排課系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)(20200912050037)

1、JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本科課程實(shí)訓(xùn)題目：關(guān)于學(xué)生排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)學(xué) 院：軟件學(xué)院姓 名：肖力謝果學(xué)號(hào)：專 業(yè)：軟件工程班 級(jí)：軟件1001指導(dǎo)教師：黃欣2011年12月引言:由于當(dāng)下大學(xué)學(xué)校班級(jí)及專業(yè)較多，我們學(xué)校的實(shí)用的幫助班級(jí)排課的一個(gè) 系統(tǒng)也有迫切需求?；谟肧QLServer設(shè)計(jì)的數(shù)庫的排課系統(tǒng)也有很大的需要， 在本實(shí)訓(xùn)作業(yè)中，將會(huì)針對(duì)該實(shí)際情況，對(duì)我校江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的學(xué)生上課排課系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)工作由雙人合作的形式完成，對(duì)一個(gè)學(xué)期以來數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論的學(xué)習(xí) 進(jìn)行鞏固和聯(lián)系。該排課系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)流程工作大概分為三個(gè)階段：需求分析， 概

2、念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也將設(shè)計(jì)的物理結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫實(shí)施維護(hù)從略講述， 著重在需求分析上的收集數(shù)據(jù)形成實(shí)體及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)字典完成，在需求分析的基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)流圖的基本設(shè)計(jì)；在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上完成數(shù)據(jù)的抽象形成各子系 統(tǒng)的E-R圖，最后在解決沖突的分析下完成基本總實(shí)體 -聯(lián)系（E-R圖）;在邏輯 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段中完成數(shù)據(jù)的抽象及實(shí)體的形成，實(shí)體的規(guī)范分析及完整性約束， 以及設(shè)計(jì)階段的有關(guān)觸發(fā)器的創(chuàng)建分析和實(shí)現(xiàn)最后簡要對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步 驟的物理設(shè)計(jì)和實(shí)施階段簡要概述。課程設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)周兩天完成，使用流行的 SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完 成基本設(shè)計(jì)工作，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） T/S

3、QL基本語句實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫表的 創(chuàng)建，表的完整性約束，表的視圖及觸發(fā)器的創(chuàng)建，基本工作都按照實(shí)訓(xùn)題要求 基本完成。需求分析需求分析是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的必要和首要設(shè)計(jì)階段， 將會(huì)影響以后數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的 延續(xù)和質(zhì)量，需求分析方法也很多，最重要是形成有實(shí)用價(jià)值的實(shí)際性的數(shù)據(jù)字 典和數(shù)據(jù)流圖。在該排課系統(tǒng)的需求分析階段，主要是通過詢問和自己所掌握的 關(guān)于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)系方式和工作方式，形成了關(guān)于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流 圖。1.1需求表述基本功能描述排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)主要完成工作有:1、數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)數(shù)據(jù)的錄入和相關(guān)完整性條件約束的建立，2、數(shù)據(jù)庫相關(guān)的觸發(fā)器與存儲(chǔ)過程對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的聯(lián)系的管理;3、執(zhí)行程序能

4、夠高效率地完成數(shù)據(jù)處理和調(diào)用；4、能夠通過DBMS!立一系列視圖來更方便的操作數(shù)據(jù)庫。開發(fā)技術(shù)描述開發(fā)工具： Microsoft SQL Server 2005SQL Server 2005是microsoft 公司推出的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，該版本繼承 了 SQL Server 2000版本的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又比它增加了許多更先進(jìn)的功能。具有 使用方便可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點(diǎn)，可跨越從運(yùn)行 Microsoft Windows 2000電腦到運(yùn)行 Microsoft Windows XP 的大型多處理器的服務(wù)器等 多種平臺(tái)使用。本實(shí)驗(yàn)中最終將使用Microsoft SQL Server 200

5、5 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)。1.2分析形成初步數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典(Data Dictionary ，DD)是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)需求分析階段后通過科學(xué)的 處理方法得到的該系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集合， 也是進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分 析所獲得的主要成果，它在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中占有恨重要的地位。數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理過程5個(gè)部 分。其中數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 以下將把分析收集的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)列出：1、課程相關(guān)數(shù)據(jù)（表1）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度kcdh課程代號(hào)表示該課程的一個(gè)代號(hào)intkcm課程名這個(gè)課程的 名稱char8kclb

6、課程類別該課程的上 課形式（教室類）tin yi nt注：教室類別中的tinyint 從14分別代表取值為普通教室、多媒體教室、 半多媒體教室、實(shí)驗(yàn)機(jī)房，也可以由具體其它教師類別進(jìn)行擴(kuò)充。2、班級(jí)數(shù)據(jù)（表2）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級(jí)代號(hào)代表這個(gè)班 級(jí)的號(hào)碼（表示 院系）int11bjmc班級(jí)名稱表示這個(gè)班 級(jí)的名字char8bjrs班級(jí)人數(shù)該班級(jí)包括 的人數(shù)int113、教師數(shù)據(jù)（表3）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度js dh教師代號(hào)老師的代碼int11jsxm教師姓名教師的名字char10jszc教師職稱反映了這個(gè)老師的職稱char10jsxb教師性別表示老師的 性別char2

7、4、教室數(shù)據(jù)（表4）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jsdh教室代號(hào)表示這個(gè)教室位置int11jsgm教室規(guī)模表示這個(gè)教 室可以容納的人 戶intjslb教室類表示是否有int別多媒體設(shè)置注：教室類別中的tinyint 從14分別代表取值為普通教室、多媒體教室、 半多媒體教室、實(shí)驗(yàn)機(jī)房，也可以由具體其它教師類別進(jìn)行擴(kuò)充。5、班級(jí)課程數(shù)據(jù)（表5）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級(jí)代號(hào)表示這個(gè)班 級(jí)intkcbh課程代號(hào)表示該班級(jí) 的該課程intks_num課時(shí)數(shù)目表示該班級(jí) 該課程的課時(shí)數(shù) 目intz_num課時(shí)周數(shù)表示該班級(jí) 該課程的上課周 數(shù)目int6班級(jí)課時(shí)數(shù)據(jù)（表6）字段名稱說明功能數(shù)

8、據(jù)類型寬度bjdh班級(jí)代號(hào)r班級(jí)的代號(hào)intkcdh課程代號(hào)課程的代號(hào)intsjdh時(shí)間代號(hào)該班級(jí)上該 課程的時(shí)間點(diǎn)intjs_dh教師代號(hào)上課老師的 代號(hào)intjsdh教室代號(hào)上該次課的 教室int注:星期的屬性值范圍tinyint中從15分別代表值是周一到周五；節(jié)次的 屬性值范圍tinyint 中從14分別代表值是12節(jié)，34節(jié)，56節(jié)，78 節(jié)。7、授課數(shù)據(jù)（表7）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jdh教師代號(hào)intkcdh課程代號(hào)int注：一個(gè)老師可能教授多門課程的情況也存在8、教室使用狀態(tài)數(shù)據(jù)分析（表8）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jsdh教室的代號(hào)intjcdh時(shí)間代號(hào)哪個(gè)時(shí)間點(diǎn) 教室

9、在用狀態(tài)intsyqk使用情況該教室在時(shí) 間段內(nèi)是否被使 用char2注：標(biāo)注教室使用情況，以便于進(jìn)行排課時(shí)不至于沖突。9、學(xué)期的時(shí)間分配數(shù)據(jù)（表9）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度sjdh時(shí)間代號(hào)intzc時(shí)間周tin yi ntxq時(shí)間星期inyintjc節(jié)次tin yi nt注：星期的屬性值范圍tinyint中從15分別代表值是周一到周五；節(jié)次的屬性值范圍tinyint 中從14分別代表值是12節(jié)，34節(jié)，56節(jié)，78節(jié)以上各是需求分析后形成的數(shù)據(jù)的部分?jǐn)?shù)據(jù)字典，基本描述了各種數(shù)據(jù)及其 結(jié)構(gòu)，沒有對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行較多的描述。1.3基本數(shù)據(jù)流圖通過以上的分析和各類數(shù)據(jù)的形成，也將在以下畫出

10、該系統(tǒng)的基本簡單數(shù)據(jù) 流圖，數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，DFD為概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和形成初步基本 E-R圖做好準(zhǔn)備。下圖為得到的基本數(shù)據(jù)流程圖:人數(shù)基本數(shù)據(jù)流程圖（圖 1）注：在該數(shù)據(jù)流程圖中簡要將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向標(biāo)示， 在排課處理中綜合所有 的相關(guān)數(shù)據(jù)，最后得到一個(gè)班級(jí)一門課程在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的上課地點(diǎn)和任課老師二、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將以上需求分析階段得到的數(shù)據(jù)字典及數(shù)據(jù)流程圖整合為對(duì)應(yīng)得到實(shí)體聯(lián) 系圖，為下一步邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中創(chuàng)建關(guān)系代數(shù)模型和建立相應(yīng)得表做最后的分析 準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)各實(shí)體及其屬性以下各圖將系統(tǒng)所有實(shí)體的屬性集合表示如下：教師班級(jí)以上將數(shù)據(jù)各實(shí)體分別將圖表列出?；綞-R圖的形成

11、實(shí)體聯(lián)系部分情況：1、一個(gè)班級(jí)可以是在一個(gè)學(xué)期內(nèi)學(xué)習(xí)沒 M門課程，一門課程也可以同 時(shí)在我們學(xué)校的N個(gè)班級(jí)內(nèi)開課；2、一個(gè)老師可以教M門課程的情況，同時(shí)一門課程有 N個(gè)老師在教授 課程；3、一個(gè)班級(jí)有M個(gè)老師授課學(xué)習(xí)，一個(gè)老師也可能在N個(gè)班級(jí)中講課;4、一個(gè)班上課只能在1個(gè)教室，同時(shí)一個(gè)教室在一時(shí)刻只能一個(gè)班上 課（大課及公選課沒有考慮進(jìn)去）；5、一個(gè)老師上課在1個(gè)教室，一個(gè)教室只能1個(gè)老師在上課；6 個(gè)時(shí)間點(diǎn)有M個(gè)班級(jí)在上課，一個(gè)班級(jí)只能只能在 1個(gè)時(shí)間點(diǎn)上 課?；綞-R圖：老師M系統(tǒng)基本E-R圖在形成E-R圖的過程中，由于將各實(shí)體聯(lián)系到一塊，可能會(huì)產(chǎn)生命名沖突， 結(jié)構(gòu)沖突和屬性沖突，在此

12、將不具體介紹相關(guān)沖突的解決辦法， 只在后面的模型 中自行分析并解決。三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好的基礎(chǔ)上把形成的基本系統(tǒng)實(shí)體聯(lián)系圖 轉(zhuǎn)化為我們現(xiàn)在要使用的DBMS!系模型結(jié)構(gòu)，在此將具體將 E-R圖的各實(shí)體和 屬性聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)的關(guān)系模式，并對(duì)各關(guān)系模式分析各規(guī)范要求。E-R圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式生成的關(guān)系表：1、課程表（課程號(hào)，課程名，課程類別）該表記錄全校所有課程的相關(guān)信息， 包括該課程的上課類別，也就是上課教 室的類別，將課程號(hào)作為主碼。該關(guān)系中其它兩個(gè)非主屬性完全依賴于碼值課程代號(hào)，也不存在傳遞依賴， 同時(shí)滿足于1NF, 2NF, 3NF三個(gè)規(guī)范。2、班級(jí)表（班級(jí)代號(hào)，班

13、級(jí)名，班級(jí)人數(shù)）表記錄學(xué)校各班級(jí)的的簡單信息，包括班級(jí)名稱和班級(jí)人數(shù)，班級(jí)人數(shù)同時(shí) 將會(huì)確定該班級(jí)上課的教室規(guī)模，班級(jí)代號(hào)為主碼約束，班級(jí)名和班級(jí)人數(shù)完全 依賴于該碼，不存在傳遞依賴，該關(guān)系滿足 3范式規(guī)范要求。3、教師表（教師代號(hào)，教師性別，教師姓名）教師表將學(xué)校所有老師的信息記錄， 教師代號(hào)為為主碼，也滿足三范式的規(guī) 范要求。4、教室表（教室代號(hào)，教室規(guī)模，教室類別）將記錄全校所有教室信息的表，其中實(shí)體完整性為教室代號(hào)為主碼， 教室規(guī) 模為教室容納人數(shù)，教室類別取值有int型數(shù)據(jù)4種，兩個(gè)非主屬性完全依賴于 碼且不傳遞依賴于主碼。5、時(shí)間表（時(shí)間代號(hào)，星期，節(jié)次，周次）記錄學(xué)校一個(gè)學(xué)期所有

14、上課時(shí)間的表， 將節(jié)假日和雙休日可以不再表內(nèi)，包 含周次，星期，節(jié)次三個(gè)時(shí)間屬性，時(shí)間代號(hào)為主碼約束，三個(gè)屬性完全依賴于 主碼，也不傳遞依賴于主碼，滿足關(guān)系范式要求。6班級(jí)選課表（班級(jí)代號(hào)，課程代號(hào)，課時(shí)數(shù)，周數(shù)）班級(jí)選課表將記錄一個(gè)班級(jí)一門課程的上課信息， 包括課時(shí)數(shù)，和上課總周 數(shù)，班級(jí)代號(hào)和課程代號(hào)為主碼，同時(shí)也是班級(jí)表和課程表的外碼， 一個(gè)班的某 門課程的上課課時(shí)和周數(shù)一定的，兩個(gè)屬性完全依賴于主碼，同時(shí)這個(gè)關(guān)系也將 是編程實(shí)現(xiàn)時(shí)進(jìn)行排課所需要的表，將會(huì)生成視圖和編寫觸發(fā)器對(duì)應(yīng)外碼的參照 完整性。7、班級(jí)派課表（班級(jí)代號(hào)，時(shí)間代號(hào)，課程號(hào)，教師代號(hào)，教室代號(hào)）班級(jí)派課表中記錄排課后的班

15、級(jí)上課表， 也是最終得到的班級(jí)課表信息，以 班級(jí)代號(hào)和時(shí)間代號(hào)為主碼約束，其他屬性有該班級(jí)在該時(shí)刻上課的課程，上課 的老師代號(hào)，以及上課的教室代號(hào)。8、教室狀態(tài)表（教室代號(hào)，時(shí)間代號(hào)，使用狀態(tài)）教室狀態(tài)表保存了在排課過程中教室的使用情況，使用狀態(tài)為1和0,分別表示教室在該時(shí)刻的使用狀態(tài)，為編程實(shí)現(xiàn)不會(huì)教室在某個(gè)時(shí)刻不重復(fù)排教室。 教室代號(hào)和時(shí)間代號(hào)為主碼約束，該關(guān)系同樣滿足三范式規(guī)范。9授課狀態(tài)表（教師代號(hào)，課程代號(hào)）授課狀態(tài)表將記錄老師的教課信息，一個(gè)老師可能上幾門不同的課程，比如java老師可能也上C語言的課程，加入該表將會(huì)更準(zhǔn)確記錄老師的授課信息， 以便排課系統(tǒng)更好的分配。該表為全碼約束

16、，兩個(gè)屬性組合為主鍵。部分表、視圖和觸發(fā)器的創(chuàng)建1、表的創(chuàng)建：Create table subject sdh,zc,xqFrom class,time,teacher,班級(jí)派課表 subjectWhere =班級(jí)派課表.bjdh anddh= 班級(jí)派課表.sdh and=班級(jí)排派表.sjdh and=班級(jí)派表.kcdh3、教室課表視圖建立：Create view teachertimeAsSelect jsxm,bjxm,kcm 班級(jí)派課表.bidh ,xq,zc,jc,班級(jí)派課表.bidhFrom class ,room,teacher,time,班級(jí)排課表.subjectWhere =班級(jí)派課表.bjdh anddh= 班級(jí)派課表.sdh and=班級(jí)派課表.sjdh and=班級(jí)排課表.kcdh5、部分觸發(fā)器的建立：Create trigger insert_ST on班級(jí)派課表 for insertAsBeg indeclare banji int banji_1 intselect banji=co un t（*） from班級(jí)派課表， in serted where = 班級(jí)派課表.bjdh and = 班級(jí)派課表.bjkcselect banji_1=kss from班級(jí)課表，inserted where = 班級(jí)派課表