为信息结构，才能更好、更准确地用某一DBMS实现这些需求。主要目标是生成局部E-R图，然后合并成全局E-R图。采用的主要方法有自顶向下、自底向上、逐步扩张以及混合策略。 概念结构设计的第一步就是利用抽象对需求分析阶段收集到的数据进行分类，组织，形成实体，实体的属性，标识实体的码，确定实体之间的联系类型(1:1,1:n,m:n),设计分E-R图。具体做法是: 1、选择局部应用。根据本系统的具体情况，在多层的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，作为设计分E-R图的出发点，让这组途中的每一部分对应一个局部应用。 2、逐一设计分E-R图。选择好局部应用后，就要对每个局部应用逐一设计分E-R图，亦称局部E-R图。在前面选好的某一层次的数据流图中，每个局部应用都对应了一组数据流图，局部应用涉及的数据都已经收集在数据字典中了。现在就是要将这些数据从数据字典中抽取出来，参照数据流图，标定局部应用中的实体，实体的属性，标识实体的码，确定实体之间的联系及其类型。 注:划分实体和属性的两条准则是: 1、作为“属性”，不能再具有需要描述的性质。“属性”必须是不可分的数据项，不能包含其他属性。 2、“属性”不能与其他实体具有联系，即E-R图中所表示的联系是实体之间的联系。 2.2.2 概念模型设计 2.2.2.1设计分E-R图，即各子模块的E-R图 详见附录2 图2-1、2-2、2-3、2-4 2.2.2.2 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 详见附录2 图2-5 2.2.2.3 生成全局E-R图，通过消除冲突等方面 详见附录2 图2-6 E-R图各实体或联系的属性为: 学生(学号，姓名，性别，年级，班级，入学时间，出生年月，籍贯，政治面貌，学生 档案编号) 教师(教师编号，教师姓名，性别，年龄，籍贯，政治面貌，所教课程，教师档案编号， 职称，学历) 班级(班级编号，名称，，人数) 教室(教室号，容纳人数，教室类型) 学籍变动信息(学号，变动时间，变动原因) 6 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 课程(课程号，课程名) 成绩(分数) 注册信息(学号，注册时间) 考试安排(时间) 课程安排(星期，节次) 2.3 逻辑设计 2.3.1 引言 此阶段的任务主要有:把概念结构设计阶段设计好的E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构;对关系模型进行规范化处理;设计用户子模式。 2.3.2 数据组织 2.3.2.1将E-R模型转换为关系模型 学生(学号，姓名，性别，年级，班级，入学时间，出生年月，籍贯，政治面貌，学生 档案编号) 教师(教师编号，教师姓名，性别，年龄，职称，籍贯，政治面貌，所教课程，教师档 案编号，学历) 班级(班级编号，名称，班主任，人数) 教室(教室号，容纳人数，教室类型) 学籍变动信息(学号，变动时间，变动原因) 课程(课程号，课程名) 成绩(学号，课程号，分数) 注册信息(学号，注册时间) 课程安排表(班级编号，教师编号，教室号，课程号，星期，节次) 考试安排(学号，教室号，课程号，考试时间) 监考(学号，教师编号) 2.3.2.2 模型优化 根据范式理论分析，课程安排表的各实体的码的组合还不能完全决定上课时间(星期，节次)，所以课程安排表的所有属性的组合才构成码，改为: 课程安排表(班级编号，教师编号，教室号，课程号，星期，节次) 为了对表进行优化处理，考试安排表和监考表均属于考试安排的任务，故可以合并成一个表，改为: 考试安排表(学号，教室号，课程号，教师编号，考试时间) 各基本表之间的关系如附录2 图2-7 7 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 2.3.2.3 数据库模式定义 学生表(Student) 属性 中文解释 数据类型 宽度 自定义是否为空是否为主(P)/外键 约束 值 (F) Snum 学号 varchar 10 NOT NULL YES(P) Sname 姓名 varchar 8 Sex 性别 varchar 2 Sgrade 年级 varchar 8 ClassNum 班级 varchar 6 InTime 入学时间 datetime 8 BirTime 出生年月 datetime 8 NatPlace 籍贯 varchar 10 Visage 政治面貌 varchar 4 学生档案编 FileID varchar 10 号 教师表(Teacher) 属性 中文解释 数据类型 宽度 自定义是否为空值 是否为主 约束 (P)/外键(F) TeacherID 教师编号 varchar 10 NOT NULL YES(P) Tname 教师姓名 varchar 10 Sex 性别 varchar 2 Tage 年龄 int 3 NatPlace 籍贯 varchar 10 Visage 政治面貌 varchar 4 Cname 所教课程 varchar 10 FileID 教师档案编号 varchar 10 Post 职称 varchar 10 XueLi 学历 varchar 8 班级表(Class) 属性 中文解释 数据类型 宽自定义约束 是否为空是否为主 度 值 (P)/外键(F) ClassNum 班级编号 varchar 6 NOT NULL YES(P) ClassName 班级名称 varchar 20 Tname 班主任 varchar 10 Cmount 班级人数 int 3 40=< Cmount <=80 RoomID 教室号 varchar 8 8 2004级计算机科学与技术专业1班数据库原理与应用课程设计论文 教室表(ClassRoom) 属性 中文解释 数据类宽自定义约束 是否为空是否为主 型 度 值 (P)/外键 (F) RoomID 教室号 varchar 8 NOT NULL YES(P) Pmount 容纳人数 int 3 30=方案

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