数据库设计实例-教务管理系统
数据库设计实例教务管理系统
数据库实验七 数据库设计
题目要求:
设计一个教务管理系统。要求管理包括:学生的档案,学生选课的情况,学生每学期的综合测评,教师档案,教师工作量等等。具体考核方法根据自己了解的实际情况处理。
假设此次设计的教务系统是整个学生管理系统数据库中的一部分,整个系统至少还包括学籍管理等其他子系统。
在初期设计时,先关注与教务系统有关的数据。在完成对教务管理系统的建模后再对整个系统进行合并,总终得到整个系统的设计方案。
一、需求分析
1、 根据分析可以画出该教务管理系统的数据流图:
学生 |
选课 |
上课 |
考试 |
测评 |
选课单 |
允许考试 |
成绩单 |
老师档案 |
课程简介 |
教室安排 |
试卷 |
考场安排 |
测评报告单 |
学生名单 |
教师 |
选定教材 |
申报 |
课表 |
2、 数据字典
数据结构:学生
含义说明:是教务管理系统的一个核心数据结构,定义了学生的有关信息
组成:学号、姓名
数据项:学号
含义说明:唯一标识每一个学生
别名:学生编号
类型:字符型
长度:9位
取值范围:190000000 – 999999999
取值含义:前四位表明学生所在年级,后五位安顺序编号
数据项:姓名
含义说明:表示学生的姓名
类型:字符型
长度:10位
取值范围:任意字符
数据结构:教师
含义说明:教务管理系统的核心数据结构之一,定义了教师的有关信息
组成:教师号,教师姓名
数据项:教师号
含义说明:教师的编号
类型:字符型
长度:5位
取值范围:10000– 99999
数据项:教师姓名
含义说明:教师的姓名
类型:字符型
长度:10位
取值范围:任意合法的字符
数据结构:课程
含义说明:教务管理系统的核心数据结构之一,定义了课程的有关信息
组成:课程号,课程名,课程描述,教师,教室,教科书,学分
数据项:课程号
含义说明:课程的编号
类型:字符型
长度:4
取值范围:0001 – 9999
数据项:课序号
含义说明:对于同一课程,由不同老师教授,用课序号来区分
类型:字符型
长度:2
取值范围:01 – 99
数据项:课程名
含义说明:课程的名称
类型:字符型
长度:10
取值范围:任意合法的字符
数据项:课程描述
含义说明:课程内容的基本描述
类型:字符型
长度:200
取值范围:任意合法字符
数据项:教科书
含义说明:课程所用的教科书
类型:字符型
长度:20
取值范围:任意合法字符
数据项:学分
含义说明:课程的学分
类型:整型
长度:1
取值范围:1-9
数据结构:教室
含义说明:上课所用的教室
组成:教室编号,教室地址,教室容量
数据项:教室编号
含义说明:教室的编号
类型:字符
长度:5
取值范围:00001-99999
数据项:教室地址
含义说明:标明教室的地址
类型:字符
长度:30
取值范围:任意合法的字符
数据项:教室容量
含义说明:教室的容纳学生的数量
类型:整型
取值范围:正整数
数据结构:选课记录
含义说明:纪录学生选课的纪录
组成:学生,课程,成绩
数据项:成绩
含义说明:选课学生本学期的成绩
类型:浮点数
范围:0.0 – 100.0
处理过程:分配教室
说明:为所有课程分配上课教室
输入:课程,教室
输出:教室安排
处理:学期课程决定后,要为每个课程安排上课地点,要求上课的地点不能冲突且上课人数不能超过教室容量。
处理过程:分配考场
说明:在考试日期,为所有课程分配考场
输入:课程,教室
输出:考场安排
处理:为每个课程安排考场,考试时间和地点不能冲突且考试人数不能超过考场容量。
数据存储:成绩单
说明:记录学生本学期所有课程成绩
流入数据流:学生所有的选课记录
流出数据流:学生的成绩单
数据量:由学生的人数决定
存取方式:随机存取
二、概念结构设计
1、根据需求分析画出E-R图:
选修 |
学生 |
教师 |
课程 |
m |
n |
讲授 |
1 |
n |
教科书 |
n |
成绩 |
教室 |
开设 |
1 |
n |
2、 根据E-R图写出各个实体的属性描述
学生:{学号,姓名}
课程:{课程号,课程名,课程描述,学分}
教师:{教师号,教师名,课程数}
教室:{教室编号,地址,容量}
3、 视图的集成
假设在学生管理系统的学籍管理系统中存在另一个学生实体,其中还包括以下信息:性别,所属专业,所属班级。为了使两个实体保持一致,对两个实体取并集得到新的学生实体:
学生:{学号,姓名,性别,专业,班级}
三、逻辑结构设计
1、 由E-R图向数据模型的转换
一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性。实体的码就是关系的码。所以,E-R图中的属性描述可直接转换为相应的关系模式。
2、 对于剩余的一对多和多对多联系可以如下表示
学生-课程:{学号,课程号,课序号,成绩}
课程-教师:{课程号,课序号,教师号}
课程-教科书:{课程号,课序号,教科书}
教室-课程:{教室号,时间,课程号,课序号}
其中 课程-教师 与 课程-教科书 具有相同的主码,可以合并成一个关系
教学:{课程号,课序号,教师号,教科书}
最后得到的关系模式为
学生:{学号,姓名,性别,专业,班级}
课程:{课程号,课程名,课程描述,学分}
教师:{教师号,教师名,课程数}
教室:{教室号,地址,容量}
学生-课程:{学号,课程号,课序号,成绩}
教学:{课程号,课序号,教师号,教科书}
教室-课程:{教室号,时间,课程号,课序号}
3、 用户外模式
根据需求,为计算综合测评增加一个外模式,因为综合测评只在学期末进行,查询次数不多,所以没有必要用冗余的方法来提高查询效率,只需要建立一个外模式视图即可。
测评{学号,学生姓名,平均成绩}
4、 根据设计写出相应的SQL语句:
CREATE TABLE student
(
Sno VARCHAR(9) CONSTRAINTpk_student PRIMARY KEY,
Sname VARCHAR(10) NOTNULL,
Sex VARCHAR(1) NOTNULL,
Major VARCHAR(10) NOTNULL,
Class VARCHAR(10) NOTNULL,
CHECK (Sex = 'f' ORSex = 'm')
)
CREATE TABLE course
(
Cno VARCHAR(4) CONSTRAINTpk_course PRIMARY KEY,
Cname VARCHAR(10) NOTNULL,
Describe VARCHAR(200),
Mark INTEGER
)
CREATE TABLE teacher
(
Tno VARCHAR(5) CONSTRAINTteacher_pk PRIMARY KEY,
Tname VARCHAR(10) NOTNULL,
Ccnt INTEGER NOTNULL DEFAULT 0
)
CREATE TABLE classroom
(
Rno VARCHAR(5)CONSTRAINT pk_classroom PRIMARY KEY,
Locate VARCHAR(30) NOTNULL,
Cap INTEGER
CHECK (Cap > 0)
)
CREATE TABLE tech
(
Cno VARCHAR(4) NOTNULL CONSTRAINT fk_course_cno FOREIGN KEY REFERENCES course(Cno)
ON UPDATE CASCADE --级联更新
ON DELETE CASCADE, --级联删除
SCno VARCHAR(2) NOT NULL,
Tno VARCHAR(5)CONSTRAINT fk_teacher_tno FOREIGN KEY REFERENCES teacher(Tno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
Book VARCHAR(20)
CONSTRAINT pk_tech PRIMARY KEY (Cno,SCno)
)
CREATE TABLE SC
(
Sno VARCHAR(9) NOTNULL CONSTRAINT fk_student_sno FOREIGN KEY REFERENCES student(Sno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
Cno VARCHAR(4) NOTNULL CONSTRAINT fk_sc_course_cno FOREIGN KEY REFERENCES course(Cno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
SCno VARCHAR(2) NOT NULL,
Score FLOAT
CONSTRAINT pk_sc PRIMARY KEY (Sno,Cno,SCno)
)
CREATE TABLE RC
(
Rno VARCHAR(5)CONSTRAINT fk_classroom_rno FOREIGN KEY REFERENCES classroom(Rno)
ONUPDATE CASCADE
ONDELETE CASCADE,
Time DATETIME,
Cno VARCHAR(4)NOT NULL CONSTRAINT fk_rc_course_cno FOREIGN KEY REFERENCES course(Cno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
SCno VARCHAR(2)NOT NULL
CONSTRAINT pk_rc PRIMARY KEY(Rno,Time)
)
为进行综合测评增加一个外模式
CREATE VIEW assess AS
SELECT SC.sno, sname, AVG(score) as averageFROM SC,Student
where SC.sno = student.sno
GROUP BY SC.sno,sname
为了符合数据的参照完整性约束,避免学生选课的时候选择一个不存在的课程号-课序号组,增加一个外键约束。
ALTER TABLE sc
ADD CONSTRAINT fk_sc_tech FOREIGN KEY(Cno,SCno) REFERENCES tech(Cno,SCno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE
为了在插入一个新课程时能级联更新教师的工作量,增加一个触发器。此任务也可以通过建立一个外模式视图来动态统计,为了练习的目的这里采用了触发器
CREATE TRIGGER workcnter On tech
AFTER INSERT ,UPDATE, DELETE
AS
BEGIN
DECLARE@T VARCHAR(5)
IFEXISTS
(
SELECTTOP 1 Tno FROM INSERTED
)
BEGIN
SET@T = (SELECT TOP 1 Tno FROM INSERTED )
UPDATEteacher SET Ccnt = Ccnt + 1 WHERE Tno = @T
END
IFEXISTS
(
SELECTTOP 1 Tno FROM DELETED
)
BEGIN
SET@T = (SELECT TOP 1 Tno FROM DELETED)
UPDATEteacher SET Ccnt = Ccnt - 1 WHERE Tno = @T
END
END
关于课程容量:如何保证选课的学生数量不超过教室的容量?
初步解决办法是:在学生选课时建立暂时不考虑容量问题,都加入一个临时的SC表中。然后,在选课结束后将未超额的记录直接加入SC表,超额的课程进行抽签,将命中部分学生的选课记录插入SC表,直到人数符合课程容量的要求为止。
抽签的功能较适合用顶层的高级语言来实现。在选课结束后,选超额课程的学生需登陆选课系统进行抽签,抽签的过程可以使用概率算法,如果抽中,系统再将选课记录插入SC表,否则就从临时表中删除。
所以,在数据库系统中,没有对SC表的插入操作进行约束。
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