圖書館管理系統可行性設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 限控制等功能。管理員又有書庫管理員和圖書館總管，這些用戶登錄的界面是不同的，登錄后的系統頁面也有很大的區別。其中圖書館總管進入的界面主要是以信息的管理和維護為主，包括了讀者信息的查詢、添加、刪除、修改，圖書信息的查詢、添加、刪除、修改以及書庫管理員的一些信息的更新的操作；書庫管理員進入的界面是對讀者到圖書館借閱圖書、歸還圖書的操作及自己登錄密碼的修改等操作，普通用戶能執行除了用戶管理的所有功能。圖書管理可以對圖書進行操作，包括添加、刪除、變更以及出庫、歸還管理。圖書查詢可以對讀者定制的查詢條件進行查詢。 ER圖分析與設計利用ER方法進行數據庫的概念設計，可分成三步進行：首先設計局部ER模式，然后把各局部ER模式綜合成一個全局模式，最后對全局ER模式進行優化，得到最終的模式，即概念模式。1．設計局部ER模式實體和屬性的定義：圖書（圖書編號，圖書名稱，作者，出版社，出版日期，價格）借閱者（借書證號，姓名，性別，年級，密碼）圖書類別（圖書類別編號，類別描述）ER模型的“聯系”用于刻畫實體之間的關聯。一種完整的方式是對局部結構中任意兩個實體類型，依據需求分析的結果，考察局部結構中任意兩個實體類型之間是否存在聯系。若有聯系，進一步確定是1:N，M:N，還是1:1等。還要考察一個實體類型內部是否存在聯系，兩個實體類型之間是否存在聯系，多個實體類型之間是否存在聯系，等等。聯系定義如圖45所示。解釋如下：一個借閱者（用戶）只能具有一種身份，而一種身份可被多個借閱者所具有；一本圖書只能屬于一種圖書類別（類別），而一種圖書類別可以包含　多本圖書；一個用戶可以借閱多本不同的書，而一本書也可以被多個不同的用戶所借閱。2．設計全局ER模式所有局部ER模式都設計好了后，接下來就是把它們綜合成單一的全局概念結構。全局概念結構不僅要支持所有局部ER模式，而且必須合理地表示一個完整、一致的數據庫概念結構。1）確定公共實體類型為了給多個局部ER模式的合并提供開始合并的基礎，首先要確定各局部結構中的公共實體類型。在這一步中我們僅根據實體類型名和鍵來認定公共實體類型。一般把同名實體類型作為公共實體類型的一類候選，把具有相同鍵的實體類型作為公共實體類型的另一類候選。2) 局部ER模式的合并合并的原則是：首先進行兩兩合并；先和合并那些現實世界中有聯系的局部結構；合并從公共實體類型開始，最后再加入獨立的局部結構。設計全局ER模式的目的不在于把若干局部ER模式形式上合并為一個ER模式，而在于消除沖突，使之成為能夠被所有用戶共同理解和接受的同一的概念模型。首先在該過程中發生的實體是圖書信息和用戶信息，他們之間產生的關系是借閱關系。在這個借閱關系中，產生的對應關系為：圖書信息：用戶 = 1：1，用戶：圖書 = 1：N，從這個關系中我們可以看到：每一本圖書只能被一個讀者借閱，而一個讀者又可以借閱多本圖書的這層關系。另外在上圖中我們可以看到圖書信息和用戶信息又有自己的一些關系屬性，通過這些關系屬性可以唯一的區別這些實體。—密碼用戶ID書名圖書ID…… 圖書事務處理圖書用戶 mn 借閱操作 n n m書庫管理員 m 管理管理總管理員 m n…密碼管理員ID圖 總體ER屬性圖圖書信息圖書編號定 價ISBN號書 名作 者出版社出版日期書 庫F11預約信息信息F9到館日期圖 圖書屬性圖借 閱編 號書目編號讀者編號借閱日期應還日期圖 借閱信息屬性圖用 戶 信 息用戶編號所屬年級用戶類別姓 名性 別密 碼圖 用戶信息屬性圖預約信息讀者編號圖書出版社圖書作者ISBN號書目名稱圖 預約信息屬性圖推薦信息圖書名稱書目編號讀者編號作 者ISBN號碼書庫圖 ER圖轉換成關系模型由于概念設計的結果是ER圖，DBMS一般采用關系型（本人所使用的MS SQL Server就是關系型的DBMS），因此數據庫的邏輯設計過程就是把ER圖轉化為關系模式的過程。由于關系模型所具有的優點，邏輯設計可以充分運用關系數據庫規范化理論，使設計過程形式化地進行，：圖 數據庫設計及范式分析一個成功的信息管理系統，是建立在許多條件之上的，而數據庫是其中一個非常重要的條件和關鍵技術。信息管理系統所涉及的數據庫設計分五個步驟：數據庫需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計與加載測試。1.數據庫需求分析的任務是將業務管理單證流化為數據流，劃分主題之間的邊界，繪制出DFD圖，并完成相應的數據字典。2.概念設計的任務是從DFD出發，繪制出本主題的實體－關系圖，并列出各個實體與關系的綱要表。3.邏輯設計的任務是從ER圖與對應的綱要表出發，確定各個實體及關系的表名屬性。4.物理設計的任務是確定所有屬性的類型、寬度與取值范圍，設計出基本表的主鍵，將所有的表名與字段名英文化（現在很多軟件能支持中文字段，如MS SQL Server，我就是用的中文字段名），實現物理建庫，完成數據庫物理設計字典。5.加載測試工作貫穿于程序測試工作的全過程，整個錄入、修改、查詢、處理工作均可視為對數據庫的加載測試工作。數據庫的設計中，如何處理多對多的關系和如何設計主鍵，是兩個有著較大難度、需要重點考慮的問題。下面我們著重從SQL應用、數據庫設計范式和查詢優化等方面來分析本課題的系統關鍵技術和實現難點并加以解決。 數據庫基礎數據庫設計主要是進行數據庫的邏輯設計，即將數據按一定的分類、分組系統和邏輯層次組織起來，是面向用戶的。數據庫設計時需要綜合企業各個部門的存檔數據和數據需求，分析各個數據之間的關系，按照DBMS提供的功能和描述工具，設計出規模適當、正確反映數據關系、數據冗余少、存取效率高、能滿足多種查詢要求的數據模型。數據庫設計的步驟是：：目前的數據庫管理系統（DBMS）有的是支持聯機事務處理CLTP（負責對事務數據進行采集、處理、存儲）的操作型DBMS，有的可支持數據倉庫、有聯機分析處理CLAP（指為支持決策的制定對數據的一種加工操作）功能的大型DBMS，有的數據庫是關系型的、有的可支持面向對象數據庫。針對選擇的DBMS，進行數據庫結構定義。：數據表定義指定義數據庫中數據表的結構，數據表的邏輯結構包括：屬性名稱、類型、表示形式、缺省值、校驗規則、是否關鍵字、可否為空等。關系型數據庫要盡量按關系規范化要求進行數據庫設計，但為使效率高，規范化程度應根據應用環境和條件來決定。數據表設計不僅要滿足數據存儲的要求，還要增加一些如反映有關信息、操作責任、中間數據的字段或臨時數據表。3.存儲設備和存儲空間組織：確定數據的存放地點、存儲路徑、存儲設備等，備份方案，對多版本如何保證一致性和數據的完整性。4.數據使用權限設置：針對用戶的不同使用要求，確定數據的用戶使用權限，確保數據安全。5.數據字典設計：用數據字典描述數據庫的設計，便于維護和修改。建立關系數據結構涉及三方面內容：確定關聯的關鍵指標項并建立關聯表；確定單一的父系記錄結構；建立整個數據庫的關系結構。1）鏈接關系的確定 在進行了上述數據規范化重組后，已經可以確保每一個基本數據表(我們簡稱為表)是規范的，但是這些單獨的表并不能完整地反映事物，通常需要通過指標體系整體指標數據才能完整全面地反映問題。也就是說在這些基本表的各宇段中，所存儲的是同一事物不同側面的屬性。那么計算機系統如何能知道哪些表中的哪些記錄應與其它表中的哪些記錄相對應，它們表示的是同一個事物呢?這就需要在設計數據結構時將這種各表之間的數據記錄關系確定下來。這種表與表之間的數據關系一般都是通過主或輔關鍵詞之間的連接來實現的。因為在每個表中只有主關鍵詞才能唯一地標識表中的這一個記錄值(因為根據第三范式的要求，表中其它數據字段函數都依賴于主關鍵詞)，所以將表通過關鍵詞連接就能夠唯一地標識出某一事物不同屬性在不同表中的存放位置。2）確定單一的父子關系結構 所謂確定單一的父系關系結構就是要在所建立的各種表中消除多對多（以下用M:N來表示）的現象，即設法使得所有表中記錄之間的關系呈樹狀結構(只能由一個主干發出若干條分支，而不能有若干條主干交錯發出若干條分支狀況)。所謂的“父系”就是指表的上一級關系表。消除多對多關系可以借助于ER圖的方法來解決，也可以在系統分析時予以注意，避免這種情況的發生。消除這種M:N情況的辦法也很簡單，只需在二表之間增加一個表，則原來M:N的關系就改成了M:1，1:N的關系了。在系統的設計中，圖書表和讀者表之間就多加了一個borrow表，實現了這種單一關系。 范式分析在數據的規范化表達中，一般將一組相互關聯的數據稱為一個關系(relation)，而在這個關系下的每個數據指標項則被稱為數據元素(data element)，這種關系落實到具體數據庫上就是基本表，而數據元素就是基本表中的一個字段(field)。規范化表達還規定在每一個基本表中必須定義一個數據元素為關鍵字(key)，它可以唯一地標識出該表中其它相關的數據元素。在規范化理論中表是二維的，它有如下四個性質： 1.在表中的任意一列上，數據項應屬于同一個屬性2.表中所有行都是不相同的，不允許有重復組項出現3.在表中，行的順序無關緊要4.在表中，列的順序無關緊要，但不能重復在對表的形式進行了規范化定義后，數據結構還有五種規范化定義，定名為規范化模式，稱為范式。在這五種范式中，一般只用前三種，對于常用系統就足夠了。而且這五種范式是“向上兼容”的，即滿足第五范式的數據結構自動滿足一、二、三、四范式，滿足第四范式的數據結構自動滿足第一、二、三范式，……，依此類推。 第一范式(first normal form，簡稱1st NF)就是指在同一表中沒有重復項出現，如果有則應將重復項去掉。這個去掉重復項的過程就稱之為規范化處理。在本文所討論的開發方法里，1st NF實際上是沒有什么意義的。因為我們按規范化建立的指標體系和表的過程都自動保證了所有表都滿足1st NF。在設計中，所有表都滿足這一范式。 第二范式(second normal form，簡稱 2nd NF)是指每個表必須有一個(而且僅一個)數據元素為主關鍵字(primary key)，其它數據元素與主關鍵字一一對應。例如，在book表和duzhe表中，分別把圖書號和讀者號定義為主關鍵字(其它數據元素中的記錄數據都有可能重名，故不能作為主關鍵字)，故只要知道了這個記錄的相關主鍵號，就可以唯一地在同一行中找到該任何一項具體信息。通常我們稱這種關系為函數依賴(functional depEndence)關系。即表中其它數據元素都依賴于主關鍵字，或稱該數據元素唯一地被主關鍵字所標識。 第三范式(third normal form，簡稱 3rd NF)就是指表中的所有數據元素不但要能夠唯一地被主關鍵字所標識，而且它們之間還必須相互獨立，不存在其它的函數關系。也就是說對于一個滿足了 2nd NF的數據結構來說，表中有可能存在某些數據元素依賴于其它非關鍵宇數據元素的現象，必須加以消除。就象在borrow表中，超出時間就依賴與借出時間和歸還時間，這種與關系之間的相互獨立性相違背，所以borrow表就不屬于第三范式。 SQL語言介紹SQL(Structured Query Language，結構查詢語言)是一個功能強大的數據庫語言。SQL通常使用于數據庫的通訊。ANSI（美國國家標準學會）聲稱，SQL是關系數據庫管理系統的標準語言。SQL語句通常用于完成一些數據庫的操作任務，比如在數據庫中更新數據，或者從數據庫中檢索數據。使用SQL的常見關系數據庫管理系統有：Oracle、 Sybase、 Microsoft SQL Server、 Access、 Ingres等等。雖然絕大多數的數據庫系統使用SQL，但是它們同樣有它們自立另外的專有擴展功能用于它們的系統。但是，標準的SQL命令，比如Select、 Insert、 Update、 Delete、 Create和 Drop常常被用于完成絕大多數數據庫的操作。MS SQL Server 就是用的Transact SQL。 SQL不要求用戶指定對數據的存放方法， 這種特性使用戶更易集中精力于要得到的結果；所有SQL語句使用查詢優化器，它是RDBMS的一部分，由它決定對指定數據存取的最快速度的手段，查詢優化器知道存在什么索引，在哪兒使用索引合適，而用戶則從不需要知道表是否有索引、有什么類型的索引。SQL為許多任務提供了命令，其中包括：查詢數據，在表中插入、修改和刪除記錄，建立、修改和刪除數據對象，控制對數據和數據對象的存取，保證數據庫一致性和完整性。SQL功能強大，是一種完備的數據處理語言，不僅用于數據庫查詢，而且用于數據庫中的數據修改和更新。DML組可以細分為以下的幾