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高中物理课程网上辅导平台的数据库设计及数据操作.doc

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课程设计Ⅳ设 计 说 明 书高中物理课程网上辅助教学平台的数据库设计及数据操作学 生 姓 名学 号班 级成 绩指 导 教 师数学与计算机科学学院2012 年 3 月 4 日课程设计任务书2012—2013 学年 第二学期课程设计名称: 课程设计 IV 课程设计题目: 高中物理课程网上辅助教学平台的开发 完 成 期 限: 自 2013 年 3 月 18 日 至 2013 年 3 月 31 日 共 2 周设计内容:1.任务说明网上辅助教学平台的设计能够为某类课程提供一个资源共享、交互协作的教学环境,为学生提供一个灵活学习的途径。该系统基于 B/S 结构,前台采用 C#或 JSP 或其它,后台使用 SQL Server 数据库管理系统,实现了课程的统一管理,学生、教师的基本信息管理,教学资源的发布、下载、查看、浏览以及网上教师辅导答疑等功能。系统界面美观,浏览速度快,有较强的可扩展性。系统实现部分要求每个同学至少完成两个模块。 2. 要求1)系统可以采用 B/S 体系结构。 2)开发工具可选择 C#、Java 等。 3)用 SQL Server 作为后台数据库 , 能运用基本的 SQL 语句访问、操作数据库。 4)课程设计要求从需求分析、系统设计、系统实现、测试几个方面论述。3. 参考资料[1] 苗雪兰,刘瑞新,宋会群.数据库系统原理及应用教程(第 2 版)[M].北京:机械工业出版社,2006.[2] 向阳.信息系统分析与设计(第 1 版)[M]. 北京: 清华大学出版社,2009.[3] 卫红春.信息系统分析与设计[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社,2003.指导教师:杨刚 教研室负责人:陈波课程设计评阅评语:指导教师签名:年 月 日摘 要网上辅助教学平台的设计能够为学生提供一个资源共享、交互协作的教学环境,为学生提供一个灵活学习的途径。该系统基于 C/S 结构,前后台使用 Mysql5.0 数据库管理系统,系统的主要功能有:**********。本设计中主要进行了需求分析、概要设计、数据库设计、数据操作等。关键词:网上辅导; 需求分析;教学平台;ER 图;数据操作目 录1 课题描述 11.1 课程设计的内容 11.2 课程设计的目的 12 需求分析 22.1 功能需求 22.2 系统数据流程分析 23 系统总体设计 64 数据库的设计 74.1 数据库概念结构设计 74.2 数据库逻辑结构设计 94.3 数据库物理结构设计 95 数据库的数据操作 115.1 数据库的创建 115.2 数据操作 .116 总结 .20参考文献 .2101 课题描述1.1 课程设计的内容本课程设计是要设计一个网上课程辅导的教学平台,使其能够为群内课程提供一个资源共享、交互协作的教学环境,为学生提供一个灵活学习的途径。该系统要实现课程的统一管理,学生、教师的基本信息管理,教学资源的发布、下载、查看、浏览以及网上教师辅导答疑等功能。1.2 课程设计的目的这次数据库课程设计一方面可以让自己更加熟悉数据库系统设计的基本步骤,掌握数据流图和 E—R 图的设计思路,以及如何把概念模型转换为关系模型,另一方面,也让我们自主学习了数据库应用系统功能模块实现的方法,提高我们程序设计能力。12 需求分析2.1 功能需求高中物理课程网上辅助教学平台面向的对象是高中学生和高中物理教师,所以在需求分析时主要考虑这两个方面的需求。对于广大学生来说,最重要的是方便浏览到自己想要的资料和与教师交流;其次,对于教师来说,主要负责上传课程资源和答疑解惑。为了保证资源信息的不断更新,因此在后台设置了管理员角色,用来对群内资源进行维护。2.2 系统数据流程分析2.2.1 数据流程分析的工具数据流图(DFD)是一种图形化技术,它描绘信息流和数据从输入移动到输出的过程中所经受的变换。在数据流图中没有任何具体的物理元素,它只是描绘信息在系统中流动和被处理的情况。数据流图的四种基本符号和具体描述如图 2.1 所示。数据的源点 / 终点数据流数据存储变换数据的处理图 2.1 数据流图的基本符号数据流图在系统分析中的主要作用体现在以下几点:1)数据流图是系统逻辑功能的图形表示,即使不是专业的计算机人员也容易理解它,所以它是分析员和用户之间极好的通信工具。2) 数据流图能清楚地描绘数据在系统中的流动和被处理的逻辑过程。3)数据流图是系统逻辑功能的图形表示,容易理解。2.2.2 系统数据流图通过分析,本系统的前台数据流图如 2.2-2.4 所示。教师 学生网教平台资源 / 回复信息 资源 / 回复信息图 2.2 前台 0 层数据流图2用户教师信息检索课程检索学生信息检索教学资源管理学生答疑管理教师信息课程信息学生信息教学资源信息答疑信息课程信息学生信息课程名称学生姓名教学资源信息答疑信息教师信息表课程信息表学生信息表教学资源表答疑信息表教师信息教师姓名答疑信息答疑数据教学资源信息教学资源数据图 2.3 前台数据流图P 4 . 1教学资源下载教师P 4 . 2上传教学资源P 4 . 2教学资源信息更新学生教学资源表资源文件待上传教学资源资源文件教学资源信息图 2.3 P4 底层数据流图3P 5 . 1问题查看P 5 . 2发起疑问P 5 . 5查看详细信息P 5 . 4答疑P 5 . 3问题更新学生教师发起的问题信息问题信息问题信息疑难问题表答疑详细信息表回复信息问题信息图 2.4 P5 底层数据流图管理员系统用户表教师信息表班级信息表课程信息表用户数据用户信息教师信息教师数据学生数据学生信息课程信息课程数据P 6用户管理P 7教室管理P 8学生管理P 9课程管理图 2.5 后台数据流图2.2.3 系统数据字典数据字典(DD,Data Dictionary)是以特定格式记录下来的、对系统的数据流程图中各个基本要素(数据流、加工、存储和外部项)的内容和特征所作的完整的定义和说明。数据字典是对数据流程图的重要补充和说明。数据字典中有五种类型的条目:外部实体,数据流,数据存储,数据项和加工。数据字典中包括数据定义,但除了它之外,还包含其它一些信息。一般信息,包括名字,别名和描述。针对以上数据流图,给出部分项的说明。(1)教师信息4数据流名: 教师信息别名: 描述: 教师信息组成: 教师信息 = 教师信息编号+姓名+手机号+性别+职称+电子邮箱+地址备注: (2)课程信息数据流名:课程信息别名: 描述: 课程信息组成: 课程信息 = 课程编号+课程名+课程简介+教学大纲备注: (3)教学资源信息数据流名:教学资源信息别名: 描述: 教学资源信息组成: 教学资源信息 = 资源编号+资源名称+资源内容+上传日期+教师编号(4)答疑信息数据流名:答疑信息别名: 描述: 教师答疑信息组成: 答疑信息 = 回复信息编号+回复内容+问题编号+回复日期+教师编号+学生编号备注: (5)问题信息数据流名:问题信息别名: 描述: 学生问题信息组成: 问题信息 = 问题编号+标题+内容+课程编号+学生编号+提问日期备注: 53 系统总体设计系统结构图是用树形结构的一系列多层次的矩形框来描绘系统的层次结构。树形结构的顶层是一个单独的矩形框,它代表完整的数据结构,下面的各层矩形框代表各个模块的子集,最底层的各个框代表组成这个系统的独立功能模块。本系统的总体结构图如图 3.1 和 3.2 所示。课程群网上辅助教学平台 前台课程展示教学资源库师生互动课程查询教师查询教学资源上传教学资源下载教学资源信息维护学生提出学习疑问疑问信息维护教师答疑图 3.1 前台总体结构图高中物理网上教学平台后台学生基本信息管理教师基本信息管理教学资源信息管理课程基本信息管理新增学生基本信息学生基本信息维护新增教师基本信息教师基本信息维护新增教学资源教学资源信息维护新增课程课程信息维护课程信息查看分配授课教师图 3.2 后台总体结构图64 数据库的设计4.1 数据库概念结构设计概念结构设计是将系统需求分析得到的用户需求抽象为反映用户观点的信息结构的过程。概念结构设计的结果是数据库的概念模型,即即 E-R 模型。由于它是从现实世界的角度进行抽象和描述,所以它与计算机硬件、数据库逻辑结构和支持数据库的 DBMS 无关。在数据库设计中应重视概念结构设计,它是整个数据库设计的关键,是为计算机存储数据做准备工作。该系统面向的对象是高中学生和物理教师,所以在需求分析时主要考虑这两个方面的需求。对于广大学生来说,最重要的是方便浏览到自己想要的资料和与教师交流;其次,对于教师来说,主要负责上传课程资源和答疑解惑。为了及时更新系统的资源,在后台中设置了管理员角色,其重要工作是对课程进行统一管理,以及对所有教师和学生的信息进行维护。根据以上需求确定了系统的实体包括课程、教师、学生、教学资源、学生问题、问题回复,各实体属性图如图 4.1-4.6 所示。教师手机号地址教师编号姓名性别职称电子邮箱教学资源资源编号资源名称教师编号课程编号上传日期图 4.1 教师信息的实体属性图 图 4.2 教学资源的实体属性图学生学生编号电子邮箱手机号入学日期性别姓名教学大纲课程课程名课程号课程简介图 4.3 学生信息的实体属性图 图 4.4 课程信息的实体属性图7学生问题问题编号标题课程编号内容学生编号提问日期图 4.5 学生问题信息的实体属性图问题回复回复信息编号回复日期教师编号回复内容问题编号图 4.6 问题回复信息的实体属性图系统总体 E—R 图如图 4.7 所示:用户I S A教师学生教授上传教学资源上传日期课程属于提出 提问时间学生问题关于对应问题答复给出回复时间11nm1m1m1 m1n1n图 4.7 系统总体 E—R 图84.2 数据库逻辑结构设计E-R 图表示的概念模型是用户数据要求的形式化。E-R 图是独立于任何一种数据模型的概念信息结构,也不为任何一个 DBMS 所支持。逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计好的基本 E-R 图转换为与选用的某个具体的 DBMS 所支持的数据模型相符合的逻辑结构,设计的结果是一组关系模式。在本系统中将图 4.7 中数据库 E-R 图转换成为关系模型如下:课程(课程编号,课程名,课程简介,教学大纲)教师(教师编号,姓名,性别,职称,手机号,电子邮箱,地址,)学生(学生编号,姓名,性别,手机号,电子邮箱,入学日期)教学资源(资源编号,资源名称,资源内容,课程编号,教师信息编号,上传日期)学生问题(问题编号,标题,内容,课程编号,学生编号,提问日期)问题回复(回复信息编号,回复内容,问题编号,教师编号,回复日期)4.3 数据库物理结构设计数据库的物理结构主要指数据库在物理设备上的存储结构与存取方法,它依赖于给定的计算机系统。设计的任务是选择合适的存储结构和存取路径,也就是设计数据库的内模式。内模式和逻辑模式不一样,不直接面向用户,一般的用户不一定、也不需要了解内模式的设计细节。内模式的设计可以不考虑用户理解的方便,其主要的设计目标有两个:其一提高数据库的性能,特别是满足主要应用的性能要求;其二能够有效地利用存储空间。根据数据库物理结构设计理论,将该系统逻辑结构转换为物理结构,如表 4.1-4.6 所示:(1)教师信息表教师信息表(teacher)主要存放教师基本信息,如表 4.1 所示。表 4.1 教师信息表字段 数据类型 长度 允许为空 说明teachern int 11 否 教师编号name varcher 255 否 姓名sex int 4 否 性别level int 4 否 职称phone varcher 255 否 手机号码E-mail varcher 255 否 电子邮箱address varcher 255 否 地址(2) 学生信息表学生信息表(stu)主要存放学生基本信息,如表 4.2 所示。表 4.2 学生信息表字段 数据类型 长度 允许为空 说明stun int 11 否 学生编号name varcher 255 否 姓名sex int 4 否 性别E-mail varcher 255 是 电子邮箱address varcher 255 否 地址phone varcher 255 否 手机号码9(3)课程信息表课程信息表(lesson)主要存放课程信息,如表 4.3 所示。表 4.3 课程信息表字段 数据类型 长度 允许为空 说明lessonn int 11 否 课程编号name varchar 255 否 课程名intro text 是 课程简介outline text 是 教学大纲(4)教学资源表教学资源表(resource )主要存放教学资源信息,如表 4.4 所示。表 4.4 教学资源表字段 数据类型 长度 允许为空 说明resn int 11 否 资源编号name varchar 255 否 资源名lessonn int 11 否 课程编号teachern int 11 否 教师编号upload date 否 上传日期content text 是 资源内容(5)学生问题表学生问题表(question)主要存放学生提出的问题信息,如表 4.5 所示。表 4.5 学生问题表字段 数据类型 长度 允许为空 说明questn int 11 否 问题编号title varchar 255 否 问题标题content text 是 问题内容lessonn int 11 否 课程编号stun int 11 否 学生编号date date 否 提问日期(6)问题回复表问题回复表(answer)主要存放答疑信息) ,如表 4.6 所示。表 4.6 问题回复表字段 数据类型 长度 允许为空 说明ansn int 11 否 回复信息编号content text 否 回复内容questn int 11 否 问题编号teachern int 11 是 教师编号date date 否 回复日期105 数据库的数据操作5.1 数据库的创建根据数据库设计结果,利用 SQL Server Management 工具,用 SQL 语句创建数据库。创建数据库语句如下所示:create database db_Memo创建用户信息表:use db_MemoCreate table tb_User(UserName varchar(20) not null , PassWord varchar(20) , UserNum int primary key)insert tb_User values('Admin','123',1)创建日常记录信息表:Create table tb_DaiRecord(ConNum int primary key, UserNum int not null, Theme varchar(30) not null , Content varchar(50) , Date date , Week varchar(10) , Time time(7), City varchar(10) , Weather varchar(10),constraint FK_Number foreign key (UserNum) references tb_User(UserNum))创建通讯录信息表:Create table tb_AddBook(AdNum int primary key, UserNum int not null, Name varchar(20) not null , Tel varchar(20) , Email varchar(30) , Groups varchar(10) , Memo varchar(50),constraint FK_Number2 foreign key (UserNum) references tb_User(UserNum))创建密码备忘录信息表:Create table tb_PassRecord(PWNum int primary key, UserNum int not null, Type varchar(10) , TypeName varchar(20) not null,LoginName varchar(20) , Password varchar(20) not null , Memo varchar(50),constraint FK_Number3 foreign key (UserNum) references tb_User(UserNum))5.2 数据操作1)数据插入操作向用户表中添加一些新用户,SQL 语句如下所示:use db_Memoinsert tb_User values('Lee','111',2)insert tb_User values('Chen','222',3)insert tb_User values('Qin','333',4)数据插入结果如图 5.1 所示11图 5.1 用户信息表添加信息结果2)简单数据查询向新建表中插入新数据后,查询日常记录信息,SQL 语句如下所示:use db_Memoselect Theme,Content,Date,Week,Time,City,WeatherFrom tb_DaiRecord数据查询结果如图 5.2 所示图 5.2 查询所有日常记录信息结果3)嵌套查询根据数据库中已添加的信息,现在查询用户 Lee 的所有好友通讯录信息,SQL 语句如下所示:use db_Memoselect Name,Tel,Email,Groups,MemoFrom tb_AddBook,tb_UserWhere tb_AddBook.UserNum=tb_User.UserNum and UserNum='Lee'数据查询结果如图 5.3 所示图 5.3 用户 lee 的所有好友通讯录信息4)为数据库表中列创建 CHECK 约束在创建的日常记录信息表,为列 Week 创建 CHECK 约束,使其值只能为星期一、星12期二、星期三、星期四、星期五、星期六、星期日,SQL 语句如下所示:use db_Memoalter table tb_DaiRecord with checkadd constraint CHECK_WEEK check(week='星期一' or week='星期二' or week='星期三' or week='星期四' or week='星期五' or week='星期六' or week='星期日') 创建 CHECK 约束结果如图 5.4 所示:图 5.4 为日常记录表中列 Week 创建 CHECK_WEEK 约束结果5)为数据库表中列创建 DEFAULT 约束新建用户后,为用户创建初始密码,即对用户表中列 PassWord 创建 DEFAULT 约束,创建 SQL 语句如下所示:use db_MemoALTER table tb_User ADD CONSTRAINT PassWord_Default DEFAULT '123' For PASSWORD创建 DEAFULT 约束结果如图 5.5 所示图 5.5 为用户表列 PassWord 创建 DEFAULT 约束结果6)模糊查询根据密码备忘表中已插入信息,利用模糊查询带有关键字 QQ 的所有信息,SQL 语句如下所示:use db_Memoselect TypeName,Type,LoginName,Password,MemoFrom tb_PassRecordWhere TypeName like '%QQ%'查询结果如图 5.6 所示图 5.6 带有关键字 QQ 的所有密码备忘信息137)创建触发器在 tb_User 表中创建触发器,当删除 tb_User 表中用户信息时,检查该用户名是否为Admin(即超级用户) ,如果是则不能 删除该条用户信息。create trigger Adminon tb_Userafter deleteasif(select UserName from tb_User where UserName='Admin')=1beginprint '超级管理员不能删除!'rollback transactionend06 总结通过本次数据库课程设计,完成对高中物理课程网上辅助教学平台的分析和数据库的实现。在过程中,将重点放在系统的分析与数据库设计方面。根据了解系统的相关信息,初步分析系统需求,在需求分析基础上,对该辅助教学平台进行总体设计。通过画 E-R 图,完成对数据库的概念结构设计;将 E-R 图转化为关系模式,完成数据库的逻辑结构设计;将关系模式转化为数据库中的表,完成数据库的物理结构设计。并利用 SQL 语句完成数据库中对象的创建、插入数据记录、查询记录、创建数据存储等。高中物理课程网上辅助教学平台的设计过程,是对软件工程与数据库课程相关内容的温习。整个完成过程严格按照软件开发流程与数据库设计步骤进行,为后期的系统实现打下了坚实的基础。该系统可扩展功能很多,有待进一步完善。相信通过本次数据库课程设计后,在未来的软件开发过程中,我们将更加规范自己的设计过程,使所开发系统更加稳定可靠,具有更多功能,服务于更多用户。1参考文献[1] 严蔚敏,吴伟民.数据结构(C 语言版)[M].北京:清华大学出版社,2002[2] 林小玲.数据库原理及应用[M]. 北京:机械工业出版社 ,2011[3] 苗雪兰,刘瑞新,宋会群.数据库系统原理及应用教程(第 2 版)[M]. 北京:机械工业出版社,2006.[4] 向阳.信息系统分析与设计(第 1 版)[M]. 北京:清华大学出版社 ,2009.[5] 卫红春.信息系统分析与设计[M]. 西安:西安电子科技大学出版社 ,2003[6] 郑炜,朱怡安.软件工程[M]. 西安:西北工业大学出版社 ,2010
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