课程设计报告 学生住宿数据库设计

课程设计报告、概述（设计题目与可行性分析）、课程设计题目（）题目：学生住宿数据库设计（）初始条件：一个大学的后勤部门希望建立一个数据库来管理学生宿舍的分配。需要住宿的学生都要填写申请表， 表中有学生的详细情况和要申请宿舍的类型的介绍以及时间。厅室只能提供单独的房间，房间有房间号、住宿号以及月租金。在每个新的学年开始，签订新的租用合同，最少的租用时间为一个学期，最多一年。（）要求完成的任务：根据上述的初始条件，进行调查分析并设计适当的属性。设计一个住宿数据库，可选、等。完成课程设计说明书，其格式遵守学校今年的新规定。主要内容包括：需求分析，概念设计，逻辑设计，物理实现等。基于该数据库，最好实现一个或多个应用程序（自己确定功能），程序设计语言（工具）任选。这一项是选作，不作硬性要求。问题概述随着社会信息化步伐的加快，社会对人才的要求越来越高，相应的，需要学校的工作越来越周到、全面、先进、高效。这不仅使学生管理的日常工作日趋复杂繁重，而且，对它提出了更高的要求。本学生宿舍管理信息系统强化了学生管理的职能， 涵盖了学生管理、 床位管理等主要功能， 特别是对学生宿舍管理工作进行了提炼和概括，使学生宿舍管理工作日益规范化、制度化和科学化。学生宿舍管理系统的使用， 大大减少了学生处管理者的重复劳动，是学校管理的得力助手。1 / 25、可行性分析技术可行性当前的主流数据库技术是关系数据库，语言的应用深入到了数据库开发的各领域，所以，建构数据库没有技术上难题；基于的数据库访问，技术已经很成熟了，所以对于应用程序的开发问题，技术上也没有障碍，可以无故障开发。经济可行性开发一个住宿管理系统， 性能优良，且对于学生住宿的管理比传统的账单式管理要来的方便高效， 体现出技术制胜的特点， 故开发一个管理系统， 在经济上是很客观的。操作可行性操作可行性主要体现在数据库的查询和修改方面。数据库管理员或者用户在对数据库进行查询或者修改所使用的语句是否一定要具备了什么样的专业知识才可以进行操作。 为此，我们需要考虑一下设计的安全性和高效性。在界面上尽量比较友好，以供不同的用户使用。、系统目标和建设原则、系统目标：概括地说，本课程设计要求设计一个学生住宿数据库，所以，必须针对学校的后勤、学生宿管中心、以及学生个人信息等诸多相关数据集进行结构性的分析，以实施一个完整的学生住宿管理系统，同时，针对最终使用该系统的特定用户，系统能封装特定层面的数据存取细节，实现系统的分层视图。具体而言，、从数据实体的角度来看，本系统将要实现的目标如下：（）能够处理上述所列举的诸多数据集，提供相关数据集之间互操作的有效通道；（）能够维护数据库的完整性原则，对各数据集的操作是用户透明的，同时是系统安全的；、从系统的工程角度来看，本系统将要实现的目标如下：（）基于一定的操作系统平台和平台，创建一个数据库，对数据集进行有效2 / 25的集成和管理； 同时，对该数据库能实施有效的管理，以实现对数据集的透明安全性操作。（）基于某种编程语言和特定的语言开发平台，如，开发一个基于数据库的应用程序，提供非专业用户对原始数据集的透明存取的平台；（）要求应用程序提供友好的用户界面，如，同时，应用程序对数据集操作的封装应该是安全和准确度，确保无误操作和安全操作。、从系统的功能集成角度来看，本系统将要实现的目标如下：（）系统应用功能分层以封装数据操作的分层。能将对数据集的只读操作 （如查询）和写操作（如更新）隔离，这主要体现在使用系统的用户的区别上。（）视图集成以封装权限管理。通过数据库系统的视图机制和应用程序的视图机制的有机合成，可以给不同权限的用户提供不同的数据集视图。、从系统的应用程序模块角度来看，本系统将要实现的目标如下：（）应用登录模块：提供后勤管理员、楼栋管理员、住宿学生三类用户的登录管理。（）系统视图模块：针对三类不同的用户，系统提供了三个大方向的视图，每一个层面的大视图又分为具体的小视图。 具体而言，即后勤管理员可以管理所有的楼栋和所有的宿舍， 可以查询所有的入住学生的信息。 楼栋管理员可以管理所在楼栋的所有宿舍， 可以查询入住学生的信息。 住宿学生可查询所在宿舍的信息，查询同宿舍的其他人的信息，以及可以申请签订住宿合同等。（）视图切换模块：这一块主要是不直接关联数据的模块。其主要是应用程序开发平台基础上的应用程序开发。 要求对视图的切换能做到准确无误， 同时提供很高的切换响应比。、建设原则：根据数据库设计的一般特点和一般流程，即：需求分析概念结构设计逻辑结构设计数据库物理设计数据库实施数据库运行和维护。按照该指导性的原则，对于本次课程设计，可以在一个指定的应用开发环境下（特定的、应用程序），首先，完成狭义的数据库设计，通过概念抽象、实体联系、逻辑转换等构造或设计一个数据库（必要时，实施一定的优化）的逻辑模式和物理架构，然后，在优化的数据库系统上进行针对性的应用程序的开发，使之能够有效地存3 / 25储和管理数据，满足不同的用户的应用需求， 包括信息管理要求和数据操作要求。具体而言，（）根据初始条件分析， 明确所要设计的数据库在逻辑和物理上的架构，能有一个明确细致的需求分析文档，在其中体现分析所得到的开发和管理需求。（）在需求分析的基础上，从中抽取出原始数据集的实体，然后，对实体进行概念分层和概念抽象，进行概念模型的设计；（）在概念模型的基础上，运用方法，设计出整个系统的模式和子模式，并通过逻辑设计以及物理设计最终确定系统的数据库逻辑架构与物理布局；（）在数据库的机构基础上，进行数据集的行为设计，并在此基础上，设计应用程序的布局、流程、以及视图集成，并将最终的应用程序投入实施。、运行环境规划数据库同其他的应用软件一样，也需要必须的软硬件环境。针对本次课程设计，我以我自己机上的软硬件设施为开发环境和系统运行环境：、硬件配置：、软件配置：（）操作系统（）（）数据库管理系统（）（）应用程序开发环境（）Enterprise、需求分析说明4 / 25需求分析是数据库设计的起点，也是数据库应用系统设计的起点，其主要任务是调查应用领域， 对应用领域中的各种应用的信息要求和操作要求进行详细分析，形成需求分析任务书。、用户需求考察学生住宿系统的开发，其数据库的要求很明确。即围绕着宿舍和学生的相关数据集来实施。 在实际的系统开发前， 我做了一个小型的实地调研， 以我本人所在的海虹学生宿舍公寓的情况为学生宿舍系统开发所针对的特定问题领域，提取了相关的信息要求、 处理要求和数据的安全性、 完整性要求， 得到了系统所要实现代用户需求。 从该系统所面临的三类直接用户， 可以把用户的需求分为以下三类：（）后勤管理员： 后勤管理员是整个数据库应用系统的最高级用户， 对数据集拥有相对而言最为全面的操作权限。 可以查看所有的楼栋信息， 宿舍信息入住学生信息，同时，可以对宿舍进行初始化、行政分配，对现有的学生入住情况予以监测和调整，对楼栋管理员的在职情况予以监测和调整。 即后勤管理员可以完成学生调换房间的请求响应， 和楼栋管理员的任免调换， 这是最高的权限。 所设计的学生住宿系统必须对后勤管理员的权限予以充分满足。（）楼栋管理员： 楼栋管理员是整个数据库应用系统的中级用户， 对数据集拥有相对学生广泛而相对后勤管理员狭窄的操作权限。 作为某栋宿舍楼的管理员， 其对所在楼栋的全部学生宿舍拥有最高的查阅权限， 同时，对入住学生的情况同样可以实施查询。但是，楼栋管理员，因为受到后勤管理员的权限的限制（后勤管理员可以任免调换楼栋管理员） ，所以，从安全性的角度来看，楼栋管理员不能越界查看非本人所在楼栋的学生信息， 同时，楼栋管理员不能完成学生掉换宿舍的请求响应。即楼栋管理员拥有相对高级的数据集读操作，但是写操作有限。（）入住学生：入住学生是整个数据库应用系统中为数众多但是权限相对少的一类用户集合。其对数据集不具有任何的写操作权限， 即只能读取数据库应用系统中的数据集。（这个设计的出发点是有现实意义的，在后面的数据库安全性和完整性分析中再来讨论）。入住学生可以产看所在的楼栋和宿舍的信息，同时对本宿舍的学生的信息可以查询。 对于尚未与后勤部门签订住宿合同的学生， 他（她）们还有申请宿舍的权限， 但是，此时，对于楼栋宿舍及同宿成员信息的查询必须5 / 25封闭，这是权限和实际的问题域特点所决定的。系统的边界在分析了本数据库系统所要满足的三类用户的需求后，以此为基础，进而可以设计出数据库的原始模型， 然后优化， 最终通过应用程序与用户交互。 在开发应用程序时， 系统的边界问题很重要， 必须明确哪些工作是由计算机完成， 哪些将来由计算机完成， 哪些由人工完成。 由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。针对本系统的设计，人工完成的工作是针对已经设计好的数据库，编写一个好的初始化程序， 对应用程序进行的必须的初始化，即在学生尚未开始申请宿舍时，由后勤管理人员对宿舍的行政属性予以确定，将某栋楼，某个宿舍分配给相应的学院、专业、班级。这个初始化的过程，是必须的，也是需要人工干预的；人工完成的另一个工作是处理学生的宿舍申请响应，这个也是必须的， 也需要由人工来干预。除此之外的其他任务和功能的实现可以由相应的应用程序自己去实施构建，原则上应该如此。至此，整个数据库应用系统的边界就很明确了。、概念结构设计，画出图、数据字典在数据流图表达的数据和处理间的关系基础上，着重分析数据集。后勤管理员、楼栋管理员、 入住学生他们所有功能的实现，最终反映在对数据集的存取操作，本数据库系统中所要用到的数据集实体主要有：班级、学生、楼栋、宿舍，分析数据集以及数据集之间的联系，可以得到数据库应用系统所需要的数据字典：、班级信息数据项名含义说明数据类型数据长度（字节）取值范围班级号班级编号院 名所属学院名称系 名所属系名称年级名所在年级班级名班级名称6 / 25人 数班级人数、学生信息数据项名含义说明数据类型数据长度（字节）取值范围学号学生编号姓名学生姓名性别学生性别（男，女）班级号所在班级编号、楼栋信息数据项名含义说明数据类型数据长度取值范围楼栋号楼栋编号楼栋名楼栋名称类型入住学生性别（男，女）租金入住费用人数人数限宿舍楼管名楼栋管理员名、宿舍信息数据项名含义说明数据类型数据长度（字节）取值范围宿舍号宿舍编号楼栋号所属楼栋编号房间号房间编号电 话宿舍电话班级号所属行政单位登记人数已经入住人数、学生入住信息数据项名含义说明数据类型数据长度取值范围学号入住学生编号房间号入住宿舍编号7 / 25租期入住时间床位号申请床位、实体定义从以上的数据字典可以发掘与之对应的实体，现将各实体定义如下：班级 ： 班级号，学院，系，年级，班级，人数学生 ： 学号，姓名，性别，所属班级楼栋 ： 楼栋号，楼栋名，类型，楼管名，租金，宿舍人数宿舍 ： 宿舍号，楼栋号，房间号，已经入住人数，宿舍电话，所属班级、图设计局部视图设计：（）宿舍行政属性指定模块图在学生开始申请宿舍前，必须将宿舍的行政单位予以指定，以便于申请工作与响应申请的准确高效执行。 这个工作主要由后勤管理员执行。在宿舍行政属性的确定上，有一个问题要注意， 即将行政属性绑定到宿舍还是楼栋的问题。这个问题的解决依赖于所给定的问题域。 如前所述，我在开发这个数据库应用系统前，做了一个小型的调研， 以海虹学生公寓作为建构数据库的实际开发原型。海虹公寓的实际情况是一栋宿舍楼里有多个学院多个专业多个年级多个班级， 同时，一个学院又可以拥有多于一栋栋宿舍楼， 一个专业也是如此。 鉴于实际问题域的特殊性，将行政单位绑定到宿舍楼是不合理的。考虑一种情况，海虹公寓栋，现住有计算机学院级计算机 以及软件工程 的学生，其他的学院专业暂不考察。 如果将这些行政单位信息绑定到了宿舍楼， 那么每个宿舍的情况仍然是不定的。 为了唯一准确的标识宿舍的行政属性， 只能有两种选择， 一是采用数据冗余将行政信息复制到宿舍， 另一种是将宿舍与楼栋进行复杂的关联， 无论是哪一种， 都不是最好的选择， 因为不必要的数据冗余和时间开销是数据库设计所不赞赏的。 分析了这样的情况，该局部视图的图如下：学院系宿舍楼栋班房间班级分配宿舍8 / 25年宿舍电话人所属班级班()入住学生申请宿舍模块图对于分配好的宿舍，学生提交申请即可申请宿舍。主要应该考虑到学生所在班级与宿舍的行政单位一致，学生性别与宿舍类别的一致。其图设计如下：性别学号宿舍号楼栋号学生申请宿舍所属班级姓名所属班级宿舍电话租期登记人数（）楼栋管理宿舍模块图宿舍必须属于特定的楼栋，它们之间存在着很强的领属关系。楼栋号楼栋名宿舍号楼管房间号楼栋属于宿舍登记人数类型宿舍人数限所属班级月租金（）学生所在班级信息模块图学生最基本的属性是属于某个特定的班级，这也是一个很强的领属关系。学号学院班号9 / 25人数学生属于班级、系统集成视图设计全局图对以上的各分图合并，消除属性冲突、命名冲突和结构冲突，同时，考虑到数据库的结构特性，消除不必要的数据冗余，可得到系统的基本的图：姓名宿舍电话学号宿舍号登记人数学生申请性别租期属于分配宿舍宿舍号属于学院所属班级人数宿 舍 人 数班级租金班级、逻辑结构设计，定义关系模式及子模式。专业楼栋号、逻辑结构设计班级名年级、图向关系模型的转化楼栋楼栋名楼管类型10 / 25