数据库期末作业

一、概述
1、数据库设计的目的和意义
本系统是针对高等院校的学生信息管理，因此信息管理系统的用户包括系统管理员、教师和学生。

主要涉及院系信息、学生信息、课程信息、选课记录、成绩信息、宿舍信息等多种数据信息。

系统应具体实现的功能
用户信息实现——学生或老师输入自己的账号和密码进入该系统。

基本信息实现——系统管理员负责对各种基本信息的录入、修改、删除等操作。

信息查询实现——学生可以查询基本信息：所在院系、所在宿舍、各科的考试成绩等，系统管理员负责把老师提交的学生成绩进行管理，计算总成绩和平均成绩，统计不及格学生信息和获得奖学金学生的信息，最后再输出所有的信息。

2、适用的软件和工具
SQL server 2008、Power Designer、E-R图
二、数据库部分
1、E-R图
（1）、数据流程图
（
（2）、功能模块图
（3）、E-R图
分E-R图
3、表结构
数据项描述
课程表结构：
选课表结构：
学院表结构：
宿舍表结构：
4、索引设计
（1）、单表索引设计
为学生表创建一个以student_id为索引的关键字的唯一聚簇索引
1）展开数据库中的表右键学生表，单击所有任务弹出的索引管理。

2）在窗体点新建索引名称为student_id_index，点击复选框“聚簇索引”、“惟一值”
同理为课程表创建一个以course_cno 为索引的关键字的唯一聚簇索引；
同理为选课表创建以student_id、course_cno为索引的关键字的聚簇索引；
同理为学院表创建一个以department_ deno 为索引的关键字的唯一聚簇索引；
同理为宿舍表创建一个以dormitry_dono为索引的关键字的唯一聚簇索引；
(2)、多表索引设计
如在本数据库中的：
学生（学号、姓名、性别、专业、学院编号、宿舍编号）
选课（学号、课程编号、成绩）
课程（课程编号、课程名、学分、授课教师、上课地点）
如果查询某一种条件时需要调用学生表、选课表、成绩表等，那么我们就把学生表属性的学号，选课表表中的属性学号，选课表表中的课程编号以及课程表中的课程编号共同建立聚簇索引，以提高查询效率。

5、事务管理和并发控制设计
事务管理：系统主要应完成的功能有：学生档案管理、课程管理、成绩管理、宿舍管理、学院管理以及个人信息查询等功能。

具体实务管理功能如下表
并发控制是指当多个用户同时更新运行时，用于保护数据库完整性的各种技术。

并发机制不正确可能导致脏读、幻读和不可重复读等此类问题。

并发控制的目的是保证一个用户的工作不会对另一个用户的工作产生不合理的影响。

在某些情况下，这些措施保证了当用户和其他用户一起操作时，所得的结果和她单独操作时的结果是一样的。

在另一些情况下，这表示用户的工作按预定的方式受其他用户的影响。

6、优化设计
（1）、SQL查询语句的重写，对于一个查询可以用多种查询语句实现，但不同查询语句的数据库执行计划是不同的，一旦不能够使用索引或造成较大的内存占用会导致性能下降，因此需要对查询语句进行重写优化，最典型的例子就是not in语句使用外连接方式实现来进行优化
（2）、创建合理的索引结构，根据查询语句的中查询条件，在关系表上建立相应的索引，如B+树索引和hash索引
（3）、修改程序业务逻辑，有些功能如果使用SQL语句实现，不但SQL语句复杂，还将导致数据库的负担增加，因此可以将有些数据操作的业务逻辑放到应用层进行实现，就是通过java编程实现
（4）、修改数据库服务器相关参数，优化服务器性能
三、硬件部分
1、硬件架构设计
（1）、服务器端配置
硬件配置：
安装本软件之前，需要确保计算机具有如下配置，这也是最低硬件要求：233兆赫（MHZ）Pentium或更高的微处理器（或与之相当的处理器）使用256内存（RAM最小为64MB，最大为4GB）不小于40MB的可用硬盘空间
软件配置：
安装本软件之前，需要确保计算机已安装：Micorsoft Windows XP及以上的操作系统。

2、数据库安全控制设计
（1）操作系统的安全管理
指定一位系统的UNIX系统管理员。

此人员的职务是管理UNIX环境，包括使用者、应用程序、档案系统及装置。

使用者的管理注重在建立适当安全性的使用者
帐号上，及定期去除不再使用的帐号。

UNIX系统管理员通常必须负责维持根密码
(root password)的安全性。

UNIX系统管理员必须负责执行企业的安全政策
(security policy)及5300系统上的标准。

（2）网络的安全管理：
Teradata提供的数据服务，必须通过三层结构的应用服务才能展现到最终用户
的桌面上，理论上最终用户应用访问不使用c/s的数据库联接方式，所以网络上
需要限制可以访问数据仓库服务器的IP必须为应用服务器、ETL服务器、Teradata
数据库管理客户机。

（3）数据的安全管理
数据是共同的资源，应使所有需要其中信息以完成个人任务的人员能够有效并且方便地访问这些资源。

数据的拥有权必须建立在主题的层次上，依据LDM加以管理，可妥善地授权以提供属性(attribute)层次的安全性。

前端应用安全控制
（4）前端用户的审计功能
在系统中建构针对前端用户的审计功能，记录每个业务用户访问的数据模型，使用的数据库用户，登录用户，以及具体的查询条件、查询内容和使用时间。

并
提供审计人员通过前端图形界面进行审计的功能
（5）数据库权限控制
数据库登入管制、数据库存取权限同时控制
（6）开发环境操作系统的安全管理：确定网络安全和数据的安全
3、数据库备份设计
（1）、服务器本分软件方案：硬件可行性方案的拓扑结构、服务器备份软件方案设计：
服务器备份软件系统采用Windows2000操作系统，标准JAVA编程语言，基于C／S架构与MVC模式设计。

服务器备份软件在功能上分为6大模块，分别为备份模块、恢复模块、日志管理模块、任务管理模块、配置模块和监视模块。

通过对XML文件的读写操作，实现数据库的备份与恢复工作，系统监视和数据上传和下载等功能。

此外，服务器备份在体系结构上分为Client和Server，客户端通过通信层与服务端进行通信，服务端再调用各个模块，进行相应的处理后，把数据返回到客户端，并在友好界面上显示出来，达到人机交互（2）、本地磁盘数据库备份
Dbconnect类是连接MySQL数据库的连接类，通过它可以获得系统需要的连接数据库JDBC 的相关信息。

SysBackupImport类把数据库的所有数据写入到一个新建的XML文件中，并保存在用户所要设定的备份目的地址。

在数据备份时，SysBackupImport的输出对象，将会调用文件数据备份的choosepanel类的实例对象，获得文件输出地址。

当用户选择好备份的目的地址后，SysBackupImport就会把数据库的数据以XML文件方式保存到目的地址，并且文件名依照系统统一的命名原则命名，这个过程是自动的。

4、故障与恢复设计
本地磁盘数据库恢复模块设计
本地磁盘数据库恢复是数据备份的逆过程，数据库数据恢
SysRescovery类具有数据恢复功能，它读取原来数据库备份的备份文件，该文件是以XML 方式保存的，把得到的数据写入到以value为对象的Vector中，每个部分作为一个对象封装在该Vector中，封装的对象是跟数据库的每一行的数据形式是一致的，把每行作为一个对象封装在该
Vector中。

DBconnect是数据库连接类，专门负责数据库的连接问题。

DBProcess是进行数据的读写操作的，它的每个方法对应不同的操作，可以实现数据库插入、删除和查询操作
四、小结
此次的课程设计中运行性能良好、稳定性有待改进，扩展性不足，数据安全性良好。

并且在课程设计的过程中中，使我对数据库的知识有了更深刻了解，增加可我对数据库这门课兴趣，强化了我的实际动手能力。

也遇到了许多问题：开始的登陆窗口,我遇到了不会写代码的问题,这个登陆窗口是一个有用户名,有密码的界面,当你选择一个用户名,它有相应的口令,口令正确才可以进入.这是一个要有变量来实现的过程,当然也要对应的数据窗口.其实,这个问题不会写代码没有关系的,我们可以从数据窗口中的变量设置中找到SQL语句,这样就解决了问题。

我们的登陆窗口粗略的完成了.
由于自己的分析设计和程序经验不足,该系统设计和实现过程中,还有许多没有完善的地方,比如数据冗余,文档组织不合理,帮助文档没有编写,用户界面设计不够美观,异常出错处理比较差等多方面问题,这些都有待进一步完善和提高。

通过这次的课程设计，使我增加了对数据库基本概念的理解，提高对知识的理解和应用能力，并且对数据库的应用都有了更深的了解，使我的数据库编写水平又有了明显的提高。