智能公交系统论文

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论文摘要：本文结合公交查询系统的实际需要，通过对B/S模式、JDK开发环境及工具、Web发布服务、数据库以及SQL语言的深入学习及实践，主要完成了公交查询系统的需求分析、数据库设计、应用程序设计的工作。

第一章引言

§1.1数据库技术

数据库技术作为数据管理技术，是计算机软件领域的一个重要分支，产生于60年代末。现已形成相当规模的理论体系和实用技术。优秀的数据库设计是应用成功的基石。万万丈高楼平地起，数据库设计如同高楼的基石，是开发高品质应用的前提。

1.1.1数据库管理系统（DBMS）

数据库管理系统（DBMS）是指数据库系统中管理数据的软件系统。DBMS是数据库系统的核心组成部分。对数据库的一切操作，包括定义、查询、更新及各种控制，都是通过DBMS进行的。

在不同的计算机系统中，由于缺乏统一的标准，即使同种数据模型的DBMS，它们在用户接口、系统功能方面也常常是不相同的。

用户对数据库进行操作，是由DBMS把操作从应用程序带到外部级、概念级、再导向内部级，进而操作存储器中的数据。DBMS的主要目标，是使数据作为一种可管理的资源处理。

§1.2 公交查询系统

1.2.1系统功能

1、基于浏览器（B/S模式）的公交线路分类查询；

2、数据的录入、修改、添加、删除。

1.2.2系统运行环境

该系统采用Browser/Server模式进行设计：在服务器上运行Web发布服务器、数据库程序，服务器操作系统为WindowsNT/2000/XP/2003 server，客户机操作为Windows9×/

NT/2000/XP/2003，其上运行浏览器程序，服务器和客户机可为同一设备。

1.2.3系统开发工具

该系统采用JDK Java环境进行开发，数据库服务器为MySQL，WEB发布服务器为Tomcat Server；客户端使用浏览器运行程序，整个系统调试成功。

§1.3 本文所作工作

首先介绍了城市公交查询系统的应用背景、开发环境以及选用的开发工具与数据库的关系，阐明了计算机互联网络的概念。并对数据库的体系结构、DBMS进行了介绍；介绍关系型数据库的基本概念，着重说明了几个关键概念的定义；然后对SQL语言作了一个介绍说明；从特点和功能入手，介绍Java、JSP；并且介绍了B/S模式的概念、特点；用软件工程的方法分析城市公交查询系统，对整个系统进行了需求分析、功能模块划分，并通过ER 图对数据库进行概念设计；对城市公交查询系统的具体设计，描述了查询、录入模块的实现过程。

第二章数据库理论基础

§2.1 关系型数据库

2.1.1数据库的设计理论

关系数据库的设计理论主要包括三个方面的内容：数据依赖、范式，模式设计方法。其中数据依赖起着核心的作用。

1. 函数依赖（Functional dependency , FD）的定义

设R(U)是一个关系模式，U是R的属性集合，X和Y是U的子集。对于R(U)的任何一个可能的关系r，如果r中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称“Y函数依赖于X” ，记作X→Y。如果X→Y，并且对于X的任一真子集X ’，都有Y 不函数依赖于X ’，则称“Y完全函数依赖于X” ，记作X f Y 。若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称“Y部分函数依赖于X” ，记作X P Y 。如果X→Y，Y→Z，且Y ≮X，X不函数依赖于Y，则称“Z传递函数依赖于X”。

2. 范式

在对表的形式进行了规范化定义后，数据结构还有五种规范化定义，定名为规范化模式，称为范式。在这五种范式中，一般只用前三种，对于常用系统就足够了。而且这五种范式是“向上兼容”的，即满足第五范式的数据结构自动满足一、二、三、四范式，满足第四范式的数据结构自动满足第一、二、三范式，……，依此类推。

为防止数据库出现更新异常、插入异常、删除异常、数据冗余太大等现象，关系型数据库要尽量按关系规范化要求进行数据库设计。

3. 模式设计方法

一个好的模式设计方法应符合下列三条原则：

表达性：涉及到两个数据库模式的等价性问题，即数据等价和依赖等价，分别用无损联接和保持函数依赖来衡量。

分离性：是指属性间的“独立关系”应该用不同的关系模式表达。独立联系是我们所考虑的“基本信息单位”。实际上分离就是清除存储异常和数据冗余现象。如果能达到这个目的，就分离。分离的基准就是一系列范式，分离与依赖等价有时是不可兼容的。

最小冗余性：要求在分解后的数据库能表达原来数据库的所有信息这个前提下实现。目的就是节省存储空间，提高对关系的操作效率，清除不必要的冗余。但要注意，在实际使用中，并不一定要达到最小宙余。因为有时带点冗余对于查询处理是有好处的。

关系模式的方法基本上可以分为分解与合成两大类。分解型算法要求输入一个初始模式集和依赖集，而结果满足数据等价要求。对于合成型算法只要求输入初始依赖集，结果满足依赖等要求。但它们依据的基本思想是共同的，即独立的联系独立表示。

§2.2 SQL语言介绍

SQL（Structured Query Language）即“结构式查询语言”。SQL虽然名为查询语言，但实际上具有定义、查询、更新和控制等多种功能。由于它使用方便、功能丰富、语言简单易学，很快得到应用和推广。

2.2.1 SQL的组成

SQL主要分成四个部分：

1）数据定义：这一部分也称为“SQL DDL”，用于定义SQL模式、基本表、视图和索引。

2）数据操纵：这一部分也称为“SQL DML”。它分为数据查询和数据更新两类。其中数据更新又分成插入、删除、和修改三种操作。

3）数据控制：这一部分包括对基本表和视图的授权，完整性规则的描述，事务控制等内容。

4）嵌入式SQL的使用规定：这一部分内容涉及到SQL语句嵌入在宿主语言程序中使用的规则。

2.2.2 SQL的数据查询

n SELECT语句的语法

SELECT目标表的列名或列表达式序列