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(xì)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(jìn)行調(diào)查分析并設(shè)計適當(dāng)?shù)膶傩?。設(shè)計一個住宿數(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?；谠摂?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(jìn)、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(qiáng)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， 特別是對學(xué)生宿舍管理工作進(jìn)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(jì)可行性開發(fā)一個住宿管理系統(tǒng)， 性能優(yōu)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(jì)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(jìn)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(jìn)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、以及學(xué)生個人信息等諸多相關(guān)數(shù)據(jù)集進(jìn)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(xì)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(hù)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(jìn)行有效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，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(jī)制和應(yīng)用程序的視圖機(jī)制的有機(jī)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。 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(hù)。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)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(jìn)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(xì)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(jìn)行概念分層和概念抽象，進(jìn)行概念模型的設(shè)計；（）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(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)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(jī)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)（）（）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(jìn)行詳細(xì)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(jìn)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。 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需求后，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)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(jī)完成， 哪些將來由計算機(jī)完成， 哪些由人工完成。 由計算機(jī)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(jìn)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(dá)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：、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)、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，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。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(jī)學(xué)院級計算機(jī) 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(jìn)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)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(qiáng)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(qiáng)的領(lǐng)屬關(guān)系。學(xué)號學(xué)院班號9 / 25人數(shù)學(xué)生屬于班級、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