#数据库原理课程设计教学实验指导

福建农林大学计算机科学与技术专业
数据库原理
课
程
设
计
教学实验指导书
计算机与信息学院
2006.9
目录
一、课程设计的目的和意义 (1)
二、课程设计的要求 (1)
三、课程设计选题的原则 (1)
四、课程设计的一般步骤 (1)
五、课程设计的内容 (2)
六、课程设计的报告内容 (2)
七、课程设计的评分标准 (2)
八、课程设计的提交材料 (3)
附录一 (3)
附录二 (4)
一、课程设计的目的和意义
《数据库原理课程设计》是实践性教学环节之一，是《数据库原理》课程的辅助教学课程。

通过课程设计，使学生掌握数据库的基本概念，结合实际的操作和设计，巩固课堂教学内容，使学生掌握数据库系统的基本概念、原理和技术，将理论与实际相结合，应用现有的数据建模工具和数据库管理系统软件，规范、科学地完成一个小型数据库的设计与实现，把理论课与实验课所学内容做一综合，并在此基础上强化学生的实践意识，提高其实际动手能力和创新能力。

二、课程设计的要求
通过设计一个完整的数据库系统，使学生掌握数据库设计各阶段的输入、输出、设计环境、目标和方法。

熟练掌握两个主要环节——概念结构设计与逻辑结构设计；熟练的使用SQL 语言实现数据库的建立、应用和维护。

集中安排1.5周进行课程设计，以小组为单位，一般2~2人为一组。

教师讲解数据库的设计方法以及布置题目，要求学生根据题目的需求描述，进行实际调研，提出完整的需求分析报告，建立概念模型、物理模型，在物理模型中根据需要添加必要的约束、视图、触发器和存储过程等数据库对象，最后生成创建数据库的脚本，提出物理设计的文档。

要求如下
1. 要充分认识课程设计对培养自己的重要性，认真做好设计前的各项准备工作。

2. 既要虚心接受老师的指导，又要充分发挥主观能动性。

结合课题，独立思考，努力钻研，勤于实践，勇于创新。

3. 独立按时完成规定的工作任务，不得弄虚作假，不准抄袭他人内容，否则成绩以不及格计。

4. 课程设计期间，无故缺席按旷课处理；缺席时间达四分之一以上者，其成绩按不及格处理。

5. 在设计过程中，要严格要求自己，树立严肃、严密、严谨的科学态度，必须按时、按质、按量完成课程设计。

6. 小组成员之间，分工明确，但要保持联系畅通，密切合作，培养良好的互相帮助和团队协作精神。

三、课程设计选题的原则
课程设计题目以选用学生相对比较熟悉的业务模型为宜，要求通过本实践性教学环节，能较好地巩固数据库的基本概念、基本原理、关系数据库的设计理论、设计方法等主要相关知识点，针对实际问题设计概念模型，并应用现有的工具完成小型数据库的设计与实现。

具体选题见附录，也可自行选题。

四、课程设计的一般步骤
课程设计大体分五个阶段：
1. 选题与搜集资料：根据分组，选择课题，在小组内进行分工，进行系统调查，搜集资料。

2. 分析与设计：根据搜集的资料，进行功能与数据分析，并进行数据库，系统功能等设计。

3. 程序设计：运用掌握的语言，编写程序，实现所设计的模块功能。

4. 调试与测试：自行调试程序，成员交叉测试程序，并记录测试情况。

5. 验收与评分：指导教师对每个小组的开发的系统，及每个成员开发的模块进行综合验收，结合设计报告，根据课程设计成绩的评定方法，评出成绩。

五、课程设计的内容
掌握数据库的设计的每个步骤，以及提交各步骤所需图表和文档。

通过使用目前流行的DBMS建立所设计的数据库，并在此基础上实现数据库查询、连接等操作和触发器、存储器等对象设计。

1. 需求分析：根据自己的选题，绘制的DFD，DD图表以及书写相关的文字说明。

2. 概念结构设计：绘制所选题目详细的E-R图。

3. 逻辑结构设计：将E-R图转换成等价的关系模式；按需求对关系模式进行规范化；对规范化后的模式进行评价，调整模式，使其满足性能、存储等方面要求；根据局部应用需要设计外模式。

4. 物理结构设计：选定实施环境，存储结构和存取方法等。

5. 数据实施和维护：用DBMS建立数据库结构，加载数据，实现各种查询，链接应用程序，设计库中触发器、存储过程等对象，并能对数据库做简单的维护操作。

6. 用VB、VC、ASP、JSP、PB等设计数据库的操作界面。

7. 设计小结：总结课程设计的过程、体会及建议。

六、课程设计的报告内容
1. 概述：包括项目背景、编写目的、软件定义、开发环境等内容。

2. 需求分析：问题陈述、需完成的功能，可用DD、DFD等工具描述。

3. 概念模型设计：画出局部E-R图和全局的R-R图。

4. 数据库逻辑设计：把全局E-R模型图转换为关系表。

描述每一个基本表关系。

要求所有关系达到3NF或BCNF范式。

定义视图、定义索引、主关键字、定义权限。

5. 软件功能设计：画出软件功能图。

描述每一个功能所完成的任务情况。

6. 界面设计：界面设计要合理。

7. 结束语：写出完成本课程设计的心得，领会数据库理论与软件开发实践的关系。

有哪
些收获。

软件还需要哪些改进。

8. 参考文献。

七、课程设计的评分标准
评分标准：百分制
1. 90-100：完成题目中的所有内容，功能完善，文档详细，数据库设计合理，人机接口界面好。

2. 80-89：完成题目中的大部分内容，功能较为完善，文档详细，数据库设计合较理，人机接口界面较好。

3. 70-79：完成题目中的大部分内容，功能基本完善，文档较详细，数据库设计基本合理，有基本的人机接口界面。

4. 60-69：基本完成上述内容，只有基本功能文档。

5. 0-59：未按时完成上述内容，或者抄袭（雷同者全部为不及格）。

八、课程设计的提交材料
1. 每人交一份书面的课程设计报告（用A4纸打印）。

2. 以班级为单位交一张光盘：每个人一个目录（用学号姓名命令），目录中包含数据库中各个基本表的结构和数据，应用程序源代码，系统使用说明文档。

附录一
参考题目：
1.民航售票系统
[问题简述]
民航订票系统主要分为机场、航空公司和客户三方的服务。

航空公司提供航线和飞机的资料，机场则对在本机场起飞和降落的航班和机票进行管理，而客户能得到的服务应该有航班线路和剩余票数的查询，以及网上订票等功能。

客户又可以分为两类，一类是普通客户，对于普通客户只有普通的查询功能和订票功能，没有相应的机票优惠，另一种是经常旅客，需要办理注册手续，但增加了里程积分功能和积分优惠政策。

机场还要有紧急应对措施，在航班出现延误时，要发送相应的信息。

2. 图书管理系统
[问题简述]
一个简单的图书管理系统包括图书馆内书籍的信息、学校在校学生的信息以及学生的借阅信息。

此系统功能分为面向学生和面向管理员两部分，其中学生可以进行借阅、续借、归还和查询书籍等操作，管理员可以完成书籍和学生的增加，删除和修改以及对学生，借阅、续借、归还的确认．
3. 人事管理系统
[问题简述]
系统功能的基本要求:
员工各种信息的输入，包括员工的基本信息，学历信息，婚姻状况信息，职称等；员工各种信息的修改；对于转出，辞职，辞退，退休员工信息的删除；按照一定的条件查询、统计符合条件的员工信息，至少应该包括每个员工详细信息的查询；按婚姻状况查询，按学历查询，按工作岗位查询等，至少应该包括按学历,婚姻状况,岗位，参加工作时间等统计各自的员工信息；对查询，统计的结果打印输出。

4. 工资管理系统
[问题简述]
系统功能的基本要求:
员工每个工种基本工资的设定；加班津贴管理，根据加班时间和类型给予不同的加班津贴；按照不同工种的基本工资情况，员工的考勤情况产生员工的每月的月工资；员工年终奖金的生成，员工的年终奖金计算公式=(员工本年度的工资总和+津贴的总和)/12；企业工资报表。

能够查询单个员工的工资情况，每个部门的工资情况，按月的工资统计，并能够打印。

5. 仓库管理系统
[问题简述]
系统功能的基本要求:
产品入库管理，可以填写入库单，确认产品入库；
产品出库管理，可以填写出库单，确认出库；
借出管理，凭借条借出，然后能够还库；
初始库存设置，设置库存的初始值，库存的上下警戒限；
可以进行盘库，反映每月，年的库存情况；
可以查询产品入库情况，出库情况，当前库存情况，可以按出库单、入库单、产品、时间进行查询。

附录二
零件交易中心管理系统
(仅作参考)
[目的]
通过完成从用户需求分析、数据库设计到上机编程、调试和应用等全过程，进一步了解和掌握本书中所讲解的内容。

[问题简述]
零件交易中心管理系统主要提供顾客和供应商之间完成零件交易的功能，其中包括： 供应商信息、顾客信息以及零件信息。

供应商信息包括供应商号、供应商名、地址、电话、简介；
顾客信息包括顾客号，顾客名、地址、电话；
零件信息包括零件号、零件名、重量、颜色、简介等。

此系统可以让供应商增加、删除和修改所提供的零件产品，
还可以让顾客增加、删除和修改所需求的零件。

交易员可以利用顾客提出的需求信息和供应商提出的供应信息来提出交易的建议，由供应商和顾客进行确认后即完成这笔交易。

[课程设计全过程]
1需求分析：（实际详细调查）
2数据库设计：(SQL Server 2000设计)
概念(模型)设计 （实际到概念）
逻辑设计 （逻辑推导）
物理设计 （理论到实现）
SQL 编程、调试（测试验证） （实践反复检验）
3应用程序编程、调试、测试 (用人机交互前台开发工具 开发windows 和Web 应用程序 )
[需求分析]
（详细地调查分析系统对象、功能、性能等需求）
l 供应商
供应商的操作流程图如图A1所示。

2．顾客
A2所示。

3 (1)一个交易只能在交易双方都同意的情况下才可以进行，所以数据库中的供求信息只能作为达成某个交易的基础；
(2)交易的双方可能不同时使用这个系统，因此需要系统提供一个双方交换信息的方式；
(3)系统需要提供一种方便系统(
数据完整性的情况下达成交易。

图A．3 交易员操作图
[概念模型设计]
（从实践概括抽象出理论模型E-R）
数据库需要表述的信息有以下几种：
(1)零件信息
(2)供应商信息
(3)顾客信息
(4)供应商集和零件集之间的联系(供应)
，
，
(6)交易联系转换为关系Business(CustomerlD，ProviderlD，PartID，Price，Quantity)
每个关系模式的主键码都用下划线标出。

同时，对于从联系导出的关系Supply(供应)，OfferToBuy(求购)和Business(交易)，使用与之相联系的实体集的主健码作为自己的键码，必须符合外键码约束。

对于Customer(顾客)，Provider(供应商)和Part(零件)之间，不存在直接的约束，所以可以存在没有供应商供应同时也没有顾客求购的零件。

[物理设计]
（从理论‘关系模型’到实现\实施‘数据库建立’）
（物理文件的安排和建立索引）
1 为了提高在表中搜索元组的速度，在实际实现的时候应该基于键码建立索引是各表中建立索引的表项：
(1)part(ID)
(2)Provider(ID)
(3)Customer(ID)
(4)Supply(PartID，ProviderID>
(5)OfferTOBuy(CustomerID，PartID)
(6)Business(CustomerlD，ProviderID，PartID)
2[用SQL实现设计]
实现该设计的环境为Windows 2000 Perfessinal+MSSQLServer 2000.0
1．建立Part表
CREATE TABLE Part(
ID smallint IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY CLUSTERED,
Color varchar(20),
Name varchar(20) NOT NULL,
Weight int DEFAULT 0,
Intro text)
2．建立Provider表
CREATE TABLE Provider(
ID smallint IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY CLUSTERED,
Name varchar(20) NOT NULL,
password varchar(8) NOT NULL,
Address varchar(30),
Tel varchar(20),
Intro text)
3．建立Customer表
CREATE TABLE Customer(
ID Smallint IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY CLUSTERED,
Name varchar(20) NOT NULL,
Address varchar(30),
TeL Varchar(20) )
4．建立Supply表
CREATE TABLE Supply(
PartID Smallint,
ProviderID smallint,
Price int,
QUantity int,
CONSTRAINT PK_SUPPLY PRIMARY KEY CLUSTERED(PartID,ProviderID),
CONSTRAINT FK_SUPPLY_PARTID FOREIGN KEY(PartID) REFERENCES Part(ID),
CONSTRAINT FK_SUPPLY_PROVIDERID FOREIGN KEY(ProviderID) REFERENCES Provider(ID))
5．建立OfferToBuy表
CREATE TABLE OfferToBuy(
CustomerID smallint,
PartID Smallint,
Price int,
Quantity int,
CONSTRAINT PK_OFFERTOBUY PRIMARY KEY CLUSTERED(CustomerID,PartID),
CONSTRAINT FK_OFFERTOBUY_CUSTOMERID FOREIGN KEY(CustomerID)
REFERENCES Customer(ID),
CONSTRAINT FK_OFFERTOBUY FOREIGN KEY(PartID)
REFERENCES Part(ID)) 6．建立Business表
CREATE TABLE Business(
CustomerID smallint,
ProviderID smallint,
PartID Smallint,
Price int,
Quantity int,
CONSTRAINT PK_BUSINEss PRIMARY KEY ClUSTERED(CuscomerID,ProviderID,PartID),
CONSTRAINT FK_BUSINESS_CUSTOMERID FOREIGN KEY(CustomerID)
REFERENCES Customer(ID), CONSTRAINT FK_BUSINESS_PROVIDERlD FOREIGN KEY(ProviderID)
REFERENCES Provider(ID), CONSTRAINT FK_BUSINESS_PARTID FOREIGN KEY(PartID)
REFERENCES Part(ID)) 7．供应商操作
(1)注册(register)
INSERT INTO Provider(Name，password，Address，TeI，Intro)
VALUES(#Name，#password，#Address，#Tel，#Intro)
在登记操作后，供应商得到一个唯一的ID，可以根据这个ID采查询和修改供应商的数据。

(2)注销(unregister)
DELETE Provider WHERE(ID=#ID)；
(3)修改个人馆息(update)
UPdate Provider Set(Name=#Name,Address=#Address，Tel=#Tel，Intro=#Intro) WHERE(ID＝#ID)；
(4)增加供应项(add_supply_item)
INSERT INTO Supply(PartID，Providerid，Price，Quantity)
VALUES(#PartID，#ProvderlD，#Price；#Quantily)；
(5)删除供应项(delete_supply_item)
DELETE SupPly
WHERE(PartlD=#PartID AND ProvideID=#ProviderlD)；
(6)修改供应项(update_supply_item)
UPDATESupplySET(Price=#Price，Quantity=#Quantity)
WHERE(PartlD=#PartID AND ProviderID=#ProviderID)‘
很明显，系统并没有提供面向供应商修改零件信息的接口，所以供应商提供的零件必须已经在零件表中存在；可以这祥假设，交易所的管理员负责更新零件信息，而供应商可以
向交易所申请增加某种零件的信息．事实上顾客也可以提出这样的要求。

8．顾客操作‘
(1)注册(register)
INSERT INTO Customer(Name，Address，Tel)
VALUES(#Name，#Address，#Tel)；
在登记操作后，顾客得到一个唯一的ID，可以根据这个ID来查询和修改顾客的数据．(2)注销(unregister)
DELETE Customer
WHERE<ID=#ID)；
(3)修改个人信息(update)
UPDATE Customer Set(Name=#Name，Address=#Address，Tel=#Tel)
WHERE(1D=#ID)；
(4)增加需求项(add_OfferToBuy_item)
INSERT INTO OfferToBuy(PartID,CustomeriD，Price，Quantity)
VALUES(#PartID，#CustomerID，#Price，#Quantity)'
(5)删除需求项(delete_OfferToBuy_iterm)
DELETE OfferToBuy
WHERE(PartlD=#PartlD AND CustomerlD=#CustomerID)；
(6)修改需求项(叩date_OfferToBuy_item)
UPDATE OfferToBuy SET(Price=#Price，Quantity=#Quantity
WHERE(PartlD=#PartID AND CustomeriD=#CustomerID)
9．交易员
针对需求分析中提出的问题，我们提出了“协议书”的解决方案，方案的说明如下： (1)每个交易在达成以前都作为协议书保存在数据库中，协议书具有和交易一样的完备信息，可以在条件成熟的情况下转为一个达成的交易；
(2)协议书只有在供应商和顾客都签字的情况下才有效；有效的协议书由交易员签发，协议书一经签发，就生效，表明一个交易的达成，数据库中的数据将同时予以修改；
(3)协议书可以由供应商、顾客或者交易员中的任意一个人提出申请。

当协议书在双方没有都签字前，协议的双方或者交易员都可以删除这个协议书；但是，当协议书签字完毕后，协议书就不得删除(修改)，只能由交易员进行处理；
(4)协议书有可能在转成交易的过程中失败，因为在交易达成以前，数据库中的数据有可能因为其他交易而变化，一个协议书可能失效，这是允许的。

根据以上分析，对数据库的模型作一些修改，增加协议书表，其关系模式如下：
Agreement(CustomerlD，ProviderID，PartID，Price，Quantity，CustomerSign，ProviderSign)
对应的SQL描述为：
CREATE TABLE Agreement(
Customerm smallint，
ProviderlD smallint，
PartlD smallint，
Price int,
Quantity int，
CustomerSign int，
ProviderSign int，·
CONSTRAINT PK_AGREEMENT PRIMARY KEY CLUSTERED(CustomerID，ProviderID，PartID)，
CONSTRAINT FK_AGREEMENT_CUSTOMERID FOREIGN KEY(CustomerID)
REFERENCES Customer(ID)，
CONSTRAINT FK_ AGREEMENT_PROVlDERID FOREIGN KEY(ProviderID)
REFERENCES Provider(ID)，
CONSTRAINT FK_AGREEMENT_PARTID FOREIGN KEY(PartID)
REFERENCES Part(ID)) 与上述其他操作相比，对交易的操作对数据完整性要求比较高，其中需要注意的地方是；
要防止同一用户(供应商，顾客)的数据因两个交易而同时修改；
需要同时对供应数据库(Supply)、需求数据库(OfferToBuy)、交易数据库(Business) 和协议数据库(Agreement)作出修改，而且需要保持这些修改的原子性；
很显然，这些要求正是对于一个事务(transaction)的要求，所以可以用一个事务来完成签发一个协议的操作。

事务的描述如下：
CREATE PROC PASS_AGREEMENT
@providerID int，
@customerid int，
@partlD int
AS
DECLARE @TransName VARCHAR(20)
SELECT @TransName='Pass_Agreement'
BEGIN TRANSACTION @TransName
DEClARE @price INT，@qUANTITY int
SELECT @price=price，@quantity=quantity FROM Agreement
WHERE prIVIderID=@providerID AND customerID=@customerID AND PanID=@partID
1NSERT INTO Business(ProviderID，CustomerID，PartID，Price，Quantity)
VALues(@providerid，@customerID，@PartID，@price,@quantity) UPDATE Supply SET quantity=quantity-@quantity
WHERE ProviderID=@prividerID AND partID=@partID
IF (SELECT quantity FROM Supply
WHERE Proiderid=@provider AND partID=@PartID)<0
ROLLBACK TRANSACTlON @TranSName
DELETE FROM Supply WHERE quantity=0
UPDATE OfferToBuy SET quantity=quanttity-@quantity
WHERE CustomerID=@customerid AND partlD=@partID
IF(SELECT quandtity FROM OfferToBuy
WHERE CustomerID=@CustomerID AND partID=@partlD)<0
ROLLBACK TRANSACTION @TransName
DELETE FROM OfferToBuy WHERE quantity=0
COMMIT TRANSACTION @TransName
为了使用方便,这里定义了一个存贮过程；功能是完成从Agreementt的一个元组到Business的一个元组的转化工作。

这里考虑到了删除空的Suppiy和OfferTOBUY项，更加重要的是，这里考虑到了非法的Agreement的情况，在一段时间后，由于供应商或者顾客修改数据，Agreement可能就非法，这时就需要把这个事务废除，所以，这里检查了Supply表和OfferToBuy表中的数据，确保数据仍然正确。

另外交易员，或者说交易所必须承担的一项任务是更新零件列表。

这里在考虑顾客和供应商的时候÷并没有给予他们修改零件列表的权利，所以他们必须根据数据库中已有的项更新自己的供求信息。

由于这个数据库实际上更加偏重于模型化，而不是一个实际环境中的数据库，所以在实现应用模型的时候我们还需要对这个数据库的模型作一些修改。

由于本实验在模型设计上使用了Microsoft Transact-SQL的语法，因此以上的数据库操作都是在SQLSERVER2000上测试通过的。

[实验数据示例：测试阶段]
(1.实验方案设计 2.测试，查找错误校正错误，检查是否符合用户的功能性能
要求)
1．实验方案设计
（1）输入数据设计：
1）插入零件信息；
insert into Part(Color，Name，Weight，Intro)
values('black'，'stick'，'30'，'of steel')；
显示刚插人的零件id：
select id from Part where name='stick'；
id
----
1
(1 row(s) affected)
(不同的实验，id值可能不同。

以后相应操作要保持前后一致就可以丁。

) 2）插入供应商信息：
insert into Provider(Name，password，Address，Tel，Intro)
values('coml'，'1234'，'北京'，6543210，'nothing')；
显示刚插入的供应商id：
select id from Provider where name='coml'；
id
- - -
1
(1 row(s) affected)
3）插入顾客信息：
insert into Customer(Name，Address，Tel)
values('cusl'，'北京'，'6666666')'
显示刚插入的顾客id：
select id from Customer where name
id
- - -
1
(1 row(S)affected)
4）插入供应商供应信息：
insert into Supply(PartID，ProviderlD，Price，Quantity)
values(1，1，20，100)；
5）插入顾客需求信息：
insert into OfferToBuy(PartlD，CustomerID，Priee，Quantity)
values(1，1，20，50)；
6）插入协议信息：
insert into Agreement(CustomerID,ProviderID，PartlD，Price，Quantity，CustomerSign，ProviderSign)
values(1，1，1，20，30，1，1)；
（2）执行交易操作设计：
1）执行交易存储过程PASS_AGREEMENT,参数为：1，1，1：
PASS_AGREEMENT 1，1，1;
(后面的三个参数分别对应前面选择出的供应商ID、顾客ID和零件ID。

) 2）结果：显示交易后供应信息和需求信息：
select Quantity from Supply where PartlD＝1 and ProviderlD=1;
Quantity
- - - -
70
(1 row(s) affected)
select Quantity from OfferToBuy where PartlD=l and CustomerID；
Quantity
-----
20
(1 row(s) affected)
3）分析结果：
首先，保存在Supply表中1D为1的零件供应量为100(参见Supply表的Insert语句)，保存在OfferToBuy表中ID为1的零件需求量为50(参见OFFERToBuy表的Insert语句)。

在Agreement表中指出ID为1的供应商和ID为1的顾客要交易30个ID为1的零件。

当执行存储过程PASS_AGREEMENT之后，Supply和OfferToBuy表中相应的数量都减少了30，交易成功。

4）再次执行交易操作：
delete from Business；。