課程設(shè)計報告 學(xué)生住宿數(shù)據(jù)庫設(shè)計

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1、 課程設(shè)計報告 、概述（設(shè)計題目與可行性分析） 、課程設(shè)計題目 （）題目： 學(xué)生住宿數(shù)據(jù)庫設(shè)計 （）初始條件： 一個大學(xué)的后勤部門希望建立一個數(shù)據(jù)庫來管理學(xué)生宿舍的分配。 需要住宿 的學(xué)生都要填寫申請表， 表中有學(xué)生的詳細情況和要申請宿舍的類型的介紹以及 時間。廳室只能提供單獨的房間，房間有房間號、住宿號以及月租金。 在每個新的學(xué)年開始，簽訂新的租用合同，最少的租用時間為一個學(xué)期，最 多一年。 （）要求完成的任務(wù)： 根據(jù)上述的初始條件，進行調(diào)查分析并設(shè)計適當(dāng)?shù)膶傩?。設(shè)計

2、一個住宿數(shù)據(jù) 庫，可選 、、等。 完成課程設(shè)計說明書，其格式遵守學(xué)校今年的新規(guī)定。主要內(nèi)容包括：需求 分析，概念設(shè)計，邏輯設(shè)計，物理實現(xiàn)等。 基于該數(shù)據(jù)庫，最好實現(xiàn)一個或多個應(yīng)用程序（自己確定功能） ，程序設(shè)計 語言（工具）任選。這一項是選作，不作硬性要求。 問題概述 隨著社會信息化步伐的加快，社會對人才的要求越來越高，相應(yīng)的，需要學(xué) 校的工作越來越周到、全面、先進、高效。這不僅使學(xué)生管理的日常工作日趨復(fù) 雜繁重，而且，對它提出了更高的要求。 本學(xué)生宿舍管理信息系統(tǒng)強化了學(xué)生 管理的職能， 涵蓋了學(xué)生管理、 床位管理等主要功能

3、， 特別是對學(xué)生宿舍管理工 作進行了提煉和概括， 使學(xué)生宿舍管理工作日益規(guī)范化、制度化和科學(xué)化。學(xué) 生宿舍管理系統(tǒng)的使用， 大大減少了學(xué)生處管理者的重復(fù)勞動， 是學(xué)校管理的得 力助手。 1 / 25 、可行性分析 技術(shù)可行性 當(dāng)前的主流數(shù)據(jù)庫技術(shù)是關(guān)系數(shù)據(jù)庫， 語言的應(yīng)用深入到了數(shù)據(jù)庫開發(fā)的 各領(lǐng)域，所以，建構(gòu)數(shù)據(jù)庫沒有技術(shù)上難題；基于的數(shù)據(jù)庫訪問，技術(shù)已經(jīng)很成 熟了，所以對于應(yīng)用程序的開發(fā)問題，技術(shù)上也沒有障礙，可以無故障開發(fā)。 經(jīng)濟可行性 開發(fā)一個住宿管理系統(tǒng)， 性能優(yōu)

4、良，且對于學(xué)生住宿的管理比傳統(tǒng)的賬單式 管理要來的方便高效， 體現(xiàn)出技術(shù)制勝的特點， 故開發(fā)一個管理系統(tǒng)， 在經(jīng)濟上 是很客觀的。 操作可行性 操作可行性主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫的查詢和修改方面。 數(shù)據(jù)庫管理員或者用戶在 對數(shù)據(jù)庫進行查詢或者修改所使用的語句是否一定要具備了什么樣的專業(yè)知識 才可以進行操作。 為此，我們需要考慮一下設(shè)計的安全性和高效性。 在界面上盡 量比較友好，以供不同的用戶使用。 、系統(tǒng)目標(biāo)和建設(shè)原則 、系統(tǒng)目標(biāo)： 概括地說，本課程設(shè)計要求設(shè)計一個學(xué)生住宿數(shù)據(jù)庫，所以，必須針對學(xué)校 的后勤、學(xué)生宿管中心

5、、以及學(xué)生個人信息等諸多相關(guān)數(shù)據(jù)集進行結(jié)構(gòu)性的分析， 以實施一個完整的學(xué)生住宿管理系統(tǒng)，同時，針對最終使用該系統(tǒng)的特定用戶， 系統(tǒng)能封裝特定層面的數(shù)據(jù)存取細節(jié)，實現(xiàn)系統(tǒng)的分層視圖。具體而言， 、從數(shù)據(jù)實體的角度來看，本系統(tǒng)將要實現(xiàn)的目標(biāo)如下： （）能夠處理上述所列舉的諸多數(shù)據(jù)集，提供相關(guān)數(shù)據(jù)集之間互操作的有效 通道； （）能夠維護數(shù)據(jù)庫的完整性原則，對各數(shù)據(jù)集的操作是用戶透明的，同時 是系統(tǒng)安全的； 、從系統(tǒng)的工程角度來看，本系統(tǒng)將要實現(xiàn)的目標(biāo)如下： （）基于一定的操作系統(tǒng)平臺和平臺，創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)集進行有效

6、 2 / 25 的集成和管理； 同時，對該數(shù)據(jù)庫能實施有效的管理， 以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)集的透明安 全性操作。 （）基于某種編程語言和特定的語言開發(fā)平臺，如 ，開發(fā)一個基于數(shù)據(jù) 庫的應(yīng)用程序，提供非專業(yè)用戶對原始數(shù)據(jù)集的透明存取的平臺； （）要求應(yīng)用程序提供友好的用戶界面，如，同時，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)集操作 的封裝應(yīng)該是安全和準(zhǔn)確度，確保無誤操作和安全操作。 、從系統(tǒng)的功能集成角度來看，本系統(tǒng)將要實現(xiàn)的目標(biāo)如下： （）系統(tǒng)應(yīng)用功能分層以封裝數(shù)據(jù)操作的分層。 能將對數(shù)據(jù)集的只讀操作 （如 查詢）和寫操作（如更新）隔離

7、，這主要體現(xiàn)在使用系統(tǒng)的用戶的區(qū)別上。 （）視圖集成以封裝權(quán)限管理。通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的視圖機制和應(yīng)用程序的視 圖機制的有機合成，可以給不同權(quán)限的用戶提供不同的數(shù)據(jù)集視圖。 、從系統(tǒng)的應(yīng)用程序模塊角度來看，本系統(tǒng)將要實現(xiàn)的目標(biāo)如下： （） 應(yīng)用登錄模塊：提供后勤管理員、樓棟管理員、住宿學(xué)生三類用戶的登錄管理。 （）系統(tǒng)視圖模塊：針對三類不同的用戶，系統(tǒng)提供了三個大方向的視圖，每一個層面的大視圖又分為具體的小視圖。 具體而言，即后勤管理員可以管理所有的樓棟和所有的宿舍， 可以查詢所有的入住學(xué)生的信息。 樓棟管理員可以管理所在樓棟的所有宿舍， 可以查詢?nèi)胱W(xué)生的信息。

8、 住宿學(xué)生可查詢所在宿舍的信息，查詢同宿舍的其他人的信息，以及可以申請簽訂住宿合同等。 （）視圖切換模塊：這一塊主要是不直接關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的模塊。其主要是應(yīng)用程 序開發(fā)平臺基礎(chǔ)上的應(yīng)用程序開發(fā)。 要求對視圖的切換能做到準(zhǔn)確無誤， 同時提供很高的切換響應(yīng)比。 、建設(shè)原則： 根據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一般特點和一般流程，即：需求分析→概念結(jié)構(gòu)設(shè)計→邏 輯結(jié)構(gòu)設(shè)計→數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計→數(shù)據(jù)庫實施→數(shù)據(jù)庫運行和維護。 按照該指導(dǎo)性 的原則，對于本次課程設(shè)計，可以在一個指定的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境下（特定的、 、應(yīng) 用程序），首先，完成狹義的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，通過概念抽象、實體聯(lián)系、邏輯轉(zhuǎn)

9、換 等構(gòu)造或設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫（必要時，實施一定的優(yōu)化）的邏輯模式和物理架構(gòu)， 然后，在優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上進行針對性的應(yīng)用程序的開發(fā)， 使之能夠有效地存 3 / 25 儲和管理數(shù)據(jù)，滿足不同的用戶的應(yīng)用需求， 包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。 具體而言， （）根據(jù)初始條件分析， 明確所要設(shè)計的數(shù)據(jù)庫在邏輯和物理上的架構(gòu)， 能有一 個明確細致的需求分析文檔，在其中體現(xiàn)分析所得到的開發(fā)和管理需求。 （）在需求分析的基礎(chǔ)上，從中抽取出原始數(shù)據(jù)集的實體，然后，對實體進行概 念分層和概念抽象，進行概念模型的設(shè)計；

10、 （）在概念模型的基礎(chǔ)上，運用方法，設(shè)計出整個系統(tǒng)的模式和子模式，并通過 邏輯設(shè)計以及物理設(shè)計最終確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫邏輯架構(gòu)與物理布局； （）在數(shù)據(jù)庫的機構(gòu)基礎(chǔ)上，進行數(shù)據(jù)集的行為設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計應(yīng)用 程序的布局、流程、以及視圖集成，并將最終的應(yīng)用程序投入實施。 、運行環(huán)境規(guī)劃 數(shù)據(jù)庫同其他的應(yīng)用軟件一樣，也需要必須的軟硬件環(huán)境。針對本次課程設(shè) 計，我以我自己機上的軟硬件設(shè)施為開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)運行環(huán)境： 、硬件配置： 、軟件配置： （）操作系統(tǒng)（）

11、 （）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（） （）應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境（ ） Enterprise 、需求分析說明 4 / 25 需求分析是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的起點，也是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的起點，其主要任 務(wù)是調(diào)查應(yīng)用領(lǐng)域， 對應(yīng)用領(lǐng)域中的各種應(yīng)用的信息要求和操作要求進行詳細分 析，形成需求分析任務(wù)書。 、用戶需求 考察學(xué)生住宿系統(tǒng)的開發(fā)，其數(shù)據(jù)庫的要求很明確。即圍繞著宿舍和學(xué)生的 相關(guān)數(shù)據(jù)集來實施。 在實際的系統(tǒng)開發(fā)前， 我做了一個小型的實地調(diào)研， 以我本人

12、所在的海虹學(xué)生宿舍公寓的情況為學(xué)生宿舍系統(tǒng)開發(fā)所針對的特定問題領(lǐng)域， 提取了相關(guān)的信息要求、 處理要求和數(shù)據(jù)的安全性、 完整性要求， 得到了系統(tǒng)所要實現(xiàn)代用戶需求。 從該系統(tǒng)所面臨的三類直接用戶， 可以把用戶的需求分為以下三類： （）后勤管理員： 后勤管理員是整個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的最高級用戶， 對數(shù)據(jù)集擁有相對而言最為全面的操作權(quán)限。 可以查看所有的樓棟信息， 宿舍信息入住學(xué)生信息，同時，可以對宿舍進行初始化、行政分配，對現(xiàn)有的學(xué)生入住情況予以監(jiān)測和調(diào)整，對樓棟管理員的在職情況予以監(jiān)測和調(diào)整。 即后勤管理員可以完成學(xué)生調(diào)換房間的請求響應(yīng)， 和樓棟管理員的任免調(diào)換， 這是最高的權(quán)限。

13、所設(shè)計的學(xué)生住宿系統(tǒng)必須對后勤管理員的權(quán)限予以充分滿足。 （）樓棟管理員： 樓棟管理員是整個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的中級用戶， 對數(shù)據(jù)集擁有相對學(xué)生廣泛而相對后勤管理員狹窄的操作權(quán)限。 作為某棟宿舍樓的管理員， 其對所在樓棟的全部學(xué)生宿舍擁有最高的查閱權(quán)限， 同時，對入住學(xué)生的情況同樣可以實施查詢。但是，樓棟管理員，因為受到后勤管理員的權(quán)限的限制（后勤管 理員可以任免調(diào)換樓棟管理員） ，所以，從安全性的角度來看，樓棟管理員不能越界查看非本人所在樓棟的學(xué)生信息， 同時，樓棟管理員不能完成學(xué)生掉換宿舍的請求響應(yīng)。即樓棟管理員擁有相對高級的數(shù)據(jù)集讀操作，但是寫操作有限。 （）入住學(xué)生：入住

14、學(xué)生是整個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中為數(shù)眾多但是權(quán)限相對少的一類用戶集合。其對數(shù)據(jù)集不具有任何的寫操作權(quán)限， 即只能讀取數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集。（這個設(shè)計的出發(fā)點是有現(xiàn)實意義的，在后面的數(shù)據(jù)庫安全性和完整性分析中再來討論）。入住學(xué)生可以產(chǎn)看所在的樓棟和宿舍的信息，同時對本 宿舍的學(xué)生的信息可以查詢。 對于尚未與后勤部門簽訂住宿合同的學(xué)生， 他（她）們還有申請宿舍的權(quán)限， 但是，此時，對于樓棟宿舍及同宿成員信息的查詢必須 5 / 25 封閉，這是權(quán)限和實際的問題域特點所決定的。 系統(tǒng)的邊界 在分析了本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所要滿足的三類用戶的

15、需求后，以此為基礎(chǔ)，進而可 以設(shè)計出數(shù)據(jù)庫的原始模型， 然后優(yōu)化， 最終通過應(yīng)用程序與用戶交互。 在開發(fā)應(yīng)用程序時， 系統(tǒng)的邊界問題很重要， 必須明確哪些工作是由計算機完成， 哪些將來由計算機完成， 哪些由人工完成。 由計算機完成的功能就是新系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)的功能。 針對本系統(tǒng)的設(shè)計，人工完成的工作是針對已經(jīng)設(shè)計好的數(shù)據(jù)庫，編寫一個 好的初始化程序， 對應(yīng)用程序進行的必須的初始化， 即在學(xué)生尚未開始申請宿舍 時，由后勤管理人員對宿舍的行政屬性予以確定， 將某棟樓，某個宿舍分配給相 應(yīng)的學(xué)院、專業(yè)、班級。這個初始化的過程，是必須的，也是需要人工干預(yù)的； 人工完成的

16、另一個工作是處理學(xué)生的宿舍申請響應(yīng)， 這個也是必須的， 也需要由 人工來干預(yù)。除此之外的其他任務(wù)和功能的實現(xiàn)可以由相應(yīng)的應(yīng)用程序自己去實 施構(gòu)建，原則上應(yīng)該如此。至此，整個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的邊界就很明確了。 、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計，畫出圖 、數(shù)據(jù)字典 在數(shù)據(jù)流圖表達的數(shù)據(jù)和處理間的關(guān)系基礎(chǔ)上，著重分析數(shù)據(jù)集。后勤管理 員、樓棟管理員、 入住學(xué)生他們所有功能的實現(xiàn)， 最終反映在對數(shù)據(jù)集的存取操 作，本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中所要用到的數(shù)據(jù)集實體主要有：班級、學(xué)生、樓棟、宿舍， 分析數(shù)據(jù)集以及數(shù)據(jù)集之間的聯(lián)系，可以得到數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)字 典：

17、 、班級信息 數(shù)據(jù)項名 含義說明 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)長度（字節(jié)） 取值范圍 班級號 班級編號 ～ 院 名 所屬學(xué)院名稱 系 名 所屬系名稱 年級名 所在年級 班級名 班級名稱 6 / 25 人 數(shù) 班級人數(shù) ～ 、學(xué)生信息 數(shù)據(jù)項名 含義說明 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)長度（字節(jié)） 取值范圍 學(xué)號 學(xué)生編號 姓名 學(xué)生姓名 性別 學(xué)生性別 （‘男’，‘女’） 班級號 所在班級編號 ～ 、樓棟信息 數(shù)據(jù)項名 含義

18、說明 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)長度 取值范圍 樓棟號 樓棟編號 ～ 樓棟名 樓棟名稱 類型 入住學(xué)生性別 （‘男’，‘女’） 租金 入住費用 ～ 人數(shù) 人數(shù)限宿舍 ～ 樓管名 樓棟管理員名 、宿舍信息 數(shù)據(jù)項名 含義說明 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)長度（字節(jié)） 取值范圍 宿舍號 宿舍編號 ～ 樓棟號 所屬樓棟編號 ～ 房間號 房間編號 電 話 宿舍電話 班級號 所屬行政單位 ～ 登記人數(shù) 已經(jīng)入住人數(shù) ～

19、 、學(xué)生入住信息 數(shù)據(jù)項名 含義說明 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)長度 取值范圍 學(xué)號 入住學(xué)生編號 房間號 入住宿舍編號 ～ 7 / 25 租期  入住時間  ～ 床位號  申請床位  ～ 、實體定義 從以上的數(shù)據(jù)字典可以發(fā)掘與之對應(yīng)的實體，現(xiàn)將各實體定義如下： 班級 ：{ 班級號，學(xué)院，系，年級，班級，人數(shù) } 學(xué)生 ：{ 學(xué)號，姓名，性別，所屬班級 } 樓棟 ：{ 樓棟號

20、，樓棟名，類型，樓管名，租金，宿舍人數(shù) } 宿舍 ：{ 宿舍號，樓棟號，房間號，已經(jīng)入住人數(shù)，宿舍電話，所屬班級 } 、圖設(shè)計 局部視圖設(shè)計： （）宿舍行政屬性指定模塊圖 在學(xué)生開始申請宿舍前，必須將宿舍的行政單位予以指定，以便于申請工作 與響應(yīng)申請的準(zhǔn)確高效執(zhí)行。 這個工作主要由后勤管理員執(zhí)行。 在宿舍行政屬性 的確定上，有一個問題要注意， 即將行政屬性綁定到宿舍還是樓棟的問題。 這個 問題的解決依賴于所給定的問題域。 如前所述，我在開發(fā)這個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)前， 做了一個小型的調(diào)研， 以海虹學(xué)生公寓作為建構(gòu)數(shù)據(jù)庫的實際開發(fā)原型

21、。 海虹公 寓的實際情況是一棟宿舍樓里有多個學(xué)院多個專業(yè)多個年級多個班級， 同時，一個學(xué)院又可以擁有多于一棟棟宿舍樓， 一個專業(yè)也是如此。 鑒于實際問題域的特殊性，將行政單位綁定到宿舍樓是不合理的?？紤]一種情況，海虹公寓棟，現(xiàn)住 有計算機學(xué)院級計算機 — 以及軟件工程 —的學(xué)生，其他的學(xué)院專業(yè)暫不考察。 如果將這些行政單位信息綁定到了宿舍樓， 那么每個宿舍的情況仍然是不定的。 為了唯一準(zhǔn)確的標(biāo)識宿舍的行政屬性， 只能有兩種選擇， 一是采用數(shù)據(jù)冗余將行政信息復(fù)制到宿舍， 另一種是將宿舍與樓棟進行復(fù)雜的關(guān)聯(lián)， 無論是哪一種， 都不是最好的選擇， 因為不必要的數(shù)據(jù)冗余和時間開銷是數(shù)據(jù)庫設(shè)

22、計所不贊賞的。 分析了這樣的情況，該局部視圖的圖如下： 學(xué)院 系 宿舍 樓棟 班 房間 班級 分配 宿舍 8 / 25 年 宿舍電話 人 所屬班級 班 ()入住學(xué)生申請宿舍模塊圖 對于分配好的宿舍，學(xué)生提交申請即可申請宿舍。主要應(yīng)該考慮到學(xué)生所在 班級與宿舍的行政單位一致，學(xué)生性別與宿舍類別的一致。其圖設(shè)計如下： 性別 學(xué)號 宿舍號 樓棟號 學(xué)生 申請 宿舍

23、 所屬班級 姓名 所屬班級 宿舍電話 租期 登記人數(shù) （）樓棟管理宿舍模塊圖 宿舍必須屬于特定的樓棟，它們之間存在著很強的領(lǐng)屬關(guān)系。 樓棟號 樓棟名 宿舍號 樓管 房間號 樓棟 屬于 宿舍 登記人數(shù) 類型 宿舍人數(shù)限 所屬班級 月租金 （）學(xué)生所在班級信息模塊圖 學(xué)生最基本的屬性是屬于某個特定的班級，這也是一個很強的領(lǐng)屬關(guān)系。 學(xué)號 學(xué)院 班號 9 / 25 人數(shù) 學(xué)生

24、屬于 班級 、系統(tǒng)集成視圖設(shè)計全局圖 對以上的各分圖合并，消除屬性沖突、命名沖突和結(jié)構(gòu)沖突，同時，考慮到 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特性，消除不必要的數(shù)據(jù)冗余，可得到系統(tǒng)的基本的圖： 姓名 宿舍電話 學(xué)號 宿舍號 登記人數(shù) 學(xué)生 申請 性別 租期 屬于 分配  宿舍 宿舍號 屬于 學(xué)院  所屬班級 人數(shù) 宿 舍 人 數(shù) 班級 租金 班 級 、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，定義關(guān)系模式及子模式。 專業(yè) 樓棟號 、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 班級名 年級 、圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化  樓棟 樓棟名 樓管 類型 10 / 25