学生选课信息管理系统(第五组).docx

数据库原理与应用系统设计题 目 学生选课信息系统 组 员 王一中、向启源、叶晨、王力 班 级 14物联网工程班 学 院 电子信息工程学院 指导老师 喻剑平 2016年 11 月18 日任务分配表第五 组学号姓名负责部分成绩组长王一中系统总体设计、文档审阅组员向启源编写设计报告叶晨制作PPT答辩、文档排版王力需求分析目录第一章 绪论2第二章 数据库需求分析21.功能分析3 2.性能分析33.系统的非功能性需求3第三章 数据库概念设计31.概念结构32.数据字典43.E-R图分析5第四章 数据库逻辑结构设计71.学生关系模型72.教师关系模型73.教室关系模型74.选课关系模型85.学生成绩关系模型8第五章 数据库实施阶段91.建立数据库92.创建表9第六章 数据库运行和维护101.导入数据，完善5个表102.进行相关操作103.数据库安全设置124.数据库的维护125.检测并改善数据库性能126.重新组织和构造数据库13总结 1416第一章 绪论随着高校的多样全面发展，学生的人数和课程的种类急速增加，传统的选课管理模式已经无法满足当前的实际需求，学生选课作为一种信息资源的集散地，包含很多的信息数据的管理。由于数据繁多，容易丢失，且不易查找。并且数据处理手工操作工作量大，出错率高，出错后不易更改，造成各种不便，总的来说缺乏系统，规范的信息管理手段。尽管有的学校有计算机，但是尚未用于信息管理，没有发挥它的效力，资源闲置比较突出。数据库作为存取数据并对数据进行操作的工具在系统中所起到的作用至关重要。数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造优化的数据库逻辑模式和物理模式结果，并据此建立数据库及其应用系统，使之能有效地存储和管理数据，满足应用需求，包括信息管理要求和数据操作。信息管理要求是指在数据库中应该存储和管理哪些数据对象；数据操作要求是指对数据对象进行哪些操作，如查询、增、删、改、统计等操作。数据库设计的目标是为用户和各种应用系统提供的一个信息基础设施和高效率地运行环境。高效率的运行环境包括：数据库数据的存取速率、数据库存储空间的利用率、数据库系统运行管理的效率等都是高的。基于以上问题，我们认为有必要建立一个学生选课管理信息系统，使学生选课信息管理工作规范化、系统化、程序化，以避免学生选课管理的随意性，提高信息处理的速度和准确性，能够及时、准确、有效的查询和修改选课情况。系统实现后，极大的方便对学生进行选课和选课后班级的安排管理工作，学生选课信息的管理。避免在安排课程信息的滞后，减少信息交流的繁琐过程及其带来的额外开销。促进高校教育的计算机信息化进程，提高高校的工作效率。并且对于系统本身而言，具有更高的使用性、安全性。能够满足学生选课，以及学生对选课信息的管理。同时，通过该课程设计，我们可以达到把数据库理论知识更加的巩固加深，加强动手操作能力与实践能力，学以致用，与现实生活中的应用充分的结合起来，也实现了知识的活学活用。 第二章 数据库需求分析大学是一个学习的自由天地，在大学我们可以自由的学习部分学科。所以，如果我们通过传统的等级表格方式来选课程，在学生人数庞大的大学是行不通的，纯属浪费人力物力。随计算机技术的快速发展它也更加方便人们的生活，因此，通过计算机技术我们可以很好的解决这个问题，下面是我们设计的学生选课管理管理信息系统，它可以极大地方便学生选课和学校的统计，并且可以适度的调配教室安排。1.功能分析一个完善的学生选课管理信息系统能够极大的提高学生选课信息的管理效率，具有检索迅速，查找方便，可靠性高，存储量大，更新快，寿命长，成本低等优点。 本系统主要可以实现以下任务目标： （1）.系统可以准确的记录和查询学生、老师以及所开设的课程的基本信息；（2）.学生登录系统后可以根据本专业制定的教学计划进行选课操作，可以查询个人的基本信息 ；（3）.任课教师可以修改自己所授课程的基本信息，录入学生的期末考试成绩； （4）.系统管理员可以完成新学员或者新教师的基本信息的增添，查询新开设的课程信息，修改已调整的课程信息，查看和制定教学计划。 2.性能需求 本学生信息管理系统要能够实现用户可能的各种操作，包括修改、更新、删除等操作，以保证软件的可行性、稳定性、健壮性，同时要对数据进行检验，保证数据有效性，可操作性，安全性。3.系统的非功能性需求 实用性：系统以用户需求为目标，以方便用户为原则。根据用户实际的需求情况，量身订造一套先进的局域网数据传输，从用户角度出发尽可能的方便用户使用，满足基本的用户需要，成为学校等通用的网络软件。 高可靠性：一个实用的系统同时必须是可靠的，本设计通过合理而先进的网络设计以及软件高安全性：在设计中，将充分利用网络软、硬件提供的各种安全措施，既可以保证用户共享资源，同时也可保证关键数据的安全性的优化选型，可保证系统数据传输的正确性。第三章 数据库概念设计1.概念结构在需求分析阶段所得到的应用需求应该首先抽象为信息世界的结构，才能更好地、更准确地用某一DBMS实现这些需求。概念结构主要特点：（1）.能真实、充分地反映显示世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求，是对现实世界的一个只是模型；（2）.易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库设计成功的关键；（3）.易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充；（4）.易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换；概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。2.数据字典数据字典包括的项目有数据项、数据结构、数据流、数据存储、加工逻辑和外部实体。可使用一些符号来表示数据结构、数据流和数据存储的组成。.教师信息表结构列名数据类型是否允许空备注教师编号（Tnum）Char(6)否主键教师姓名（Tname）Char(20)否性别（Tsex）Char(2)否年龄（Tage）Smallint否学历（Tedu）Char(20)否毕业院校（Tcol）Char(40)否.学生信息表结构列名数据类型是否允许空备注学号（Sno）Char（20）否主键姓名(Sname)Char(20)否学院(Sdept)Char(20)否已选课情况(Scourse)Char(2)否.教室信息表列名数据类型是否允许空备注教室号（Cnum）Char(20)否主键教师姓名(Ctname)Char（20）否教室容量(Ccap)Char(10)否上课时间(Ctime)Char(40)否.选课表列名数据类型是否允许空备注课程编号（SCnum）Char(4)否主键教师编号(SCtnum)Char(6)否学生学号(SCno)Char(20)否主键教室号(SCcnum)Char(10)否主键课程名称(SCname)Char(20)否教师姓名(SCtname)Char(20)否选课人数(SCpeople)Char(4)否.成绩表列名数据类型是否允许空备注学生学号(Gno)Char(20)否主键教师编号(Gtnum)Char(6)否主键课程名称(Gcname)Char(20否成绩(Gscore)smallint否3.E-R图分析现在对所设计系统的需求作进一步的分析，产生概念结构设计的E-R模型。由于这个系统并不复杂，因此可采用自顶向下的设计方法。自顶向下设计的关键是确定系统的核心活动。所谓核心活动就是系统中的其他活动都要围绕这个活动展开，或与此活动密切相关。确定了核心活动之后，系统就有了可扩展的余地。根据上面的设计规划出的的实体及他们的属性（1）.教师实体： 属性：教师编号，教师姓名，性别，年龄，学历，毕业院校。（2）.学生实体属性：学号，姓名成绩，学院，选课情况。（3）.选课实体属性：课程编号，教师编号，学生学号，教室号，课程名称，教师姓名，选课人数。（4）.教室实体教室号，教师姓名，教师容量，上课时间。（5）.成绩实体学号，教师编号，课程名称，成绩。 教师姓名开设选课人数选课学生学号教师编号教师姓名课程编号课程名称课程名称学号教师编号成绩口成绩给予毕业院校教师编号学历教师性别年龄 学院上课时间教室容量教师姓名教室所在教室号选课情况姓名选修学号拥有教室号学生第四章 数据库逻辑结构设计概念结构设计所得的E-R模型是对用户需求的一种抽象的表达形式，它独立于任何一种具体的数据模型，因而也不能为任何一个具体的DBMS所支持。为了能够建立起最终的物理系统，还需要将概念结构进一步转化为某一DBMS所支持的数据模型，然后根据逻辑设计的准则、数据的语义约束、规范化理论等对数据模型进行适当的调整和优化，形成合理的全局逻辑结构，就是数据库逻辑设计所要完成的任务。关系模型是由一组关系(二维表)的结合，而E-R模型则是由实体、实体的属性、实体间的关系三个要素组成。所以要将E-R模型转换为关系模型，就是将实体、属性和联系都要转换为相应的关系模型。1.学生关系模型StudentSnoSnameSdeptScourse2014401030113明庭日数理是2014401030116王明坤化药是2014401030206向启源电信是2014401030207叶晨电信是2014401030214王力计算机是2014401030215王一中电信是2014401030217罗汉武化药是2014401030220欧瑞丰机械是2014401030221胡锦机械是2014401030222李明航数理是2.教师关系模型TeacherTnumTnameTsexTageTeduTcolDX01张三男43研究生武汉大学DX02李四男40研究生华中科技大学DX03王五男41研究生清华大学DX04王慧女37研究生北京大学DX05赵伟男42博士生武汉大学DX06张保恩男35研究生华中农业大学DX07陈力男36研究生北京大学3.教室关系模型ClassroomCnumCtnameCcapCtimeD1102张三30周六8:00-9:35D1103李四45人周六8:00-9:35D1104王五45人周六10:00-11:30D2202王慧45人周六2:00-3:35D2203赵伟45人周六4:00-5:30D2204张保恩45人周六4:00-5:30D2302陈力45人周六4:00-5:304.选课关系模型SCSCnumSCtnumSCnoSCcnumSCnameSCtnameSCpeople01 DX01 2014401030206 D1102 高等数学 张三 45 02 DX02 2014401030215 D1103 计算机基础 李四 45 03 DX03 2014401030207 D1104 模电 王五 45 04 DX04 2014401030214 D2202 数电 王慧 45 04 DX04 2014401030220 D2202 数电 王慧 45 05 DX05 2014401030221 D2203 单片机 赵伟 45 06 DX06 2014401030222 D2204 大学英语 张保恩 45 06 DX06 2014401030113 D2204 大学英语 张保恩 45 07 DX07 2014401030116 D2302 电路 陈力 45 07 DX07 2014401030217 D2302 电路 陈力 45 5.学生成绩关系模型GradeGnoGtnumGcnameGscore2014401030113张保恩大学英语1002014401030206张三高等数学952014401030207王五模电992014401030214王慧数电982014401030215李四计算机基础512014401030216陈力电路972014401030217陈力电路972014401030220王慧数电402014401030221赵伟单片机952014401030222张保恩大学英语58第五章 数据库实施阶段1.建立数据库经过对学生选课管理信息的需求分析，概念结构的建立以及逻辑结构的设计后，数据库的结构已经非常清晰，接下来就是运用access2010建立数据库，我们以姓名学号来为学生选课管理信息系统数据库命名。2.创建表数据完整性约束(1).创建主键学生信息表的学号列为主键 ；成绩信息表的教师编号列和学号列为主键 ；教师信息表的教师编号列为主键 ；选课信息表的课程编号列、学号列和教师号列为主键；教室信息表的教室号列为主键。(2).创建外键选课信息表与教师信息表通过教师编号列创建外键；选课信息表与教室信息表通过教室号列创建外键；选课信息表与学生表通过学生学号创建外键。(3).用SQL语句创建Student、Course、SC表 .创建Student表 create table Student(Sno char(20) primary key,Sname char(20),Sdept char(20),Scourse char(2); .创建Teacher表 create table Teacher(Tnum char(6) primary key,Tname char(20),Tsex char(2),Tage char(2),Tedu char(20),Tcol char(40);.创建Classroom表create table Classroom(Cnum char(20) primary key,Ctname char(20),Ccap char(10),Ctime char(40);.创建SC表create table SC(SCnum char(4),SCtnum char(6),SCno char(20),SCcnum char(10),SCname char(20),SCtname char(20),SCpeople char(4), primary key(SCno,SCnum,SCtnum),foreign key(SCtnum) references Teacher(Tnum),foreign key(SCno) references Student(Sno),foreign key(SCcnum) references Classroom(Cnum);.创建Grade表create table Grade(Gno char(20) primary key,Gtnum char(6),Gcname char(20),Gscore smallint); 第六章 数据库运行和维护1.导入数据，完善5个表2.进行相关操作(1).插入操作.向Student表中插入向启源的学生信息INSERT INTO Student ( Sno, Sname, Sdept, Scourse )VALUES (2014401030206, 向启源, 电信, 是); .向Teacher表中插入张三老师的信息INSERT INTO Teacher ( Tnum, Tname, Tsex, Tage, Tedu, Tcol )VALUES (DX01, 张三, 男, 38, 研究生, 武汉大学);.向Classroom表中插入教室信息INSERT INTO VALUES (D1102, 张三, 45人, 周六8:00-9:35);.向SC表中插入2014401030215学生选课信息INSERT INTO SC ( SCnum, SCtnum, SCno, SCcnum, SCname, SCtname, SCpeople )VALUES (01, DX01, 2014401030206, D1102, 高等数学, 张三, 45);.向Grade表中插入2014401030206学生成绩信息INSERT INTO Grade ( Gno, Gtnum, Gcname, Gscore )VALUES (2014401030206, 张三, 高等数学, 95);(2).修改操作修改Classroom表中教室容量UPDATE Classroom SET Ccap = 30WHERE Cnum=D1102;（3）.删除操作删除Grade表中2014401030206学生的成绩记录DELETE *FROM GradeWHERE Gno=2014401030206;（4）.查询操作 .连接查询查询SC和Grade表中学号为2014401030206的学生信息SELECT SC.*, Grade.*FROM SC, GradeWHERE SC.SCno=Grade.Gno and SC.SCno=2014401030206 and Grade.Gno=2014401030206;.嵌套查询查询在D2202上课的学生学号、所选课程名称、成绩SELECT Gno, Gcname, GscoreFROM GradeWHERE Gno in(select SCnofrom SCwhere SCcnum=D2202);3.数据库安全性设置启动Access2010，在“文件”下选择“打开”，打开数据库文件，在打开方式中选择“以独占方式打开”，打开后选择“设置数据密码”。进行数据库保护，密码设置为“2014401030215”。下次再打开数据库文件时，只需要输入密码就可以。4.数据库的维护在数据库运行阶段，对数据库经常性的维护工作主要是有DBA完成，它包括：（1）.数据库的转储和恢复；（2）.数据库的安全性和完整性控制；（3）.数据库性能的监督、分析和改造；（4）.数据库的重组织与重构造。数据库既是共享的资源，又要进行适当的保密。DBA必须对数据库安全性和完整性控制负起责任。尤其在计算机网络普遍引应用的今天，保证数据安全、防止黑客攻击、防止病毒入侵等，都是DBA所需要面对的。按照设计阶段提供的安全防范和故障恢复规范，DBA要经常检查系统的安全是否受到侵犯，根据用户的实际需要授予用户不同的操作权限。数据库在运行过程中，由于应用环境发生变化，对安全性的要求可能发生变化，DBA要根据实际情况及时调整相应的授权和密码，以保证数据库的安全性。同样数据库的完整性约束条件也可能会随应用环境的改变而改变，这时DBA也要对其进行调整，以满足用户的要求。5.检测并改善数据库性能目前许多DBMS产品都提供了检测系统性能参数的工具，DBA可以利用系统提供的这些工具，经常对数据库的存储空间及响应时间进行分析评价；结合用户的反映情况确定改进措施；及时改正运行中发现的错误；按用户的要求对数据库的现有功能进行适当的扩充。但要注意在增加新功能时应保证原有功能和性能不受损害。6.重新组织和构造数据库数据库建立后，除了数据本身是动态变化外，随着应用环境的变化，数据库本身也必须变化以适应应用要求。数据库运行一段时间后，由于记录在不断增加、删除和修改，会改变数据库的物理存储结构，使数据库的物理特性受到破坏，从而降低数据库存储空间的利用率和数据的存取效率，使数据库的性能下降。因此，需要对数据库进行重新组织，即重新安排数据的存储位置，回收垃圾，减少指针链，改进数据库的响应时间和空间利用率，提高系统性能。这与操作系统对“磁盘碎片”的处理的概念相似。数据库的重组只是使数据库的物理存储结构发生变化，而数据库的逻辑结