1、第10章 圖書管理系統數據庫設計實例通過前面章節對數據庫基礎知識的學習，本章將通過一個圖書管理系統的數據庫設計實例來重點講述如何設計數據庫。在設計數據庫的過程中應該遵循哪些設計原則及技巧。通過本章的數據庫實例設計，要求對數據庫的整體過程有個概念性的理解，并能通過所學知識，在具體的開發環境下設計一個較優化數據庫并實現設計過程。10.1 數據庫設計原則及技巧10.1.1數據庫設計原則隨著計算機技術越來越廣泛地應用于國民經濟的各個領域，在計算機硬件不斷微型化的同時，應用系統向著復雜化、大型化的方向發展。數據庫是整個系統的核心，它的設計直接關系系統執行的效率和系統的穩定性。因此在軟件系統開發中，數據庫

2、設計應遵循必要的數據庫范式理論，以減少冗余、保證數據的完整性與正確性。只有在合適的數據庫產品上設計出合理的數據庫模型，才能降低整個系統的編程和維護難度，提高系統的實際運行效率。雖然對于小項目或中等規模的項目，開發人員可以很容易地利用范式理論設計出一套符合要求的數據庫，但對于一個包含大型數據庫的軟件項目，就必須有一套完整的設計原則與技巧。1. 設計原則在設計數據庫時，至關重要的工作就是要理解為之建模的業務職能和表示這些業務職能的數據庫概念及功能，并能準確地設計數據庫，進而建立優化的業務模型。因為數據庫的設計在整個系統中是至關重要的一步，一旦數據庫設計完成，在進行修改及優化就需花費大量的時間。因此

3、，再設計數據庫時，應考慮以下事項：1) 規范命名。所有的庫名、表名、域名必須遵循統一的命名規則，并進行必要說明，以方便設計、維護、查詢。2) 控制字段的引用。在設計時，可以選擇適當的數據庫設計管理工具，以方便開發人員的分布式設計和數據小組的集中審核管理。采用統一的命名規則，如果設計的字段已經存在，可直接引用；否則，應重新設計。3) 庫表重復控制。在設計過程中，如果發現大部分字段都已存在，開發人員應懷疑所設計的庫表是否已存在。通過對字段所在庫表及相應設計人員的查詢，可以確認庫表是否確實重復。4) 并發控制。設計中應進行并發控制，即對于同一個庫表，在同一時間只有一個人有控制權，其他人只能進行查詢。

4、5) 必要的討論。數據庫設計完成后，數據小組應與相關人員進行討論，通過討論來熟悉數據庫，從而對設計中存在的問題進行控制或從中獲取數據庫設計的必要信息。6) 數據小組的審核。庫表的定版、修改最終都要通過數據小組的審核，以保證符合必要的要求。7) 頭文件處理。每次數據修改后，數據小組要對相應的頭文件進行修改（可由管理軟件自動完成），并通知相關的開發人員，以便進行相應的程序修改。2.設計技巧分類拆分數據量大的表。對于經常使用的表（如某些參數表或代碼對照表），由于其使用頻率很高，要盡量減少表中的記錄數量。例如，銀行的戶主賬表原來設計成一張表，雖然可以方便程序的設計與維護，但經過分析發現，由于數據量太大

5、，會影響數據的迅速定位。如果將戶主賬表分別設計為活期戶主賬、定期戶主賬及對公戶主賬等，則可以大大提高查詢效率。索引設計。對于大的數據庫表，合理的索引能夠提高整個數據庫的操作效率。在索引設計中，索引字段應挑選重復值較少的字段；在對建有復合索引的字段進行檢索時，應注意按照復合索引字段建立的順序進行。例如，如果對一個萬多條記錄的流水表以日期和流水號為序建立復合索引，由于在該表中日期的重復值接近整個表的記錄數，用流水號進行查詢所用的時間接近秒；而如果以流水號為索引字段建立索引進行相同的查詢，所用時間不到秒。因此在大型數據庫設計中，只有進行合理的索引字段選擇，才能有效提高整個數據庫的操作效率。數據操作的

6、優化。在大型數據庫中，如何提高數據操作效率值得關注。例如，每在數據庫流水表中增加一筆業務，就必須從流水控制表中取出流水號，并將其流水號的數值加一。正常情況下，單筆操作的反應速度尚屬正常，但當用它進行批量業務處理時，速度會明顯減慢。經過分析發現，每次對流水控制表中的流水號數值加一時都要鎖定該表，而該表卻是整個系統操作的核心，有可能在操作時被其他進程鎖定，因而使整個事務操作速度變慢。對這一問題的解決的辦法是，根據批量業務的總筆數批量申請流水號，并對流水控制表進行一次更新，即可提高批量業務處理的速度。數據庫參數的調整。數據庫參數的調整是一個經驗不斷積累的過程，應由有經驗的系統管理員完成。以infor

7、mion數據庫為例，記錄鎖的數目太少會造成鎖表的失敗；邏輯日志的文件數目太少會造成插入大表失敗等，這些問題都應根據實際情況進行必要的調整。必要的工具。在整個數據庫的開發與設計過程中，可以先開發一些小的應用工具，如自動生成庫表的頭文件、插入數據的初始化、數據插入的函數封裝、錯誤跟蹤或自動顯示等，以此提高數據庫的設計與開發效率。避免長事務。對單個大表的刪除或插入操作會帶來大事務，解決的辦法是對參數進行調整，也可以在插入時對文件進行分割。對于一個由一系列小事務順序操作共同構成的長事務（如銀行交易系統的日終交易），可以由一系列操作完成整個事務，但其缺點是有可能因整個事務太大而使不能完成，或者，由于偶然

8、的意外而使事務重做所需的時間太長。較好的解決方法是，把整個事務分解成幾個較小的事務，再由應用程序控制整個系統的流程。這樣，如果其中某個事務不成功，則只需重做該事務，因而既可節約時間，又可避免長事務。適當超前。計算機技術發展日新月異，數據庫的設計必須具有一定前瞻性，不但要滿足當前的應用要求，還要考慮未來的業務發展，同時必須有利于擴展或增加應用系統的處理功能。總之，相對于中小型數據庫，大型數據庫的設計與開發要復雜得多，因此在設計、開發過程中，除了要遵循數據庫范式理論、增加系統的一致性和完整性外，還要在總體上根據具體情況進行分布式設計，緊緊把握集中控制、統一審核的基本原則，保證數據庫設計結構緊湊、分

9、布平衡、定位迅速。在數據庫操作上，要采用一定的技巧提高整個應用系統的執行效率，并注意適當超前，以適應不斷變化的應用及系統發展的要求。10.2 圖書管理系統數據庫設計實例設計一個系統的核心是前期的分析設計，如果前期的分析設計沒有合理、正確、可預見且清晰的思路，整個系統就無法實現一個優化的高性能系統。那么數據庫的設計是整個系統設計的關鍵。本章重點介紹圖書管理系統的數據庫設計，而對于數據庫應用的什么開發環境設計的系統，本文不再介紹。從數據庫的設計過程可知，數據庫設計的首要任務就是需求分析，可見如果需求分析做不好，就不可能設計出一個合理、優化的數據庫。10.2.1數據庫設計過程數據庫設計是設計一個數據

10、庫管理系統的核心技術，因此，在設計一個系統之前必須設計好數據庫，目前數據設計的一般過程分為六個階段如圖10.1所示：需求分析階段、概念結構設計階段、邏輯結構設計階段、物理結構設計階段、實施階段和運行與維護階段。1、需求分析階段：需求分析階段的主要任務是指通過充分調查現實世界要處理的對象, 詳細了解計算機系統的工作情況, 明確用戶的各種需求, 然后確定系統的各項功能。數據庫系統不僅要按照當前的應用要求來設計, 而且必須充分考慮今后可能的擴充和改變。 2、概念結構設計階：概念結構設計階段的主要任務是將需求分析階段所得到的用戶需求抽象為概念模型, 而描述概念模型的具體工具主要是E-R模型。 如圖10

11、.1 數據庫設計的一般過程3、邏輯結構設計階段：邏輯結構設計階段的主要任務是把概念結構設計階段設計的基本E-R模型轉換為與選用DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。具體來說, 就是首先將概念結構轉換為一般的關系、網狀、層次模型, 然后將轉換來的模型向特定DBMS支持下的數據模型轉換, 最后對數據模型進行優化。 4、物理結構設計階段：物理結構設計階段的主要任務是為一個指定的邏輯數據模型選取一個符合應用要求的物理結構。具體來說, 就是首先確定數據庫的物理結構, 即數據庫的存取方法和存儲結構；然后對數據庫的物理結構進行評估, 評估的重點是存取時間的長短和存儲空間的大小。5、實施階段：實施階段

12、的主要任務是用RDBMS 提供的數據定義語言和其他實用程序將邏輯結構設計和物理結構設計的結果詳細描述出來,成為DBMS 可以接受的源代碼；再經過系統調試產生目標模式, 最后完成數據的載入工作。 6、運行與維護：運行與維護階段的主要任務包括數據庫的轉儲和恢復, 數據庫完整性和安全性控制, 數據庫性能改造、分析和監督, 數據庫的重構造和重組織。10.2.2需求分析階段 10.2.2.1 概述進行系統設計，首先要對系統的現狀進行分析。根據系統的目標、需求和功能，制定和選擇一個較好的系統方案，從而達到一個合理的優化系統。而需求分析是在于要弄清用戶對所開發的數據庫應用系統的確切要求。所以，數據庫設計的第

13、一步是明確數據庫的目的和如何使用，也就是說需要從數據庫中得到哪些信息。明確目的之后，就可以確定您需要保存哪些主題的信息（表），以及每個主題需要保存哪些信息（表中字段）。在構造系統時，首先從需求出發構造數據庫表，然后再由數據庫表結合需求劃分系統功能模塊。這樣，就把一個大的系統分解成了幾個小系統。經過對圖書管理系統的分析，因圖書數量、規模大，管理信息量大，建立圖書管理系統是為了解決人工手動管理圖書信息在實踐的問題。這里把系統的層次劃分為了四個部分：圖書維護，人員信息管理，圖書借閱管理，信息查詢。能夠實現以下功能：1) 進行新書入庫、現有圖書信息修改以及刪除；2) 能夠實現對讀者基本信息的查詢和編輯

14、管理；3) 能夠進行超期罰款功能；4) 能夠進行借閱信息的查詢功能；10.2.2.2 需求階段的目標及任務需求分析的目標及任務就是為了提取有效的信息，概念模型的抽象化，轉化為計算機系統能夠識別的信息。則通過需求分析所得的信息如下：l 處理對象讀者信息：讀者編號，姓名，性別，學號，學院，專業，年級，類型，類別編號，辦證日期管理員信息：管理員編號，姓名，性別，權限，登錄口令，住址，電話館藏圖書信息：圖書編號，索書號，圖書名稱，作者，出版社，單價，摘要，關鍵字，副本數，分類，出版日期，狀態借閱信息：圖書編號，讀者編號，圖書名，作者，借閱日期，歸還日期，歸還日期，應還日期，罰金借閱歷史信息：圖書編號，

15、讀者編號，圖書名，作者，借閱日期，還書日期罰款信息：讀者編號，圖書編號，圖書名，作者，借閱日期，應還日期，歸還日期，罰款金額，處理狀態，管理員編號l 處理功能及要求用戶對圖書管理系統的功能及要求如下：1. 能夠存儲一定數量的圖書信息,并方便有效的進行相應的書籍數據操作和管理，這主要包括：a) 圖書信息的錄入、刪除及修改。b) 圖書信息的多關鍵字檢索查詢。c) 圖書的出借、返還及超期罰款或丟失賠償。2. 能夠對一定數量的讀者、管理員進行相應的信息存儲與管理，這其中包括：a) 讀者信息的登記、刪除及修改。b) 管理員信息的增加、刪除及修改。c) 讀者資料的統計與查詢。3. 能夠提供一定的安全機制，

16、提供數據信息授權訪問，防止隨意刪改、查詢。4. 對查詢、統計的結果能夠列表顯示。10.2.2.3安全性和完整性要求1） 安全性要求系統安全性要求體現在數據庫安全性、信息安全性和系統平臺的安全性等方面。安全性先通過視圖機制，不同的用戶只能訪問系統授權的視圖，這樣可提供系統數據一定程度上的安全性，再通過分配權限、設置權限級別來區別對待不同操作者對數據庫的操作來提高數據庫的安全性；系統平臺的安全性體現在操作系統的安全性、計算機系統的安全性和網絡體系的安全性等方面。2） 完整性要求系統完整性要求系統中數據的正確性以及相容性。可通過建立主、外鍵，使用check約束，或者通過使用觸發器和級聯更新。在系統進

17、行設計時，一定根據第七章所學知識對數據的安全性及完整性進行設計。以保證數據庫更為完善。10.2.2.4 建立數據業務流程及數據字典系統需求分析主要是通過對本校圖書管理員的咨詢、請教，了解我校圖書館的管理規則和運行機制，并通過上網搜索有關圖書管理系統的知識，了解到了圖書管理的現狀，以及在管理中的一些問題，然后通過所了解的文字信息，理解數據業務流程及數據字典，為后期數據庫設計提供概念基礎。l 圖書管理系統業務流程圖圖10.2 圖書管理系統業務流程圖本文的業務流程是從讀者角度考慮的業務流程圖：l 圖書管理系統數據流程圖圖 10.3 頂層數據流(一) 頂層數據流圖：(二) 第2層數據流圖：（讀者借閱，

18、讀者還書，讀者查詢，管理員查詢，管理員修改）圖10.4第2層數據流圖(三) 第3層數據流圖：（讀者借閱）圖10.5 讀者借閱數據流圖(四) 第3層數據流圖：（讀者還書）圖10.6 讀者還書數據流圖(五) 第3層數據流圖：（查詢圖書信息，查詢讀者信息，查詢借閱歷史，查詢罰款信息）圖10.7管理員、讀者查詢數據流圖(六) 第3層數據流圖：（管理員添加、刪除、修改圖書信息）圖10.8 圖書的維護數據流圖(七) 第3層數據流圖：（管理員添加、刪除、修改讀者信息）圖10.9 更改讀者信息的數據流圖(八) 第3層數據流圖：（管理員添加、刪除、修改管理員信息）圖10.10 更改管理員信息的數據流圖l 圖書管

19、理系統數據字典（a）數據項：系統涉及的數據項有44項表1.1 數據項列表數據項編號數據項名數據項含義與其它數據項的關系存儲結構別名DI-1BookID圖書條碼號char(9)條碼號DI-2BookNo圖書索書號char(10)索書號DI-3BookName圖書名char(20)書名DI-4BookWriter圖書作者char(8)作者DI-5BookPublish圖書出版社char(20)出版社DI-6BookPrice圖書單價char(7)單價DI-7BookDate圖書出版日期Date出版日期DI-8BookClass圖書分類char(20)類別DI-9BookMain圖書摘要char (

20、200)摘要DI-10BookPrim圖書關鍵字char (30)關鍵字DI-11BookCopy圖書副本數char (5)副本數DI-12BookState圖書是否可借char(10)狀態DI-13BookRNo所屬館室號同RoomNochar(5)館室號DI-14ReaID讀者條碼號char(9)條碼號DI-15ReaName讀者姓名char(10)姓名DI-16ReaSex讀者性別char(2)性別DI-17ReaNo讀者學號char (9)學號DI-18ReaLBID讀者類別編號同LBIDchar(5)類別編號DI-19ReaType讀者類型（職務）char(20)類型DI-20Rea

21、Dep讀者所在學院char(20)學院DI-21ReaGrade讀者所屬年級char(5)年級DI-22ReaPre讀者所讀專業char(20)專業DI-23ReaDate讀者辦證時間Date辦證時間DI-24OutDate借閱日期Date借閱時間DI-25InDate歸還日期Date歸還時間DI-26YHDate應還日期Date應還時間DI-27Fine罰款金額char(3)罰款金額DI-28CLState是否交納罰金char(8)處理狀態DI-29LBID類別編號同ReaLBIDchar(5)類別編號DI-30LBName讀者類別名char(20)類別名DI-31LBnum允許最多借書數量

22、char(5)借閱數量DI-32LBbqx允許最長持有時間char(4)借閱期限DI-33LBqx借閱卡有效期char(3)有效期限DI-34MID管理員編號同RoomMIDchar(10)編號DI-35MName管理員姓名char(10)姓名DI-36MSex管理員性別char(2)性別DI-37Mpwd管理員口令char(8)口令DI-38MAuth管理員權限級別char(4)權限級別DI-39MTeleph管理員電話char(15)電話DI-40MAddre管理員地址char(30)住址DI-41RoomNo館室號同BookRNochar(5)館室號DI-42RoomMID館室管理員編號

23、同MIDchar(10)編號DI-43RoomNum館室內圖書數目char(5)數量DI-44RoomAddre館室地址char(20)地址（b）數據結構：表1.2 數據結構列表數據結構編號數據結構名數據結構含義組成DS-1Book館藏圖書信息BookID,BookNo,BookName,BookWriter,BookPublish,BookPrice,BookDate,BookClass, BookMain,BookPrim,BookCopy,BookState,BookRNo DS-2Reader讀者信息ReaID, ReaName, ReaSex, ReaNo, ReaLBID, Rea

24、Type, ReaDep, ReaGrade, ReaPref, ReaDate, DS-3Borrow借閱信息BookID,ReaID,BookName,BookWriter, Outdate,YHdateDS-4History借閱歷史BookID,ReaID,BookName,BookWriter, Outdate,IndateDS-5Fine罰款信息BookID,ReaID,BookName,Outdate,Indate,Fine, CLState，MIDDS-6ReaderType讀者類別LBID, LBName, LBnum, LBbqx, LBqxDS-7Maneger管理員信息M

25、ID,MName,MSex,Mpwd,MAuth,MTeleph,MAddreDS-8Room館室信息RoomNO, RoomMID, RoomNum, RoomAddre （c）處理邏輯描述表1.3 處理邏輯列表處理編號處理功能處理過程PR-1判斷讀者查詢涉及的功能模塊館藏圖書信息模塊、讀者信息模塊、讀者類別信息模塊、借閱信息模塊、借閱歷史信息模塊、罰款信息模塊、管理員模塊、館室信息模塊：先確定查詢所涉及的功能模塊；然后，根據要查詢的內容，確定查詢數據流向；最后顯示查詢結果。PR-2判斷圖書、讀者修改要涉及的模塊，同時把相應的修改數據傳到相應的模塊之中館藏圖書信息模塊、讀者信息模塊、讀者類別

26、信息模塊、管理員信息模塊、館室信息模塊：先確定更新所涉及的功能模塊；然后，把更新信息傳送到相應的模塊中；最后，進行相應的更新操作。10.2.3概念分析階段概念設計階段主要是將需求分析階段得到的用戶需求抽象為信息結構(概念模型)的過程,它是整個數據庫設計的關鍵。本圖書管理系統的主要任務及目標如下：（1） 選擇中層數據流為切入點，通常選擇實際系統中的子系統；（2） 設計分E-R圖，即各子模塊的E-R圖；（3） 生成初步E-R圖，通過合并方法，做到各子系統實體、屬性、聯系統一；（4） 生成全局E-R圖，通過消除沖突等方面。在本圖書管理系統中，從第3層數據流程圖下手。分析各3層數據流圖和數據字典，知道

27、整個系統功能圍繞“讀者”、“管理員”和“圖書”的處理。根據實體與屬性間的兩條準則： 作為“屬性”，不能再具有需要描述的性質。 “屬性”不能與其他實體具有聯系。數據流程圖10.5 、圖10.6、圖10.7可綜合成借閱子系統的分E-R圖10.11，數據流程圖10.8可抽象為分E-R圖10.12，數據流程圖10.9可抽象為分E-R圖10.13，數據流程圖10.10可抽象為分E-R圖10.14。然后采用逐步集成的方式將各分E-R圖合并，消除不必要的冗余和沖突后就生成了基本E-R圖10.15。其各個ER圖如下：（1）根據不同的對象，從第3層數據流程圖入手，分別畫出各分ER圖：（a）從數據流程圖10.5

28、、圖10.6、圖10.7抽象出的分ER圖：圖10.11 分E-R圖（b）從數據流程圖10.8可抽象為分E-R圖：圖10.12 分E-R圖（c）從數據流程圖10.9抽象出的分ER圖：圖10.13 分E-R圖（d）從數據流程圖10.10抽象出的分ER圖：圖10.14 分E-R圖（2）合并各分圖,消除屬性沖突、命名沖突、結構沖突等三類沖突，得到初步E-R圖，再消除不必要冗余，得到的基本E-R圖如下所示：圖10.15 分E-R圖（3）各ER圖各實體的屬性如下所示：圖書：Book(BookID, BookNo, BookName, BookWriter, BookPublish, BookPrice,

29、BookDate, BookClass, BookMain, BookPrim, BookCopy, BookState,BookRN)讀者：Reader(ReaID, ReaName, ReaSex, ReaNo, ReaLBID, ReaType, ReaDep, ReaGrade, ReaPref, ReaDate)管理員：Maneger(MID, MName, MSex, Mpwd, MAuth, MTeleph, MAddre) 館室：Room(RoomNo,RoomMID,RoomNum,RoomAddre)讀者類別：ReaderTpye(LBID, LBName, LBnum,

30、LBbqx, LBqx) 各ER圖中聯系的屬性如下所示：借閱信息：Borrow (BookID,ReaderID,BookName,BookWriter, Outdate,YHdate)借閱歷史：History(BookID,ReaderID,BookName, BookWriter, Outdate,Indate)罰款信息：Fine(BookID,ReaderID,BookName, Outdate,Indate, Fine, CLState, MID)10.2.4邏輯設計階段以上的概念設計階段是獨立于任何一種數據模型的，但是邏輯設計階段就與選用的DBMS產品發生關系了，系統邏輯設計的任務就

31、是將概念設計階段設計好的基本E-R圖轉換為選用DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。具體內容包括數據組織（將E-R圖轉換成關系模型、模型優化、數據庫模式定義、用戶子模式設計）、數據處理（畫出系統功能模塊圖）兩大任務。10.2.4.1數據組織1. 將E-R圖轉換為關系模型實體型轉換為關系模式。實體的屬性就是關系的屬性，實體的碼就是關系的碼。對于實體間的聯系則有以下不同的情況：一個m：n聯系轉換為一個關系模式。與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，而關系的碼為各實體碼的組合。一個1：n聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與n端對應的關系模式合并。如果轉換為一個獨

32、立的關系模式，則與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，而關系的碼為n端實體的碼。 一個1：1聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與任意一端對應的關系模式合并。三個或三個以上實體間的一個多元聯系可以轉換為一個關系模式。與該多元聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，而關系的碼為各實體碼的組合。具有相同碼的關系模式可合并。由于讀者類別與讀者、館室與圖書的聯系方式是1:n（一對多），可以將其之間的聯系與n端實體讀者、圖書合并，管理員與圖書之間的維護聯系也是1:n（一對多），同樣也將其之間的聯系與n端實體合并，而讀者與圖書之間的借閱和歸還聯系方式則是n:m

33、（多對多），這樣要把它們之間的聯系轉化為獨立的關系模式，讀者與管理員之間的罰款聯系是m:n（多對多），將其聯系也轉化成獨立的關系模式，具體的基本E-R圖向關系模型的轉化如下：圖書：Book(BookID, BookNo, BookName, BookWriter, BookPublish, BookPrice, BookDate,BookClass,BookMain,BookPrim,BookCopy,BookState,BookRNo)讀者：Reader(ReaID,ReaName,ReaSex,ReaNo,ReaLBID,ReaType, ReaDep, ReaGrade, ReaPref

34、, ReaDate)管理員： Maneger (MID,MName,MSex,Mpwd,MAuth,MTeleph,MAddre)讀者類別：ReaderTpye(LBID, LBName, LBnum, LBbqx, LBqx)館室： Room(RoomNo,RoomMID,RoomNum,RoomAddre)借閱信息：Borrow(BookID,ReaderID,BookName,BookWriter, Outdate,YHdate)借閱歷史：History(BookID,ReaderID,BookName,BookWriter, Outdate,Indate,YHdate)罰款信息：Fin

35、e (BookID,ReaderID,BookName,Outdate,Indate,Fine, CLState,MID) （注：標有直線下劃線的為主屬性，標有波浪線下劃線的是外鍵屬性，主屬性與外鍵屬性一起構成主碼）2. 模型優化關系模式Book,Reader,Room,ReaderType ,Maneger不存在非主屬性對主屬性的部分函數依賴，也不存在傳遞函數依賴，已經達到了3NF，但是借閱關系模式、借閱歷史關系模式、罰款關系模式（Borrow,History,Fine）中存在著一些數據冗余，現將三個關系模型進行合并，消除冗余，優化為：借閱信息:Borrow ( BookID,ReaderI

36、D,BookName,BookWriter,Outdate,Indate,YHdate,Fine,CLStaer,MID)3. 數據庫模式定義根據分析，本數據庫共創建如下6個表。表10.1 館藏圖書信息表列名數據類型可否為空說明BookIDCharnot null圖書編號BookNoCharnot null圖書的索書號BookNameCharnot null圖書的書名BookWriterCharnot null圖書作者BookPulishCharnot null圖書出版社BookPriceChar圖書的單價BookDateDate出版日期BookClassChar圖書的分類BookMainCh

37、ar圖書的摘要BookPrimChar圖書的關鍵字BookCopyChar圖書的副本數BookStateCharnot null圖書是否可借BookRNoCharnot null圖書所在館室號表10.2 讀者信息表列名數據類型可否為空說明ReaIDCharnot null讀者編號ReaNameCharnot null讀者姓名ReaSexCharnot null讀者性別ReaNoCharnot null讀者學號ReaLBIDCharnot null讀者類別編號ReaTypeChar讀者類型ReaDepChar讀者所在學院ReaPrefChar讀者所屬專業ReaGradeChar讀者的年級ReaD

38、ateDatenot null辦證日期表10.3 管理員信息表列名數據類型可否為空說明MIDCharnot null管理員編號MNameCharnot null管理員姓名MSexChar管理員性別MpswCharnot null管理員密碼MAuthCharnot null管理員權限MTelephChar管理員電話MAddreChar管理員地址表10.4 館室信息表列名數據類型可否為空說明RoomNoCharnot null館室號RoomMIDCharnot null館室管理員編號RoomNumChar館室擁有圖書數目RoomAddreChar館室地址表10.5 讀者類別信息表列名數據類型可否為

39、空說明LBIDCharnot null讀者類別編號LBNameCharnot null讀者類別名LBnumCharnot null允許借閱圖書最大數LBbqxCharnot null持有圖書最長期限LBqxCharnot null借閱證期限表10.6 借閱信息表列名數據類型可否為空說明ReaIDCharnot null讀者編號BookIDCharnot null圖書編號BookNameCharnot null圖書名BookWriterChar作者OutdateDatenot null借閱時間IndateDate歸還時間YHdateDatenot null應還時間FineChar罰款金額CLSt

40、ateChar處理狀態MIDCharnot null管理員編號4. 用戶子模式定義表10.7 用戶子模式定義編號用戶子模式(View)作用(共性：提供數據保密和安全保護機制)V1BookView便于查詢和修改圖書的基本信息V2ReaderView方便讀者基本信息的查詢、更新V3HistoryView便于借閱歷史信息的查詢V4BorrowView用于當前借閱信息的查詢V5FineView便于查詢罰款信息表10.8 讀者基本信息視圖列名數據類型可否為空說明ReaIDCharnot null讀者編號ReaNameCharnot null讀者姓名ReaSexCharnot null讀者性別ReaTyp

41、eChar讀者類型ReaDepChar讀者所在學院ReaDateDatel辦證日期表10.9 圖書基本信息視圖列名數據類型可否為空說明BookNoCharnot null圖書的索書號BookNameCharnot null圖書的書名BookWriterCharnot null圖書作者BookPulishCharnot null圖書出版社BookStateCharnot null圖書是否可借BookRNoCharnot null圖書所在館室號表10.10 讀者當前借閱信息視圖列名數據類型可否為空說明BookIDCharnot null圖書編號BookNameCharnot null圖書名Outd

42、ateDatenot null借閱時間YHdateDatenot null應還時間表10.11 讀者借閱歷史信息視圖列名數據類型可否為空說明BookIDCharnot null圖書編號BookNameCharnot null圖書名OutdateDatenot null借閱時間IndateDate歸還時間表10.12 讀者罰款信息視圖列名數據類型可否為空說明BookIDCharnot null圖書編號BookNameCharnot null圖書名OutdateDatenot null借閱時間IndateDate歸還時間FineCharnot null罰款金額CLStateCharnot null

43、處理狀態10.2.4.2 數據處理結合系統的需求，本系統的基本的系統功能模塊如下圖10.16。圖10.16 系統功能模塊圖10.2.5物理設計階段 數據庫的物理設計就是為邏輯數據模型選取一個最合適應用要求的物理結構的過程，在這個階段中要完成兩大任務：（1）確定數據庫的物理結構，在關系數據庫中主要是存取方法和存儲結構；（2）對物理結構進行評價，評價的重點是時間和空間效率。10.2.5.1數據存儲方面為數據庫中各基本表建立的索引如下：1) 由于基本表Reader，Book的主碼ReaID，BookID經常在查詢條件和連接操作的連接條件中出現，且它們的值唯一，在兩個屬性上建立唯一性索引；2) 由于基

44、本表Reader的屬性ReaDep，Book的屬性BookPublish經常在查詢條件中出現在兩個屬性上建立聚簇索引；3) 借閱信息基本表Borrow的一屬性ReaID,BookID，經常在查詢條件中出現，考慮在其之上建立聚簇索引；4) 罰款信息基本表Fine的一屬性ReaID,BookID，經常在查詢條件中出現，考慮在其之上建立聚簇索引；10.2.5.2系統功能模塊(一) 讀者基本信息的查詢和更新模塊將實現對讀者基本信息的查詢和更新（修改、添加、刪除）操作，用于新生入學，畢業生離校，以及讀者補辦借閱證或更改信息的情況，具體的功能模塊圖如下：圖10.17 讀者信息的查詢和更新模塊(二) 圖書基

45、本信息的查詢和更新模塊將完成對圖書基本信息的查詢、更新（修改、添加、刪除）操作，用于讀者對圖書信息的查詢及管理員添加新書、刪除淘汰的舊書，具體的功能模塊圖如下所示：圖10.18圖書信息的查詢和更新模塊10.2.6數據庫實施階段10.2.6.1建立數據庫、數據表、視圖、索引(一) 建立數據庫create database Book;(二) 建立數據表1) 讀者類別信息表的建立：create table ReaderType(LBID char(5) primary key,LBName char(20) not null,LBnum char(5) not null,LBbqx char(4)

46、not null,LBqx char(3) not null,)2) 管理員基本信息表的建立：create table Maneger(MID char(10) primary key,MName char(10) not null,MSex char(2),Mpwd char(8) not null,MAuth char(40) not null,MTeleph char(15),MAddre char(30),check(MSex ='男' or MSex ='女')3) 圖書館室基本信息表的建立：create table Room(RoomNo char(

47、5) primary key,RoomMID char(10) not null,Roomnum char(5),RoomAddre char(20),foreign key(RoomMID) references Maneger(MID),)4) 館藏圖書基本信息表的建立：create table Book( BookID char(9) primary key, BookNo char(20) not null, BookName char(50) not null, BookWriter char(30) not null, BookPublish char(20) not null,

48、BookPrice char(7), BookDate datetime, BookClass char(20), BookMain char(200), BookPrim char(30), BookCopy char(5), BookState char(10) not null, BookRNo char(5) not null,foreign key(BookRNo) references Room(RoomNo),)5) 讀者基本信息表的建立：create table Reader(ReaID char(9) primary key,ReaName char(10) not null

49、,ReaSex char(2) not null,ReaNo char(9) not null,ReaLBID char(5) not null,ReaType char(20),ReaDep char(20),ReaGrade char(5),ReaPref char(20),ReaDate Datetime,foreign key(ReaLBID) references ReaderType(LBID),check(ReaSex ='男' or ReaSex ='女')6) 借閱基本信息表的建立：create table Borrow(BookID char

50、(9),ReaID char(9),Outdate Datetime not null,YHdate Datetime not null,Indate Datetime,Fine char(5),CLState char(8),MID char(10) not null,primary key(BookID,ReaID),foreign key(MID) references Maneger(MID)(三) 建立視圖（1）用于查詢圖書基本信息的視圖定義如下： create view Bookview (索書號, 書名, 作者, 出版社, 圖書狀態)asselect BookNo,BookNam

51、e,BookWriter,BookPublish,BookStatefrom Book（2）用于讀者基本信息查詢的視圖定義如下：create view Readerview (讀者姓名,類型,學院,專業,辦證日期)asselect ReaName,ReaType,ReaDep,ReaPref,ReaDatefrom Reader（3）用于顯示當前借閱基本信息的視圖定義如下：create view Borrowview (讀者編號,書名,作者,借閱日期,到期日期)asselect ReaID,BookName,BookWriter,Outdate,YHdatefrom Borrow,Bookwh

52、ere Borrow.BookID=Book.BookID and Borrow.Indate is null（4）用于借閱歷史信息查詢的視圖定義如下：create view Historyview (讀者編號,書名,借閱日期,歸還日期)asselect ReaID,BookName,Outdate,Indatefrom Borrow,Bookwhere Borrow.BookID=Book.BookID and Borrow.Indate is not null（5）用于查詢罰款信息的視圖定義如下：create view Fineview (讀者編號,書名,借閱日期,歸還日期,罰款,處理狀態)asselect ReaID,BookName,Outdate,Indate,Fine,CLStatefrom Borrow,Bookwhere Borrow.BookID=Book.BookID and Fine is not null(四) 6.1.4 建立索引create clustered index Boo