學生選課系統(tǒng)詳細設(shè)計說明書

1、詳細設(shè)計說明書目錄第一章 需求分析 - 4 -1.1 需求分析 .21.1.1.1 系統(tǒng)管理員需求分析 -4 -1.1.1.2 教師需求分析 -5 -1.1.1.3 學生需求分析 -6 -1.2 任務概述 -6 -1.2.1 目標 -6 -1.2.2 運行環(huán)境 -6 -1.3 數(shù)據(jù)流圖 -7 -1.4 數(shù)據(jù)字典 -8 -1.5 系統(tǒng)完整性、安全性 -9 -1.5.1 對服務的要求 -9 -1.5.2 對性能的規(guī)定 - 10 -第二章 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 11 -2.2 學生選課系統(tǒng)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 11 -2.2.1 系統(tǒng)實體E-R圖 -13-2.2.2學生選課系統(tǒng)的分 E-R圖 -15-2.2

2、.3學生選課系統(tǒng) E-R圖 -18 -第三章 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 錯誤! 未定義書簽3.1 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 -19 -3.2 學生選課系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 19 -第四章 物理設(shè)計 - 20 -4.1 關(guān)系中的關(guān)系模式 - 21 -4.2 基本表設(shè)計 - 21 -第五章 數(shù)據(jù)庫的實施和維護 245.1 數(shù)據(jù)的載入 245.2 數(shù)據(jù)庫的維護 255.2.1 維護 255.2.2 檢測并改善數(shù)據(jù)庫性能 255.2.3 重新組織和構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 - 26 -1. 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

3、財力，告別以往的人工統(tǒng)計。方便 學生、老師、管理員使用，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：1.1.1.1系統(tǒng)管理員需求分析系統(tǒng)管理員負責整個系統(tǒng)的維護，其需求最為復雜，包括對學生、教師、選課進行管理和統(tǒng)計，及系統(tǒng)狀態(tài)的查看、維護并生成選課報表、排課報表。所涉及的信息包括課程信息、教師信息和學生信息。因此系統(tǒng)管理員具有該系統(tǒng)的最高權(quán)限，能夠編輯各信息模塊，如插入一個新生的信息，增添一門課程的信息, 刪除退休教師的

4、信息等。J-老信 息-査石一老w信息插入老師信息修改課程倍息1.1.1.2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。圖3.教師需求1.1.1.3學生需求分析該系統(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(guān)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(jié)果，查詢考試 成績等。 I： r r h 慘再:憲棄 iiaBiiBi ：學生Li!：I J I I 4 li I 4 L I I L I I J *I

5、 1 I I I n I ,11. I I. I I .蠶個人豐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(shè)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(guān)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1、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

6、當?shù)奶幚砥鳎┦褂?56內(nèi)存（RAMR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 Win dows XP 及以上的操作系統(tǒng).1.3數(shù)據(jù)流圖i梓T域處理選操處時char cbar(lO)1.4數(shù)據(jù)字典教學班信息：學號條 上氓時間 上課地宜nchar10) nchar(lO) nchar(lO) richar(lO) nctiar(iO)學生信息：埶堀奠型冗詐創(chuàng)值碎SBchar (10)BSnanerieharfLO)El5sexnctier(LO)闔Senginerndhar(LO)universitynchar(L

7、O)団B教師信息：列名數(shù)據(jù)類型允許NuU值dnria)TeaPassncharLO)TeaFlanarLQjPositionncti3r(lJ0)圜Sexnar(LQ)0登錄信息：列宕頸擴類型Null值JserName敷據(jù)婁型冗詐NlJ值Password課程信息:數(shù)堀類型Null 值網(wǎng) SBnchartUJ)Cnamenchar(ia)sC creditncher(lO)sCtirnendiar(iOJ0nchar(l(J)BTeatJanchar(lO)0E成績信息:列容埶據(jù)類型冗誣M卅值n ch ar( 10)cCnanenthar(10JEl乍（J1Qn char( 10 JnhtEJB

8、課程表信息:數(shù)據(jù)樊型冗訃Nu值nchar(lO)BCnamenchar(LO)匚 tirrienchar(lC)団Cplacenchar(10)01.5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。管理員具有該系統(tǒng)的最高權(quán)限，負責系統(tǒng)維護，更新。 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。 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(jié)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)，

9、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。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(zhuǎn)換和傳輸也應該在人們的接受的等待時間內(nèi)。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(shù)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

10、) 在設(shè)計界面結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(shè)計多個自定義字段。2. 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 概念結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)， 才能更 好地、更準確地用某一 DBM實現(xiàn)這些需求。概念結(jié)構(gòu)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(shè)計成功的關(guān)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(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模

11、型轉(zhuǎn)換； 概念結(jié)構(gòu)時各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)， 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(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)在對所設(shè)計系統(tǒng)的需求作進一步的分析，產(chǎn)生概念結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計方法。 自頂向下設(shè)計的關(guān)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(guān)。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

12、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) 管理員：用以描述教務處管理員的基本信息及登入密碼，只有管理員 自己可查詢、修改。(4) 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。(5) 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。(6) 教學班信息表：用以描述選修該老師的課的學生信息，及課程開設(shè)地 點和時間，主要是老師查看及輸入學生成績。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：學生:學號(Sno)，姓名(Sname)，性別(Ssex)，年齡(

13、Sage)，所在系 (Sdept)(2) 教師:工號(Tno)，姓名(Tname)，職稱(Zhicheng)(3) 管理員:用戶名(Gname),登入密碼(Gmima)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)(5) 學生成績表:姓名(Sname)，學號(Sno)，課程號(Cno)，成績(Grade)教學班信息表:學生姓名(Sno)，學生學號(Sname)，所在系(Sdept)，上 課地點 (Place) ，上課時間 (Time)221 系統(tǒng)實體E-R圖圖1實體及其屬性（一）222學

14、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223學生選課系統(tǒng)E-R圖姓名性別用戶名學生年齡教務處管理所在系密碼學號管理課程表上課地點查看成績學分上課時間查看信息代課老師姓名學號查看學生成績管理任課老師輸入成績職稱工號查看學生姓名成績學生學號所在系課程名教學班信息課程號課程號上課時間上課地點3. 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)進一步轉(zhuǎn)化為某一DBMS所支持

15、的數(shù)據(jù)模型，然后根據(jù)邏輯設(shè)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(jié)構(gòu)，并設(shè)計出用戶子模式。 這就是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計所要完成的任務。數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計分為兩個步驟：首先將概念設(shè)計所得的E-R圖轉(zhuǎn)換為 關(guān)系模型；然后對關(guān)系模型進行優(yōu)化，如下圖所示關(guān)系模型是由一組關(guān)系（二維表）的結(jié)合，而E-R模型則是由實體、實體的屬 性、實體間的關(guān)系三個要素組成。所以要將E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型，就是將實 體、屬性和聯(lián)系都要轉(zhuǎn)換為相應的關(guān)系模型。3.2學生選課系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計有了基本的E-R模型就可以進行邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，也就是設(shè)計基本的關(guān)系模式。 設(shè)計基本的關(guān)系模

16、式主要從E-R模型出發(fā)，將其直接轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。根據(jù)轉(zhuǎn)換 規(guī)則，這個E-R轉(zhuǎn)換的關(guān)系模式為：(1) 學生(學號(Sno)，姓名(Sname)，性別(Ssex)，年齡(Sage)，所在系 (Sdept) )(2) 任課老師(工號(Tno)，姓名(Tname)，職稱(Zhicheng)(3) 教務處(用戶名(Gname),登入密碼(Gmima)(4) 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)(5) 學生成績表(姓名(Sname)，學號(Sno)，課程號(Cno)，成績(Grade)(6

17、) 教學班信息表(學生姓名(Sno)，學生學號(Sname)，所在系(Sdept)， 上課地點 (Place) ，上課時間 (Time) ，成績( Grade)現(xiàn)在分析一下這些關(guān)系模式。 由于在設(shè)計關(guān)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(guān)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(guān)系模式都是第三 范式的關(guān)系模式。在設(shè)計好關(guān)系模式并確定好每個關(guān)系模式的主碼后， 接著根據(jù)這些關(guān)系模式 之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系確定關(guān)系模式的外碼。由基本 E-R模型可得，“學生”關(guān)系中的 “學號和姓名”與“教學班信息表”關(guān)系中的 “學生學號和學生姓

18、名”分別是 同語義且取值域相同。4. 物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫在物理上的存儲結(jié)構(gòu)與存儲方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)， 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(jié)構(gòu)的過程，就是物理設(shè)計。數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計通常分為兩步：(1) 確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)， 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結(jié)構(gòu)； ( 2)對物理結(jié)構(gòu)進行評價，評價的中的是時間和空間效率。4.1關(guān)系中的關(guān)系模式圖書管理系統(tǒng)中的關(guān)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（3）教務處（用戶名，登入密碼）主碼：用戶名（4）課程表（課程號，課程名

19、，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（6）教學班信息表（學生姓名，學生學號，所在系，成績，上課地點，上 課時間）主碼：學生學號4.2基本表設(shè)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Char20X登入密碼Char20Xcreate 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Int10X姓名Char20X性

20、別Char20X年齡Char20X所在系Char50Xcreate 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,所在系 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Int10X姓名Char20X職稱Char20Vcreate 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Char

21、20X課程號Int20X學分Int5X上課時間Char20X上課地點Char20X代課老師Char20Xcreate 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)長度允許空姓名Char20X學號Int10X課程號Int10X成績Int10Xcreate table 學生成績(姓名 char(20),學號 int(1

22、0),課程號 in t(10) not null,成績 int(10) not null,primary key(姓名，學號)，foreig n key( 學號)refere nces學生(學號)表5.6教學班信息表字段名數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)長度允許空學生姓名Char20X學生學號Char20X所在系Int10X成績Int10X上課地點Place10X上課時間Datetime10Xcreate table教學班信息表(學生姓名 char(20) primary key, 學生學號 char(20) notnull,所在系 int not null,成績 int not nul ， 上課地點 place

23、 not nul, 上課時間 Datetime not nul）5. 數(shù)據(jù)庫的實施和維護數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計完成之后，需要用RDBM提供的數(shù)據(jù)定義語言和其他使用程 序?qū)?shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計和物理設(shè)計結(jié)果嚴格描述出來，成為 DBM測以接受的源代 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?qū)W生表中插入三條信息：(1) insert into學生values(2009010111, 吳濤, 男,21, 計算機系 )2)insert into 學生3)values（2009010222,李玲 ,女,21,外語系 )3)insert into 學生4)values（2009010333,王偉,男,22,化學

24、系)2、向課程表中插入三條信息：（ 1） insert into課程表values（1, 旅游學 , 計算機 ,4,2：00,3,李林）（2） insert into課程表values（2, 計算機 ,4,3:00,3,2007-1-1,陳飛）（3）insert into 課程表values（3, 花卉 ,2,8:00,2,王強）5.2 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(zhuǎn)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(gòu)造5.2.1 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(shè)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(quán)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(quán)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