图书借阅系统数据库设计实验报告

华北科技学院计算机系综合性实验实验报告课程名称网络数据库实验学期 2013 至 2014 学年第 1 学期学生所在系部计算机学院年级 2011级专业班级网络工程学生学号任课教师实验成绩计算机系制实验报告须知1、学生上交实验报告时，必须为打印稿（A4纸）。

页面空间不够，可以顺延。

2、学生应该填写的容包括：封面相关栏目、实验地点、时间、目的、设备环境、容、结果及分析等。

3、教师应该填写的容包括：实验成绩、教师评价等。

4、教师根据本课程的《综合性实验指导单》中实验容的要求，评定学生的综合性实验成绩；要求在该课程期末考试前将实验报告交给任课教师。

综合性实验中，所涉及的程序，文档等在交实验报告前，拷贝给任课教师。

任课教师统一刻录成光盘，与该课程的期末考试成绩一同上交到系里存档。

5、未尽事宜，请参考该课程的实验大纲和教学大纲。

《网络数据库》课程综合性实验报告8．数据库安全设计根据系统需求作必要的数据库安全设计，如本系统分几级用户、分别是什么角色成员具有什么操作权限等。

四、实验结果及分析1.数据库设计（1）设计思想：图书借阅系统主要涉及业务为读者借阅图书、读者归还图书，涉及主要实体包括：读者、图书。

因此针对图书、读者、借阅、历史借阅设计文件组。

在实际实现中，可以为每一个文件组指定一个磁盘驱动器，然后将特定的表、索引等与该文件组相关联，对这些表的存储、查询、修改操作都在该文件组中，使用四个文件组可以提高文件组中表中数据的查询性能。

（2）具体实现：设计包含一个主文件组（PRIMARY），四个用户定义文件组（MyDB_FG1、MyDB_FG2、MyDB_FG3、MyDB_FG4）。

其中主文件组中存放主数据文件 MBook203.mdf，用户定义文件组1、2、3、4分别存放四个辅助数据文件（MyDB_FG1_Data1.ndf、MyDB_FG2_Data1.ndf、MyDB_FG3_Data1.ndf、MyDB_FG4_Data1.ndf）。

2．数据表设计（1）设计思想：在实际系统中，读者、图书、借阅、历史借阅，各个表中数据较大，将其放在不同的辅助数据文件中，每一个辅助数据文件分别属于一个单独的文件组。

而每一文件组又分别指定了不同的磁盘驱动器，因此可以提高对这些表中数据的查询性能。

（2）具体实现：用户定义文件组1、2、3、4中的辅助数据文件分别存放读者表、图书表、借阅表和历史借阅表。

将读者表（Reader）放在文件组1、图书表（Book、BookID_ISBN）放在文件组2、借阅表（Lend）放在文件组3、历史借阅表（HistoryLend）放在文件组4。

2.1读者表（Reader）：属于文件组1①主键为读者号（ReaderID），因在实际系统中读者号为固定长度，固设置为char(12)；②性别（Sex）数据类型设置为bit，约束为0或1（0：女，1：男）；③照片（Photo）数据类型设置为 varbinary(MAX)，可变长度二进制数据类型，安全性较高，只适合图像容量不是很大的时候；④地址（Addr）数据类型设置为 xml 类型，灵活易于扩展，适合于传输和存储数据。

2.2图书表（Book）、图书ID与ISBN对应表（BookID_ISBN）：属于文件组2①图书表主键设置为 ISBN，因为图书有不同复本，所以另外设置了图书ID，在图书ID与ISBN对应表（BookID_ISBN）中存放其对应关系；②图书表中字段库存量（Invnum）和复本量（Copnum）设置约束非空，默认为0；③图书封面照片（Photo）数据类型设置为可变才二进制数据类型，方便存储。

④图书容概要（Summary）数据类型设置为 xml，适合存储和传输。

⑤ BookID_ISBN 表中BookID作为主键。

2.3借阅表（Lend）：属于文件组3①借阅表中读者号、ISBN、图书ID共同作为主键（说明：不允许同一读者号，借阅同一ISBN号图书）；②读者号（ReaderID）作为外键，参照读者表（Reader）中（ReaderID）；③图书ISBN号（ISBN）作为外键，参照图书表（Book）中（ISBN）；④图书ID号（BookID）作为外键，参照图书ISBN号与ID对应表（BookID_ISBN）中（BookID）。

⑤借书日期（bbt）数据类型为 date 类型。

2.4历史借阅表（HistoryLend）：属于文件组4①历史借阅表中读者号、ISBN、图书ID、借书日期、还书日期共同作为主键（说明：不允许同一读者号，借阅同一ISBN号图书），当同一读者两次借同一本书（先还图书后再借），可以依靠借书日期、还书日期来唯一确定读者两次的借阅、还书记录；②在历史借阅表中除借书日期（bbt）、还书日期（rbbt）外，其他字段都作为外键，分别参照与其他基本表；③在读者还书时，采用存储过程，将读者的借书记录插入到历史借阅表，并将还书日期设置为当前系统日期。

3．视图设计（1）设计思想：①管理员可以查看当前读者的借阅情况，可以根据历史借阅表中的数据统计图书的借阅次数；②读者可以查看自己的借阅记录和其他读者的借阅记录（部分字段，如读者号、院部、专业、所借图书ISBN、ID、借书日期、归还日期等）。

（2）具体实现：3.1创建视图将读者表、借阅表、图书表连接，根据读者编号、图书ISBN号，可将三个表连接，从而实现查看读者当前借阅记录。

在连接时，由于只用到表中部分字段，所以先在基表中筛选部分字段作为新表，进行连接，可以提高连接效率。

以下是视图的代码实现，以及从视图中查询得到的当前读者借阅情况的结果：3.2根据历史借阅表中的数据统计图书的借阅次数：以下是从视图中查询得到的结果，管理员可以根据历史借阅表图书的外借次数决定增加哪些图书的复本量，以满足读者需求：4．索引的建立（1）设计思想：①在图书借阅系统中，为了从数据库的大量数据中迅速找到需要的容，采用类似于书目录这样的索引技术，不必顺序查找，就能迅速查到所需要的容。

②索引是根据表中一列或若干列按照一定顺序建立的列值与记录行之间的对应关系表。

③聚集索引与非聚集索引的不同之处在于：非聚集索引B树的叶子节点不存放数据页信息，而是存放非聚集索引的键值，并且每个键值项都有指针指向包含该键值的数据行。

（2）具体实现：①读者表按读者号（ReaderID）建立主键索引（PRIMARY KEY），组织方式为聚集索引；②图书表按ISBN号建立主键索引，组织方式为聚集索引；借阅表按读者号（ReaderID）、ISBN号、图书ID建立主键索引，组织方式为聚集索引；③图书ID与ISBN对应表（BookID_ISBN）按图书ID建立主键索引，组织方式为聚集索引；④历史借阅表按读者号（ReaderID）、ISBN号、图书ID、借书日期（bbt）、还书日期（rbbt）建立主键索引、组织方式为聚集索引；⑤为图书表的书名、作者、库存量（Bname,Author,Invnum）创建非聚集索引；⑥为读者表的读者号、、借书量（ReaderID,Name,Num）创建非聚集索引；⑦为图书ID与ISBN对应表（BookID_ISBN）中的的图书ISBN 字段创建非聚集索引。

5．数据完整性设计（1）设计思想：①实体完整性：实体完整性又称为行的完整性，要求表中有一个主键，其值不能为空且能唯一地标识对应的记录。

通过索引、UNIQUE约束、PRIMARY KEY约束或IDENTITY属性可实现数据的实体完整性。

②域完整性：域完整性又称为列完整性，指给定列输入的有效性。

实现域完整性的方法有：限制类型（通过数据类型）、格式（通过CHECK约束和规则）或可能的取值围（通过CHECK约束、DEFAULT定义、NOT NULL定义和规则）等。

③参照完整性：参照完整性又称为引用完整性。

参照完整性保证主表中的数据与从表（被参照表）中的数据的一致性。

（2）具体实现：①实体完整性：图书表中以ISBN号为主键，图书存在不同的复本，在图书ID 与ISBN对应表中，同一个ISBN对应不同的图书ID，以图书ID作为主键；读者表中以读者号作为主键可以唯一确定一个读者；借阅表中以读者号、ISBN号、图书ID作为主键（不允许读者同一ISBN号图书同时借两本，但是可以还了该书后再接，保证了借阅表中借阅记录的实体完整性）；历史借阅表中，以读者编号、ISBN、图书ID、借书日期、还书日期作为主键来保证还书记录的实体完整性。

②域完整性：读者表中读者号设置为char（12）固定长度，性别约束为CHECK （Sex = "0" OR Sex = "1"），0：女，1：男，出生日期设置为 date 类型，借书数量，设置默认为 0；图书表中ISBN号设置为varchar(16)，库存量和复本量设置为 int 类型，默认为0；借阅表中借书日期字段设置为date类型，且不允许为空；历史借阅表中借书日期、还书日期数据类型也都设置为date 类型。

③参照完整性：图书ID与ISBN对应表中，ISBN号参照图书表中ISBN号；借阅表中读者号参照读者表中读者号，ISBN号参照图书表中ISBN号，图书ID参照图书ID与ISBN对应表中的图书ID；历史借阅表中读者号、ISBN号、图书ID也都分别参照于基表中对应字段；当读者借书时，采用借书存储过程，将当前日期作为借书日期字段的值插入到借阅表中；当读者还书时，采用还书存储过程，将读者的借书记录（在借阅表中）插入到历史借阅表中（表明读者已经还书），将当前日期作为还书日期字段的值插入到历史借阅表中。

采用两个借书、还书的存储过程可以很好的保证了借阅表、历史借阅表和读者表、图书表之间的参照完整性。

6．存储过程和触发器设计（1）设计思想：①在图书借阅系统中，主要涉及业务为读者借书、读者还书、书籍检索。

所以分别针对三个业务创建了存储过程。

此外还创建了在当前借阅表中查询超期未归还图书的借书记录、在历史借阅表中超期未归还图书的还书记录。

②存储过程在服务器端运行，执行速度块；③存储过程在执行一次后就驻留在高速缓冲存储器，在以后的操作中，只需从高速缓冲存储器中调用已编译好的二进制代码执行，提高了系统性能；④使用存储过程可以完成所有的数据库操作，并通过编程方式控制对数据库信息访问的权限，确保数据库的安全；⑤可以自动完成需要预先执行的任务。

存储过程可以在SQL Server启动时自动执行，而不必在系统启动后再进行手工操作，大大方便了用户的使用，可以完成一些需要预先执行的任务。

（2）具体实现：6.1在数据库 MBook203 中创建加密的读者借书存储过程，当向 Lend 表插入一条记录时：①检查该记录的借书证号 ReaderID 在 Reader 表中是否存在；②检查该记录的图书 ISBN 号是否在 Book 表中是否存在；③检查该记录的图书库存量 Invnum 是否等于 0；④检查该记录是否借阅过该图书；⑤检查该记录的图书 BookID 是否在借阅表 Lend 中已经存在；若有一项为否，则不允许插入，并回滚事务，否则，插入记录并将读者表中该读者借阅数量加1 ，图书表中库存量减1 ，并返回借书成功信息。