學生選課系統(tǒng)詳細設計報告.docx

學生選課系統(tǒng)詳細設計報告班級：軟件1204班姓名：馮 丹（041231） 王銳娟（04123129） 孫玉萍（041231）目錄第一章 需求分析21.1.1.1 系統(tǒng)管理員需求分析31.1.1.2教師需求分析41.1.1.3 學生需求分析41.2 任務概述51.2.1 目標51.2.2 運行環(huán)境51.3 數(shù)據(jù)流圖61.4 數(shù)據(jù)字典61.5系統(tǒng)完整性、安全性81.5.1 對服務的要求81.5.2 對性能的規(guī)定8第二章 概念結構設計102.2 學生選課系統(tǒng)概念結構設計102.2.1 系統(tǒng)實體E-R圖112.2.2學生選課系統(tǒng)的分E-R圖12圖4 教務處需求管理的E-R圖132.2.3學生選課系統(tǒng)E-R圖14第三章 邏輯結構設計153.1 邏輯結構設計153.2 學生選課系統(tǒng)的邏輯結構設計15第四章 物理設計174.1 關系中的關系模式174.2 基本表設計17第五章 數(shù)據(jù)庫的實施和維護215.1 數(shù)據(jù)的載入215.3 數(shù)據(jù)庫的維護215.3.1 維護225.3.2檢測并改善數(shù)據(jù)庫性能225.3.3重新組織和構造數(shù)據(jù)庫22第一章 需求分析1.1 需求分析1.1.1 分析階段本項目所開發(fā)的學生選課系統(tǒng)完成學校對學生的選課信息的統(tǒng)計與管理，減少數(shù)據(jù)漏掉的情況，同時也節(jié)約人力、物力和財力，告別以往的人工統(tǒng)計。方便學生、老師，學生可以在線查看可選課程信息、在線選課、信息修改、成績查看，老師可以查選自己的課程人數(shù)、課程信息（包括開課時間、地點、開課方式），管理員可以對整個系統(tǒng)進行管理（包括系統(tǒng)管理、用戶管理、課程管理）。系統(tǒng)模塊劃分如下：學生選課系統(tǒng)教師學生1.1.1.1教師需求分析在該系統(tǒng)中，為方便教師工作，要求教師能夠核實自己信息、查詢所授課程的信息、查看自己教學班的信息，以及最后登記學生的成績等。教師學生成績排名選課學生信息個人信息已選課程課程信息修改密碼圖3.教師需求1.1.1.2 學生需求分析學生該系統(tǒng)為學生主要提供選課服務，因此學生可以直接查看選課情況，學生可以根據(jù)本人學號和密碼登錄系統(tǒng)，進行相關操作。此外還應附帶其他服務，如核實個人信息，查看教師信息、課程信息以便選課，查看自己選課結果，查詢考試成績等。個人信息已選課程選課成績排名修改密碼可選課程1.2 任務概述1.2.1 目標本系統(tǒng)是為了更好管理學生選課排課信息而設計的。由于學校的學生和課程繁多，包含的信息量大且復雜，有必要建立一個學生選課系統(tǒng)，使選課排課管理工作規(guī)范化，系統(tǒng)化，程序化，提高信息處理的速度和準確性，能夠及時、準確、有效的查詢和修改選課排課相關信息。1.2.2 運行環(huán)境服務器配置包括硬件配置和軟件配置,它們各自都有詳細的要求,下面將分別進行介紹.、服務器端配置(1)、硬件配置安裝本軟件之前，需要確保計算機具有如下配置，這也是最低硬件要求：233兆赫（MHZ）Pentium或更高的微處理器（或與之相當?shù)奶幚砥鳎┦褂?56內(nèi)存（RAM最小為64MB，最大為4GB）不小于40MB的可用硬盤空間（2）、軟件配置安裝本軟件之前，需要確保計算機已安裝：Micorsoft Windows XP及以上的操作系統(tǒng) 1.3 數(shù)據(jù)流圖1.4 數(shù)據(jù)字典登錄信息：學生信息：教師信息：課程信息：成績信息：1.5系統(tǒng)完整性、安全性1.5.1 對服務的要求為保證該系統(tǒng)平穩(wěn)、安全地運行，系統(tǒng)為用戶提供的服務要有以下限制。1 教師只能查看個人的全部信息，若要修改個人信息，需向教務處申報，由管理員修改。2 學生只能查看個人的全部信息，教師的部分信息，自己的選課結果，若要修改個人信息、選課信息，需向教務處申報，由教務處修改。1.5.2 對性能的規(guī)定（1）精度：此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入大多數(shù)為字符串類型，也有表示成績的浮點數(shù)，精度為6。響應時間：對于管理人員輸入的用戶信息應該在人們所能接受的等待時間來確定，通常為1-2秒。（2）更新處理時間要求:用戶輸入數(shù)據(jù)后，對于該操作人員輸入的數(shù)據(jù)處理時間應該是毫秒級的。數(shù)據(jù)的轉換和傳輸也應該在人們的接受的等待時間內(nèi)。（3）靈活行(1) 在操作方式上若發(fā)生變化，如無法使用瀏覽器進入系統(tǒng)，那么，可以使用命令方式進入如：可以通過編寫java程序與數(shù)據(jù)庫聯(lián)接,實現(xiàn)登錄。(2) 因為本系統(tǒng)開發(fā)是使用jsp實現(xiàn)，這種開發(fā)技術具有java一樣的很好的系統(tǒng)移植性。(3) 對于數(shù)據(jù)精度方面，應在數(shù)據(jù)庫中加以限制；實現(xiàn)實體完整性，用戶自定義完整性約束。(4) 在設計界面結構和數(shù)據(jù)結構是應留有對以后擴充系統(tǒng)功能的余地，如可以在每個數(shù)據(jù)字段上設計多個自定義字段。第二章 概念結構設計2.1 概念結構在需求分析階段所得到的應用需求應該首先抽象為信息世界的結構，才能更好地、更準確地用某一DBMS實現(xiàn)這些需求。概念結構主要特點：（1）能真是、充分地反映顯示世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求，是對現(xiàn)實世界的一個只是模型；（2）易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫設計成功的關鍵。（3）易于更改，當應用環(huán)境和應用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充；（4）易于向關系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉換；概念結構時各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎，它比數(shù)據(jù)模型更獨立于機器、更抽象，從而更加穩(wěn)定。2.2 學生選課系統(tǒng)概念結構設計現(xiàn)在對所設計系統(tǒng)的需求作進一步的分析，產(chǎn)生概念結構設計的E-R模型。由于這個系統(tǒng)并不復雜，因此可采用自頂向下的設計方法。自頂向下設計的關鍵是確定系統(tǒng)的核心活動。所謂核心活動就是系統(tǒng)中的其他活動都要圍繞這個活動展開，或與此活動密切相關。確定了核心活動之后，系統(tǒng)就有了可擴展的余地。對于這個圖書借閱管理系統(tǒng)，其核心活動是借閱，讀者與圖書之間是通過借閱發(fā)生聯(lián)系的。因此，此系統(tǒng)包含的實體有：（1）學生：用以描述學生的基本信息，用學號標識，老師、學生、管理員都可查詢，其中管理員、學生可修改資料。（2）任課老師：用以描述老師的基本信息及登入密碼，老師、管理員可查詢、修改。（3）課程表：用以描述本學期全部可選課程的信息，學生、管理員、老師都可查看，只有管理員可修改。（4）學生成績表：用以描述本學期全體學生的選課成績，老師可修改。經(jīng)過初步分析，可以得到此系統(tǒng)中各實體所包含的基本屬性如下：1學生:學號(Sno)，姓名(Sname)，性別(Ssex)，年齡(Sage)，所在系(Sdept)2教師:工號(Tno)，姓名(Tname)，職稱(Zhicheng)3課程表:課程號(Cno)，課程名(Cname)，學分(Ccredit)，上課時間(Ctime)，上課地點(Cplace)，代課老師(Tname)4學生成績表:姓名(Sname)，學號(Sno)，課程號(Cno)，成績(Grade)2.2.1 系統(tǒng)實體E-R圖圖1 實體及其屬性（一）圖2 實體及其屬性圖（二）2.2.2學生選課系統(tǒng)的分E-R圖圖3 老師需求管理E-R圖圖4 教務處需求管理的E-R圖圖5 學生需求管理的E-R圖2.2.3學生選課系統(tǒng)E-R圖第三章 邏輯結構設計3.1 邏輯結構設計概念結構設計所得的E-R模型是對用戶需求的一種抽象的表達形式，它獨立于任何一種具體的數(shù)據(jù)模型，因而也不能為任何一個具體的DBMS所支持。為了能夠建立起最終的物理系統(tǒng)，還需要將概念結構進一步轉化為某一DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，然后根據(jù)邏輯設計的準則、數(shù)據(jù)的語義約束、規(guī)范化理論等對數(shù)據(jù)模型進行適當?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，形成合理的全局邏輯結構，并設計出用戶子模式。這就是數(shù)據(jù)庫邏輯設計所要完成的任務。數(shù)據(jù)庫邏輯結構的設計分為兩個步驟：首先將概念設計所得的E-R圖轉換為關系模型；然后對關系模型進行優(yōu)化，如下圖所示圖4.1 邏輯結構設計過程關系模型是由一組關系(二維表)的結合，而E-R模型則是由實體、實體的屬性、實體間的關系三個要素組成。所以要將E-R模型轉換為關系模型，就是將實體、屬性和聯(lián)系都要轉換為相應的關系模型。3.2 學生選課系統(tǒng)的邏輯結構設計有了基本的E-R模型就可以進行邏輯結構設計，也就是設計基本的關系模式。設計基本的關系模式主要從E-R模型出發(fā)，將其直接轉換為關系模式。根據(jù)轉換規(guī)則，這個E-R轉換的關系模式為：（1） 學生（學號(Sno)，姓名(Sname)，性別(Ssex)，年齡(Sage)，所在系(Sdept)）（2） 老師（工號(Tno)，姓名(Tname)，職稱(Zhicheng)）（3） 課程表（課程號(Cno)，課程名(Cname)，學分(Ccredit)，上課時間(Ctime)，上課地點(Cplace)，代課老師(Tname)）（4） 學生成績表（姓名(Sname)，學號(Sno)，課程號(Cno)，成績(Grade）現(xiàn)在分析一下這些關系模式。由于在設計關系模式時是以現(xiàn)實存在的實體為依據(jù)，而且遵守一個基本表只描述現(xiàn)實世界的一個主題的原則，每個關系模式中的每個非主碼屬性都完全由主碼唯一確定，因此上述所有這些關系模式都是第三范式的關系模式。在設計好關系模式并確定好每個關系模式的主碼后，接著根據(jù)這些關系模式之間的關聯(lián)關系確定關系模式的外碼。由基本E-R模型名字相同分別是同語義且取值域相同。第四章 物理設計數(shù)據(jù)庫在物理上的存儲結構與存儲方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結構，它依賴于選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應用要求的物理結構的過程，就是物理設計。數(shù)據(jù)庫的物理設計通常分為兩步：（1）確定數(shù)據(jù)庫的物理結構，在關系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結構；（2）對物理結構進行評價，評價的中的是時間和空間效率。4.1 關系中的關系模式圖書管理系統(tǒng)中的關系模式如下：（1）學生（學號，姓名，性別，年齡，所在系）主碼：學號（2）任課老師（工號，姓名，職稱）主碼：工號（4）課程表（課程號，課程名，學分，上課時間，上課地點，代課老師）主碼：課程號（5）學生成績表（姓名，學號，課程號，成績）主碼：學號，課程號4.2 基本表設計利用MicrosoftSQLServer2000建立一個空數(shù)據(jù)庫book，其中包括以下表。表5.1 教務處字段名數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)長度允許空用戶名Char20登入密碼Char20create table 教務處（用戶名 char(20) primary key,登入密碼 char(20)not null）表5.2 學生字段名數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)長度允許空學號Int10姓名Char20性別Char20密碼Char20院系Char50身高Int10密碼char20create table 學生(學號 int(10)primary key, 姓名 char(20)not null , 性別 char(20)not null, 年齡 char(20) not null , 身高 int(10)not null, 密碼 char(20)not null, 院系 char(50) not null )表5.3 任課老師字段名數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)長度允許空工號Int10姓名Char20職稱Char20create table 任課老師 (工號 int(10) primary key, 姓名 char(20)not null, 職稱 char(20) )表5.4課程表字段名數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)長度允許空課程名Char20課程號Int20學分Int5上課時間Char20上課地點Char20代課老師Char20create table 課程表 (課程號 char(20)primary key, 課程名int（20）not null， 學分int（5） not null, 上課時間char(20)not null, 上課地點char(20) not null, 代課老師 char(20) not null)表5.5學生成績字 段 名數(shù) 據(jù) 類 型數(shù) 據(jù) 長 度允許空課程名Char20代課老師Char10課程號Int10成績Int10create table 學生成績(課程名char(20) ,代課老師int(10),課程號 int(10) not null,成績 int(10) not null,primary key（課程名，課程號號）,foreign key(學號) references 學生(學號)第五章 數(shù)據(jù)庫的實施和維護數(shù)據(jù)庫物理設計完成之后，需要用RDBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言和其他使用程序將數(shù)據(jù)庫邏輯設計和物理設計結果嚴格描述出來，成為DBMS可以接受的源代碼，在經(jīng)調(diào)試產(chǎn)生目標文件。5.1 數(shù)據(jù)的載入1、向學生表中插入三條信息： （1）insert into 學生values(04123134,馮丹,111111,女,1993-10-20,1.9,CS)（2） insert into 學生values(04123135,孫玉萍,222222,女,1992-01-20,1.85,AS)（3） insert into 學生values(04123129,王銳娟,333333,女,1992-07-28,1.62,WS)2、選擇課程中插入三條信息： （1）insert into 課程values(CS-020,英語,王小銀,0.0) （2）insert into 課程values(CS-110,數(shù)據(jù)庫,王春梅,0.0)5.3 數(shù)據(jù)庫的維護在數(shù)據(jù)庫運行階段，對數(shù)據(jù)庫經(jīng)常性的維護工作主要是有DBA完成，它包括：1.數(shù)據(jù)庫的轉儲和恢復2.數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性控制3.數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改造4.數(shù)據(jù)庫的重組織與重構造5.3.1 維護數(shù)據(jù)庫既是共享的資源，又要進行適當?shù)谋Ｃ?。DBA必須對數(shù)據(jù)庫安全性和完整性控制負起責任。尤其在計算機網(wǎng)絡普遍引應用的今天，保證數(shù)據(jù)安全、防止黑客攻擊、防止病毒入侵等，都是DBA所需要面對的。按照設計階段提供的安全防范和故障恢復規(guī)范，DBA要經(jīng)常檢查系統(tǒng)的安全是否受到侵犯，根據(jù)用戶的實際需要授予用戶不同的操作權限。數(shù)據(jù)庫在運行過程中，由于應用環(huán)境發(fā)生變化，對安全性的要求可能發(fā)生變化，DBA要根據(jù)實際情況及時調(diào)整相應的授權和密碼，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性。同樣數(shù)據(jù)庫的完整性約束條件也可能會隨應用環(huán)境的改變而改變，這時DBA也要對其進行調(diào)整，以滿足用戶的要求。5.3.2檢測并改善數(shù)據(jù)庫性能目前許多DBMS產(chǎn)品都提供了檢測系統(tǒng)性能參數(shù)的工具，DBA可以利用系統(tǒng)提供的這些工具，經(jīng)常對數(shù)據(jù)庫的存儲空間及響應時間進行分析評價；結合用戶的反映情況確定改進措施；及時改正運行中發(fā)現(xiàn)的錯誤；按用戶的要求對數(shù)據(jù)庫