資料庫技術及應用課程設計
教學管理系統設計
班級電氣0705
姓名何山
學號 u200712295
時間 2023年1月24日
1 緒論
資料庫是20世紀60年代中後期開始出現的一種資料管理技術，它具有以下優點：(1)實現資料共享：資料共享包含所有使用者可同時訪問資料庫中的資料，也包括使用者可以用各種方式通過介面使用資料庫，並提供資料共享。
(2)減少資料的冗餘度：資料庫實現了資料共享，從而避免了使用者各自建立應用檔案，減少了資料冗餘，維護了資料的一致性。(3)資料的獨立性：
資料的獨立性包括資料庫中資料庫的邏輯結構和應用程式相互獨立，也包括資料物理結構的變化不影響資料的邏輯結構。(4)資料實現集中控制：利用資料庫可對資料進行集中控制和管理，並通過資料模型表示各種資料的組織以及資料間的聯絡。
(5)資料一致性和可維護性，以確保資料的安全性和可靠性：主要包括安全性控制、完整性控制、併發控制、故障的發現和恢復。(6)故障恢復：
由資料庫管理系統提供一套方法，可及時發現故障和修復故障，從而防止資料被破壞。正是由於資料庫的一系列優點，使得資料庫在人們生活中的應用越來越廣泛。
面對越來越龐大的教務資訊，大多數學校都會採用資料庫技術來儲存、處理它們，這是資料庫較高的資料獨立性、方便的使用者介面、較全面的資料控制功能以及其靈活性所決定的。教學管理系統用來管理教務工作中的各種資料，能夠實現教務管理中與學生、教師、課程以及學生選課、成績等相關的資料資訊化、規範化的功能，為教務管理工作提供了很大的方便。本文將介紹乙個簡單教學管理系統的建立過程。
2 教學管理系統的建立
2.1 需求分析
2.1.1 資訊要求
使用者通過該系統可以獲得學院、學生、教師、課程、選課等方面的基本資訊，這些資訊由管理人員錄入，供使用者查詢。
本資料庫中儲存的資訊有以下幾個方面：
學院資訊
表1 學院字段資訊
班級資訊
表2 班級字段資訊
教師資訊
表3 教師字段資訊
學生資訊
表4 學生字段資訊
課程資訊
表5 課程字段資訊
開課資訊
表6 開課字段資訊
選課資訊
表7 選課字段資訊
2.1.2 處理要求
使用者的處理要求是指使用者需要什麼處理功能，本系統中包括：
(1) 基本資訊管理：
學院基本資訊輸入、修改、刪除。
學生資訊錄入，學生資訊修改：按學號查詢出某學生的資訊並做資訊修改。
課程資訊的輸入、修改、刪除。
教師資訊的輸入、修改、刪除。
開課資訊的輸入、修改、刪除。
選課資訊的輸入、修改、刪除。
按課程輸入和修改成績，按學號輸入和修改成績。
(2) 資訊查詢：
按學院名稱查詢學院基本資訊。
按學號查詢學生基本資訊。
按教師編號查詢教師基本資訊。
按課程編號查詢課程基本資訊。
按學號查詢學生選課資訊及成績。
按課程名稱查詢開課及考試資訊。
按學號查詢學生成績。
(3) 統計報表：
成績報表，顯示選修該門課程學生的成績及成績彙總。
選課報表，顯示每個學生選修課程的資訊。
下圖為教學管理系統的功能模組圖：
2.1.3 安全性與完整性要求
資料庫中完整性是指資料的正確性、有效性和相容性，防止錯誤的資料進入資料庫。正確性是指資料的合法性，比如數值型資料中只能含數字而不能含漢字；有效性是指資料是否屬於所定義的有效範圍；相容性是指表示同一事實的兩個資料應相同，不一致就是不相容。
資料庫的安全性是指保護資料庫，防止不合法的使用，以免資料的洩密、更改或破壞。
通過設定外來鍵，建立表與表之間的關係，並使它們級聯更新相關的字段，級聯刪除相關的記錄。對於構成了環的級聯更新或刪除，而不能建立級聯更新或刪除的，通過建立觸發器，使得它們保持資料的完整性。通過不同許可權的人登入而設定其對資料的增刪改的許可權增強資料的安全性。
本系統的外來鍵設定和級聯操作有：開課資訊表的課程編號和教師編號，教師資訊表、學生資訊表和班級資訊表的學院，學生資訊表的班級，選課資訊表的開課編號及學號。
2.2概念結構設計
2.2.1逐一設計分er圖
設計區域性概念模型分為以下幾個步驟：確定區域性概念模型的範圍，定義實體，定義聯絡， 確定屬性，逐一畫出所有的區域性er圖，並附以相應的說明檔案。
1、院系管理
學院資訊表與班級資訊表
學院與班級是一對多的關係（班級只屬於乙個學院）。
圖2 分er圖1
2、開課管理
課程資訊表、教師資訊表與開課資訊表
課程與教師是多對多的關係（一門課程可以有多個教師教授，乙個教師也可以開設多門課程）。
圖3 分er圖2
3、選課管理
開課資訊表、學生資訊表與選課資訊表
課程與學生是多對多的關係（一門課程可以被多個學生選擇，乙個學生也可以選擇多門課程）。
圖4 分er圖3
2.2.2合併分er圖，生成基本er圖
圖5 erwin繪製的基本er圖
為了給多個區域性er模式的合併提供開始合併的基礎，首先要確定各區域性結構中的公共實體型別。在這一步中我們僅根據實體型別名和鍵來認定公共實體型別。一般把同名實體型別作為公共實體型別的一類候選，把具有相同鍵的實體型別作為公共實體型別的另一類候選。
合併er圖的原則是：首先進行兩兩合併，先和合併那些現實世界中有聯絡的區域性結構，合併從公共實體型別開始，最後再加入獨立的區域性結構。設計全域性er圖要消除衝突，使之成為能夠被所有使用者共同理解和接受的同一的概念模型。
衝突分為三類：屬性衝突、結構衝突、命名衝突。在合併er圖的過程**現了命名衝突現象，比如教師、課程、開設課程都有編號，可以用修改屬性名解決，即分別改為教師編號、課程編號與開課編號。
2.3邏輯結構設計
2.3.1關係模型設計
將er圖轉化為關係模型共有七條規則：（1）乙個實體可以轉換成乙個關係模式；（2）實體的屬性就是關係的屬性，實體的主鍵就是關係的主鍵；（3）乙個1：1的聯絡可以轉換成為乙個獨立的關係模式；（4）乙個1：
n的聯絡可以轉換成乙個獨立的關係模式，也可以跟n端對應的關係模式合併；（5）乙個m:n的聯絡可以轉換成乙個獨立的關係模式；（6）3個或則3個以上的實體間的乙個多元聯絡可以轉換成乙個關係模式；（7）相同碼的關係模式可以合併。依照上述規則，將er圖轉換為關係模型：
colm(college president) 按照規則1、2轉換；
classm(class headtea college) 按照規則1、2、4轉換；
stum(sno sname *** birth politic home phone class) 按照規則1、2、4轉換；
team(tno tname *** birth home degree titles phone college) 按照規則1、2、4轉換；
coum(cno cname hours points) 按照規則1、2轉換
tcm(tcno cno cname tno tname clatime claaddr examtime examaddr form) 按照規則5轉換。
sellectm(tcno cname sno sname score) 按照規則6轉換。
資料庫課程設計
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