图书管理系统数据库大作业

数据库原理及应用课程设计报告
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一、需求分析
1. 系统需求与功能分析
图书馆作为一种信息资源的集散地，图书和用户借阅资料繁多，包含很多的信息数据的管理，现今，有很多的图书馆都是初步开始使用，甚至尚未使用计算机进行信息管理。

根据调查得知，他们以前对信息管理的主要方式是基于文本、表格等纸介质的手工处理，对于图书借阅情况（如借书天数、超过限定借书时间的天数）的统计和核实等往往采用对借书卡的人工检查进行，对借阅者的借阅权限、以及借阅天数等用人工计算、手抄进行。

数据信息处理工作量大，容易出错；由于数据繁多，容易丢失，且不易查找。

总的来说，缺乏系统，规范的信息管理手段。

尽管有的图书馆有计算机，但是尚未用于信息管理，没有发挥它的效力，资源闲置比较突出，这就是管理信息系统的开发的基本环境。

在图书管理系统中，要为每位读者建立一个帐户，帐户中存储着读者的个人信息和借阅信息。

读者借阅图书要通过管理员来实现，即读者并不直接与系统进行交互，而是管理员充当读者的代理与系统进行交互。

在借阅图书时，第一步需要输入图书ID与读者ID，输入完成后系统提交所填表格信息；第二步系统将验证读者是否有效，并查询数据库以确认借阅图书是否存在。

只有这两个条件都被满足时，借阅请求才被接受，读者才可以借出图书。

同时，系统还要保存读者的借阅记录，以便读者归还图书后，系统可以删除被借阅图书的借阅记录。

2. 概要设计
1. 读者基本信息的输入，包括借书证编号、读者姓名、读者性别。

2．读者基本信息的查询、修改，包括读者借书证编号、读者姓名、读者性别等。

3．书籍类别标准的制定、类别信息的输入，包括类别编号、类别名称。

4．书籍类别信息的查询、修改，包括类别编号、类别名称。

5．书籍库存信息的输入，包括书籍编号、书籍名称、书籍类别、作者姓名、出版社名称、出版日期、登记日期。

6．书籍库存信息的查询，修改，包括书籍编号、书籍名称、书籍类别、作者姓名、出版社名称、出版日期登记日期等。

7．借书信息的输入，包括读者借书证编号、书籍编号、借书日期。

8．借书信息的查询、修改，包括借书证编号、读者编号、读者姓名、书籍编号、书籍名称、借书日期等。

9．还书信息的输入，包括借书证编号、书籍编号、还书日期。

10．还书信息的查询和修改，包括还书读者借书证编号、读者姓名、书籍编号、书籍名称、借书日期、还书日期等。

11．超期还书罚款输入，还书超出期限包括超出期限还书的读者借书证号，书籍编号，罚款金额。

12．超期还书罚款查询，删除，包括读者借书证编号、读者姓名、书籍编号、书籍名称，罚款金额等
3. 数据库需求和分析
a).数据结构
图书信息表
罚款表
b).数据项具体设置
二、 概念结构设计
1. 系统功能模块图
读者信息
罚款单号 书号 借书证号 罚款日期
信息实体
2. 数据库概念结构设计
三、逻辑结构设计
1. 由E-R图转化的关系模式为：
读者（图书证号，学生姓名，教师姓名，性别，年龄，学院，专业，职称）图书（条形码号，书名，作者，出版社，出版日期，价格，类别，入库时间，入库总数）
管理（管理员号，图书证号，学生姓名，教师姓名，条形码号，书名，作者，出版社，类型，价格，借书总数，借书时间，还书时间，借书期限，超过时间，罚款）
管理员（管理员号，管理员姓名，性别）
2. 对关系模式进行规范化
1 第一范式（1NF）
在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。

2 第二范式（2NF）
第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。

3 第三范式（3NF）
满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。

简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。

3. 数据库的完整性和安全性作何考虑？
为了保证数据库数据的安全可靠性和正确有效，DBMS必须提供统一的数据保护功能。

数据保护也为数据控制，主要包括数据库的安全性、完整性、并发控制和恢复。

一、数据库的安全性
数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改或破坏。

计算机系统都有这个问题，在数据库系统中大量数据集中存放，为许多用户共享，使安全问题更为突出。

在一般的计算机系统中，安全措施是一级一级设置的。

在DB存储这一级可采用密码技术，当物理存储设备失窃后，它起到保密作用。

在数据库系统这一级中提供两种控制：用户标识和鉴定，数据存取控制。

在ORACLE多用户数据库系统中，安全机制作下列工作：
防止非授权的数据库存取；
防止非授权的对模式对象的存取；
控制磁盘使用；控制系统资源使用；审计用户动作。

数据库安全可分为二类：系统安全性和数据安全性。

系统安全性是指在系统级控制数据库的存取和使用的机制，包含：
有效的用户名/口令的组合；一个用户是否授权可连接数据库；用户对象可用的磁盘空间的数量;用户的资源限制；数据库审计是否是有效的；用户可执行哪些系统操作。

数据安全性是指在对象级控制数据库的存取和使用的机制，包含：哪些用户可存取一指定的模式对象及在对象上允许作哪些操作类型。

在ORACLE服务器上提供了一种任意存取控制，是一种基于特权限制信息存取的方法。

用户要存取一对象必须有相应的特权授给该用户。

已授权的用户可任意地可将它授权给其它用户，由于这个原因，这种安全性类型叫做任意型。

四、物理结构设计
数据库在物理设备上的存储结构域存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于选定的数据库管理系统。

为一个给定的逻辑数据模型选取一个合适应用要求的物理结构的过程，就是数据库的物理结构设计。

数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构；对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率。

如果评价结果满足原设计要求，则可进入到物理实施阶段，否则就需要重新设计或修改物理结构又时甚至要返回逻辑设计阶段修改数据模型。

对于不同的数据库产品所提供的物理环境、存取方法和存储结构有很大差别，能提供设计人员使用的设计变量、参数范围也很不相同，因此没有通用的物理设计方法可遵循，只能给出一般的设计内容和原则。

希望设计优化的物理数据库结构，使得在数据库运行的各种事物响应时间小、存储空间利用率高、事物吞吐率。

为此，首先对要运行的事物进行详细分析，或得选择物理数据库设计所需要的参数。

其次，要充分了解所用RDBMS的内部特征，特别是系统提供的存储方法和存储物理结构。

物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计：
（1）存储记录结构设计：包括记录的组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。

（2）确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记录聚簇（cluster）”技术能满足这个要求。

（3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。

（4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。

（5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。

物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。

当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。

五、数据实施和维护
六、总结。