图书馆管理信息系统设计与分析.doc

摘 要图书馆是人们获取知识和信息的主要来源，图书馆的主要宗旨就是全心全意为读者服务。随着信息技术和网络技术的飞速发展，给图书馆的服务带来了新的挑战。为了提高服务质量和工作效率，我国很多大型图书馆和高校图书馆都引进和买入了国内外图书馆信息管理系统。但是一些中小型图书馆由于资金和技术上的限制，还没有用到合适的管理系统。本文就是在对中小型图书馆的实际需求分析的基础上，对中小型图书馆信息管理系统进行的设计分析。本文首先对国内外图书馆系统的现状和发展趋势进行了简单的综述。在图书馆需求分析方面，根据中小型图书馆的现状和实际需求进行了可行性分析。对图书馆的基本业务流程进行了描述。按照图书馆的一般流程将图书馆系统分解成采访、流通、典藏、期刊、阅览、读者、统计、系统、办公等模块进行了分析，并结合图书馆知识和数据库技术对各模块进行设计。图书管理系统是典型的信息管理系统，其开发主要包括后台数据库的建立和维护，以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的库。而对于后者则要求具备应用程序功能完备，易于使用等特点。该系统使用Windows XPWindows2000作为系统平台，使用Visual basic 60作前端的应用开发工具，Microsoft SQL Server 2000作为后台的数据库。通过对中小型图书管理系统的需求分析、功能模块划分、数据库模式分析，设计了数据库结构和应用程序。按照图书信息管理业务流程，对图书馆的采访、编目、流通、典藏、期刊阅览等各模块进行功能分析和设计，采取“自下而上”的方法，先分别实现图书馆各个模块的具体业务功能，然后形成整体系统。该系统的研制完成不仅实现了传统图书馆各种业务的计算机管理，降低了图书管理人员劳动强度，大大提高了工作效率。而且方便了读者查阅图书信息，使图书馆的资源得到充分的利用。同时，由于使用计算机管理，改进了传统手工管理的方式，提高了管理水平。关键词：图书馆；管理系统；数据库1. 绪论随着计算机及网络技术的迅猛发展，图书馆信息化和自动化的建设水平已经成为衡量图书馆现代化程度的一个重要标志。图书馆信息管理系统作为图书馆开展业务工作和读者服务的基础，在相当大程度上反映了图书馆的自动化水平，并直接影响着图书馆为读者提供的服务工作和业务工作的质量与效率。我国图书馆界从80年代初期开始引进或研究单功能系统，90年代中后期，随着网络技术和数字技术的发展，数字图书资源激剧增多，使得各图书馆纷纷加快了信息管理的自动化步伐。目前，我国大型图书馆都选用了适合本馆情况的国内外图书馆集成管理系统，然而由于地区差异以及人力、物力、财力的限制，一些中小型图书馆集成管理系统仍然处于起步阶段，图书馆资金投入有限，难以选用规模大，功能较齐全，费用高的管理系统，价格便宜的，功能又较差，管理上不够专业，不够用。针对这一情况和需求，亟待开发一套适合我国中小型图书馆实际情况与实际需求的、功能齐全、价格便宜切易于操作的自动化管理系统。1.1. 论文的选题背景及意义图书馆自动化信息管理系统能在很大程度提升图书馆的服务质量和效率，但由于各种原因，我国图书馆在使用自动化信息管理系统时呈现出明显不平衡的发展态势，资金充裕的大型图书馆和高校图书馆引进国外管理系统，或者买入国内的价格较高、较成熟的管理系统。部分中小型图书馆却比较落后，有的则刚刚起步，甚至仍然采用手工作业方式，有的尚未完全采用计算机管理。因此本课题针对这些中小型图书馆的信息管理需求进行开发，一方面使计算机管理覆盖图书馆采访、编目、流通等各工作环节，充分发挥计算机强大的信息统计、分析功能，使图书馆管理员从繁重的手工劳动中解脱出来，同时提高图书馆的服务质量和工作效率，促进图书馆的科学化管理，提高图书馆的图书资源利用率。1.2. 国内外图书馆自动系统研究概况1.2.1. 国外系统概况国外图书馆自动化系统的应用最早始于1954年，美国海军兵器中心在IBM 701机器上实现了了单元词匹配检索。1958年，IBM的研究员卢恩成功进行了自动抽词试验，开创了图书自动分类、自动标引、信息检索等与图书馆学情报学密切相关的多个研究领域之先河。在19世纪60年代，以卢恩发起研制机读目录(Machine Readable Catalog)为标志，图书馆自动化系统得到了真正发展。到了20世纪70年代，以编目系统为基础的各种图书馆自动化系统发展成形，同时还发展出以编目系统为纽带的联机编目协作网，例如OCLC，BALLOTS，RLIN，WLN等，那时的图书馆自动化系统是由有条件的大型图书馆或者大学图书馆自主开发的，例如东伊利诺斯大学的联机图书流通系统、华盛顿州立大学的图书采购系统等。从20世纪70年代末到80年代初，图书馆自动化系统进入了快速发展时期，由单一功能性系统转向图书馆集成管理系统，其中的典型代表是西北大学的NOTIS系统。在此期间还出现了专门的图书馆计算机管理系统研制公司。商品化的图书馆自动化系统的出现，使得图书馆能专注于资源建设和服务质量的提高，从20世纪八十年代中期开始，西方发达国家的图书馆大多不再自己独立研制软件，而是选择直接购买商品化软件系统。到了90年代中后期，国外图书馆自动化系统研发进入了蓬勃发展的历史时期，随着因特网的发展、Windows个人PC的广泛应用以及其它一系列诸如Web技术、关系型数据库技术、Java技术的出现和成功应用，许多图书馆自动化系统厂商采用更加先进的技术来重新设计其产品，更深入、更全面地支持图书馆信息管理的自动化。包括Epixtech(1996年) 、VTLS(1996年)、Innovative(1996年)、Exlibris(1997年)和 Sirsi(1996年)等在内的多家著名图书馆自动化系统厂商在这一时期都推出了新产品。目前国外在用的大部分图书馆自动化系统都来自当时的“重新设计”。近年，国外图书馆管理系统在向着网络化、标准化、开放化发展，大多采用cs多层体系结构，支持多种通用平台；采用成熟的商用大型关系型数据库，具备全文检索和MetaSearch功能；提供系统间的互操作型，提供数字化内容创建和管理平台，具被数字资源的收集加工整理和应用功能；并进一步走上无线道路，支持移动计算与信息服务。1.2.2. 国内系统概况我国图书馆自动化系统的发展起步较晚，从70年代中期开始经历了如下几个阶段：发展初期阶段、单向业务系统阶段和集成系统阶段。从70年代我国开始研究图书馆的自动化技术，到1980年代，开始引进了多种国外文献磁带数据库，并利用这些磁带开展联机检索服务，这是我国图书馆自动化的发展初期。从80年代中期开始，进入了单项业务系统阶段，在此阶段图书馆的自动化工作进展最为迅速，但开发和应用的系统多为单业务系统，且有大部分只能处理西文图书与期刊相关信息。随着PC机价格的下降和中文系统平台的开发成功，图书馆管理进入了集成系统的开发阶段。进入90年代以来，随着计算机网络的迅速发展，我国计算机网络也日渐成熟，能满足多媒体通讯和组建高速计算机通信网的需要，各类专业广域网也纷纷建成并投入使用，如教育科研网CERNET主干网。计算机网络的全球性互连性发展对图书馆系统自动化产生了革命性的的影响，远远超出人们的始料，它决定了图书馆自动化发展的方向。因此在90年代中期，我国图书馆自动化系统的研发出现了一个高潮时期，在当时推出了目前在国内较有影响的数个大型自动化系统，如南京汇文、北邮MELINETS等，并提出了“第三代图书馆自动化系统”的概念。但是在此之后，国内图书馆自动化系统进入了相对平淡的一个历史时期，在理论上与整体技术实现上都没有大的突破，部分研究人员甚至认为图书馆自动化信息系统已经到达了顶点，没有进一步发展的余地。1.3. 图书馆自动化系统相关技术与理论1.3.1. 条形码技术条形码是由一组宽度不同、反射率不同的条和空按规定的编码规则组合起来的，用以表示一组数据和符号，是一种信息记录形式，是由美国人乔伍德兰德(JoeWoodland)和贝尼西尔弗(Beny Silver)共同创造发明的，于1949年获得美国专利权。具体来说条形码是一种可印制的机器语言，它采用二进制数的概念，经l和0表示编码的特定组合单元。直观看来，常用的条形码是由一组字符组成，如数字09，字母AE或一些专用符号。根据不同的规定的编码规则所提出的条形码编号方案，多达四十余种，目前应用最为广泛的有：交叉二五码、三九码、UPC码、EAN码、128码等。近年来又出现了按矩阵方式或 堆栈方式排列信息的二维条形码。若从印制条形码的材料、颜色分类，可分黑白条形码、彩色条形码、发光条形码和磁性条形码等。条形码技术属于自动识别范畴，是研究如何把计算机所需要的数据用一种条形码来表示，以及如何将条形码表示的数据转变为计算机可以自动采集的数据。它是随着电子技术的进步，尤其是计算机技术在现代化生产和管理领域中的广泛应用面发展起来的一门实用的数据输入技术，涉及编码技术、光传感技术、条形码印刷技术以及计算机识别应用技术。条形码技术具有成本低、准确性高、错误率低、识别速度快、保密性强和使用方便等特点，因此在图书馆管理领域中得到了广泛应用，包括图书条码、期刊条码、音像制品条码和电子出版物条码，期刊的前缀码是977，图书、音像制品和电子出版物的前缀码是978。出版物条码有ISSN、ISBN。通常用计算机、激光打印机配合条形码软件制作条形码，采用光笔式扫描器、卡式扫描器、激光枪式扫描器以及CCD扫描器等来阅读器条形信息。1.3.2. 中国图书馆图书分类法中国图书馆图书分类法简称中图法，是国内目前正在使用的图书分类法。中图法主要由分类表和标识符构成。(1)分类表的结构组成分类表的结构组成是：基本部类、大类、简表和详表。基本部类包括五大类：毛泽东思想、马克思主义、列宁主义、哲学、社会科学、自然科学及综合性图书。基本部类下分为22个大类，它识符和类名为：A马克思主义、列宁主义、毛泽东思想；B哲学；C社会科学总论；D政治、法律；E军事；F经济；G文化、科学、教育、体育；H语言、文字；I文学；J艺术；K历史、地理；N自然科学总论；O数理科学和化学；P天文学、地球科学；Q生物科学：R医药、卫生；S农业科学；T工业技术；U交通运输；V航空、航天；X环境科学；Z综合性图书。22个大类下细分构成简表，简表细分又构成详表。例如，G大类加一阿拉伯数字构成简表分为：GO(文化理论)、G1(世界各国文化教育事业现状)、G2(信息与知识传播)、G3(科学、科学研究)、G4(教育)、G5(世界各国教育事业)、G6(各级教育)、G7(各类教育)、G8(体育)。每一类下还有细分，如G4(教育)下又分为：G44(教育学)，G41(思想政治教育、德育)等等，每一类下又有细分。如G6(各级教育)下细分为：G61(学前教育、幼儿教育)、G62(初等教育)、G63(中等教育)、G64(高等教育)、G65(师范教育)。每一类下又细分，如此类推。(2)标识符号中图法采用汉语拼音字母与阿拉伯数字相结合的混合制号码。例如： 朱门分类号为12465，数据库系统概论分类号为TP31 113。在图书馆的实际工作中，为了便于排架，一般还需要依据书名或作者或其它(如流水号)另增加一个号码，通常采用作者的四角号码，形成“分类号四角号码”的形式。这一符号形式，通常作为图书馆排架管理和读者检索图书的途径。1.4. 软件开发相关技术与理论1.4.1. 数据库技术J.Martin 给数据库下了一个比较完整的定义：数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索 原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。当某个系统中存在结构上完全分开的若干个数据库时，则该系统包含一个“数据库集合”。数据库技术产生于20世纪60年代末70年代初，是研究、管理和应用数据库的一门软件科学，是信息系统的一个核心技术，研究如何组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法，并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。图书馆信息管理系统的目标是：图书馆管理、信息检索、图书借阅等操作的自动化；图书信息网络化、数字化。这需要具备图书馆所有业务数据的输入与输出功能，实现流通环节的自动化；需要具备数据存储与传输功能，实现图书馆所有业务数据安全存储和传输的自动化，实现数据管理的高度集中与共享；需要具备数据处理功能，能够对图书馆所有业务数据进行处理，显现统计报表的自动化。因此数据库技术是图书馆管理自动化系统的一项支撑技术，在系统的建设中占有重要的地位，在很大程度上决定了系统的成功与否。1.4.2. 软件生命周期同任何事物一样，一个软件产品或软件系统也要经历孕育、诞生、成长、成熟、衰亡等阶段，一般称为软件生命周期(SDLC，Systems Development Life Cycle,SDLC)，是软件的产生直到报废的生命周期。把整个软件生存周期划分为若干阶段，使得每个阶段有明确的任务，使规模大，结构复杂和管理复杂的软件开发变的容易控制和管理。通常，软件生存周期包括可行性分析与开发项计划、需求分析、设计（概要设计和详细设计）、编码、测试、维护等活动，可以将这些活动以适当的方式分配到不同的阶段去完成。这是是软件工程中的一种思想原则，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。虽然各种软件系统实现的任务和功能不同，但是其开发过程基本一致。如表11所示。图 六个阶段的软件生命周期示意图1.4.3. 生命周期模型从概念提出的那一刻开始，软件产品就进入了软件生命周期。在经历需求、分析、设计、实现、部署后，软件将被使用并进入维护阶段，直到最后由于缺少维护费用而逐渐消亡。这样的一个过程，称为生命周期模型（Life Cycle Model），也叫做软件过程模型。 软件生命周期模型的发展实际上是体现的是软件工程理论的发展。在最早的时候，软件的生命周期处于无序、混乱的情况，为了能够控制软件的开发过程，就把软件开发严格的区分为多个不同的阶段，并在阶段间加以严格的审查，这就是瀑布模型产生的起因。瀑布模型体现了人们对软件过程的一个希望：严格控制、确保质量。可惜现实往往是残酷的，因为软件过程的可预测性查，瀑布模型根本达不到这个过高的要求，。反而导致了其它的负面影响，例如大量的文档、繁琐的审批。因此人们就开始尝试着用其它的方法来改进或替代瀑布方法，例如把过程细分来增加过程的可预测性。典型的几种生命周期模型包括瀑布模型、快速原型模型、迭代模型、螺旋模型。瀑布模型首先由Royce提出，该模型由于酷似瀑布闻名。在该模型中，首先确定需求，并接受客户和SQA小组的验证；然后拟定规格说明，通过验证后，进入计划阶段。在瀑布模型中至关重要的一点是只有当上一个阶段的文档已经编制好并获得SQA小组的认可后，才可以进入下一个阶段。理论上瀑布模型通过强制性的要求提供规约文档来确保每个阶 段都能很好的完成任务，但是实际上往往难以办到，因为整个模型几乎都是以文档驱动的，这对于非专业的用户来说是难以阅读和理解的，很多的问题在最后才会暴露出来，为了解决这些问题的风险是巨大的，因此瀑布模型在过程能力上有天生的缺陷。迭代式模型迭代式模型是RUP（Rational Unified Process，统一软件开发过程，统一软件过程) 推荐的周期模型，在RUP中，迭代被定义为：包括产生产品发布（稳定、可执行的产品版本）的全部开发活动和要使用该发布所必需的所有其它外围元素。所以在某种程度上，开发迭代是一次完整地经过所有工作流程的过程：至少包括需求工作流程、分析设计工作流程、实施工 作流程和测试工作流程。实质上它类似小型的瀑布式项目。RUP认为，所有的阶段（需求及其它）都可以细分为迭代。每一次的迭代都会产生一个可以发布的产品，这个产品是最终产品的一个子集。迭代和瀑布的最大的差别就在于风险的暴露时间上，相对于瀑布模型，迭代模型能在生命周期中尽早发现和避免风险，每次迭代完成时都会生成一个经过测试的可执行文件，这样就可以核实是否已经降低了目标风险。图 迭代模型示意图速原型模型快速原型（Rapid Prototype）模型在功能上等价于产品的一个子集，模型和实用还是有很大的区别的。瀑布模型的缺点就在于不够直观，快速原型法就解决了这个问题。一般来说，根据客户的需要在很短的时间内解决用户最迫切需要，完成一个可以演示的产品，这个产品只是实现部分的功能（最重要的）。它最重要的目的是为了确定用户的真正需求。这种方法非常的有效，能够准确、快速地得到用户的需求，然后原型将被抛弃。因为原型开发的速度很快，设计方面是几乎没有考虑的，如果保留原型的话，在随后的开发中会为此付出极大的代价。至于保留原型方面，也是有一种叫做增量模型是这么做的，但这种模型并不为大家所接受。 螺旋模型1988年，Barry Boehm正式发表了软件系统开发的螺旋模型（Spiral Model），它将瀑布模型和快速原型模型结合起来，强调了其它模型所忽视的风险分析，特别适合于大型复杂的系统。螺旋模型沿着螺线进行若干次迭代，图中四个象限代表了以下活动：螺旋模型采用一种周期性的方法来进行系统开发，该模型是快速原型法，以进化的开发方式为中心，在每个项目阶段使用瀑布模型法。螺旋模型基本做法是在瀑布模型的每一个开发阶段前引入一个非常严格的风险识别、风险分析和风险控制，它把软件项目分解成一个个小项目每个小项目都标识一个或多个主要风险，直到所有的主要风险因素都被确定。这种模型的每一个周期都包括需求定义、风险分析、工程实现和评审4个阶段，由这4个阶段进行迭代。软件开发过程每迭代一次，软件开发又前进一个层次。采用螺旋模型的软件过程如下图所示: 螺旋模型强调风险分析，使得开发人员和用户对每个演化层出现的风险有所了解，继而做出应有的反应，因此特别适用于庞大、复杂并具有高风险的系统。对于这些 系统，风险是软件开发不可忽视且潜在的不利因素，它可能在不同程度上损害软件开发过程，影响软件产品的质量。减小软件风险的目标是在造成危害之前，及时对 风险进行识别及分析，决定采取何种对策，进而消除或减少风险的损害。1.4.4. 开发方法采用合适的软件过程模型，应用合适的开发方法才能开发出满足需求的信息系统。管理信息系统的开发方法主要有生命周期法、原型法、结构化方法、面向对象法和计算机辅助软件工程方法等。(1)生命周期法生命周期法(Life Circle Approach，LCA)是将软件工程和系统工程的理论与方法引入管理信息系统的研制开发中，将系统的整个生存期视为一个生命周期，并将整个生存期严格划分为若干阶段，明确每一阶段的任务、原则、方法、工具以及生成的文档资料，分阶段、按步骤地进行系统开发工作。这种方法的主要特点是预先明确用户要求，根据需求自上至下展开设计，开发过程有明显的顺序性及阶段性，通过标准化与规范化的文档来保证各阶段的衔接性。它的不足之处主要在于系统需求难以准确确定，开发周期较长，各阶段文档审批工作困难等。(2)原型法原型法 (Prototyping)也叫渐进法(Evolutionary)、迭代法(Iterative)或者快速原型法，是在关系数据库软件、第四代软件生成工具和各种软件系统集成开发环境的基础上，逐步形成的一种系统开发方法。所谓原型反映系统的部分重要功能和特征，是指该系统早期可运行的一个版本，其主要内容包括系统的主要程序、关键数据文件、主要用户界面、主要输出信息及与其它系统的接口。原型法正是为了尽快、尽早明确用户的需求，缩短系统开发周期，降低后期风险，提高软件开发效率而提出来的。其基本思想是：首先在对用户提出的初步需求进行总结的基础上，构造一个合适的原型并运行，此后，在此原型的基础上对用户需求进行确认、修改和进一步的分析，然后不断扩充和完善系统的结构和功能，直至得到符合用户要求的软件系统为止。原型法的基本特征是：不要求系统开发之初就完全实现所有功能；依赖快速原型构造工具来生成软件原型；原型构造工具必须能够提供目标系统的动态模型；反复修改原型是必然的和不可避免的。不足之处在于，构造大型或复杂系统的原型较困难，必须依赖于强力的支撑环境，周期相对较长，对用户和开发人员要求较高。(3)结构化方法结构化系统开发方法(Structured System Analysis and Design)，出现于70年代，是最成熟的、目前应用最广泛的开发技术。结构化方法的把信息系统看作是功能模块的集合，这些功能模块通过一定的系统结构关联成为一体。因此系统分析的过程就是一个自顶向下的功能分解过程，设计过程是一个自底向上的功能模块组合过程，这样非常有利于把一个复杂的大系统分解成多个相对独立的子系统并行进行实现。该方法严格系统开发的阶段性；自顶向下的整体性开发设计与自底向上的由局部到整体的模块化设计与实施相结合；系统开发过程工程化、文档资料标准化。不足之处主要是系统开发周期过长、全面认识系统需求困难等。在某种意义上，结构化方法更多是要求开发人员从计算机的角度而不是从用户的角度来分析要实现的信息系统。 (4)面向对象的开发方法面向对象的开发方法，也叫做对象建模技术(Object Modeling Technology，OMT)，描述为：客观目标系统是由对象组成的，对象是对原事物的抽象结果；对象是由各种属性和操作方法组成的：对象之间通过消息传递机制来实现通信与交互的：对象可以按属性进行归类，类是父类与子类的层次结构，子类可以通过继承机制获得其父类的特性；封装后对象在系统开发中可被共享和重复引用，达到重用的目的。面向对象的系统开发过程一般划分为四个阶段：系统分析阶段(OOA)：识别问题域中的对象实体，以及不同对象之间的关系，确定对象的属性和方法，利用属性表示对象及其关系，并按照属性变化来定义对象及其关系的处理流程。系统设计阶段(OOD)：对系统分析结果做进一步抽象、归类、整理，以范式(物理模型)形式进行表示；系统实现阶段(OOP)：利用面向对象的程序设计语言编写程序；系统测试阶段(OOT)：采用面向对象的技术进行软件测试。面向对象的开发方法更符合人类的思维习惯，有利于系统开发过程中目标用户与开发人员的交流和沟通，软件的一致性、模块的独立性以及可重用性得到大大提高，能够缩短开发周期，降低开发风险，提高系统开发的正确性和效率。(5)计算机辅助软件开发计算机辅助软件工程(Computer Aided Software Engineering，CASE)是一种崭新的软件系统开发方法，是在计算机软硬件技术充分发展的基础上形成的。其基本思想为：通过应用各种具体的系统开发方法完成对目标系统的规划和详细调查后，如果目标系统开发过程中的每一步均相对独立，且在一定程度上彼此相对应，则就可以应用专门的软件开发工具和集成开发环境(CASE工具、CASE系统、CASE工具箱和CASE工作台等)来实现整个系统的开发。在实际开发一个系统时，必须根据所采用的开发方法，选择合适的CASE工具和环境来实施。还可以作为一种辅助性的开发方法，完成系统开发过程中的具体的、标准化的工作，如图表、程序的生成。CASE软件环境的使用改变了系统开发中的思维方式、工作流程和实现方法，与其它方法存在很大差别，因而可以称为一种方法论。(6)组合开发方法单独一种方法都不是万能的，因此在实际的开发工作中，往往组合使用多种开发方法。常见的组合形式有：结构化系统开发方法与原型法组合；结构化系统开发方法与面向对象方法组合；结构化方法与CASE方法的组合；原型法与面向对象方法的组合；原型法与生命周期法相组合；原型法与CASE方法的组合等。根据本系统的要求和特点，在开发过程中采用自上而下的开发策略，瀑布模型结合结构化系统开发方法。14本文工作本文利用图书馆学相关知识，针对中小型图书馆实际业务流程和实际需求，开发中小型图书馆信息管理系统。在对中小型图书馆利用计算机管理系统的现状进行调查的基础上，对图书馆各部门各模块进行功能分析，对比并采用合适的计算机编程语言及数据库平台，实现图书馆的采访、流通、典藏、期刊和阅览等各领域信息管理的自动化、信息化。系统采用BrowserWebserverDBServer三层和ClientServer双层体系结构相结合的体系架构，适应Intenet环境。后台选用关系数据库SQL Server 2000作为系统平台，前端采用Delphi6.0 作为开发工具，用WindowsXP或Windows2000作为操作平台。系统主要功能如下：(1)采访业务流程中的订购、验收、清库与统计功能；(2)编目业务流程中的数据加工与著录；(3)流通业务流程中的图书借还、赔失、超期罚款、查询等；(4)对读者、馆藏、借还等各项工作业务量的统计；(5)阅览、期刊、读者等管理。2. 系统需求分析2.1. 需求分析概述开发软件系统最为困难的部分就是要准确说明开发什么。最为困难的概念性工作便是要编写出详细的技术需求，这包括所有面向用户、面向机器和其它软件系统的接口。如果做错，这将是会最终给系统带来极大损害的一部分，并且以后再对它进行修改也极为困难。软件需求分析就是把软件计划期间建立的软件可行性分析求精和细化，分析各种可能的解法，并且分配给各个软件元素。需求分析是软件定义阶段中的最后一步，是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。进行需求分析时，应注意一切信息与需求都是站在用户的角度上。尽量避免分析员的主观想象，并尽量将分析进度提交给用户。在不进行直接指导的前提下，让用户进行检查与评价。从而达到需求分析的准确性。分析员通过需求分析，逐步细化对软件的要求，描述软件要处理的数据域，并给软件开发提供一种可转化为数据设计、结构设计和过程设计的数据和功能表示。在软件完成后，制定的软件规格说明还要为评价软件质量提供依据。软件需求包括三个不同的层次：业务需求、用户需求和功能需求（也包括非功能需求）：1业务需求（business requirement）反映了组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求，它们在项目视图与范围文档中予以说明。 2用户需求(user requirement) 文档描述了用户使用产品必须要完成的任务，这在使用实例（use case）文档或方案脚本说明中予以说明。 3功能需求(functional requirement)定义了开发人员必须实现的软件功能，使得用户能完成他们的任务，从而满足了业务需求；4非功能需求(none-functional requirement)描述了系统展现给用户的行为和执行的操作等，包括产品必须遵从的标准、规范和合约；外部界面的具体细节；性能要求；设计或实现的约束条件及质量属性。所谓约束是指对开发人员在软件产品设计和构造上的限制。质量属性是通过多种角度对产品的特点进行描述，从而反映产品功能。多角度描述产品对用户和开发人员都极为重要。2.2. 图书馆管理系统总体需求目前我国中小型图书馆仍以纸质文献居多，手工操作极大的阻碍了图书馆图书资源的充分利用，为实现图书馆科学化管理、资源共享、提高图书馆服务质量，需要通过对图书馆业务流程进行重组和优化，在此基础上进行图书馆信息系统的设计。根据对我国中小型图书馆管理工作和业务流程的初步分析，图书馆管理信息系统应该覆盖采编部、流通部、信息咨询部、期刊部以及办公室等职能部门的需要。图书馆管理信息系统不仅要利用计算机进行文献管理，还要借助管理信息系统的理念、方法来提升图书馆管理水平和服务质量。因此图书馆管理系统应具有读者信息和文献数据信息的输入、输出、增改和删除等功能。新购文献由采编部负责加工录入，形成数目信息添加到中央数据库。新增读者数据由办公室部门负责录入并形成读者库，该库中记录随着读者单位、职别等情况变动而修改。读者注销、读者挂失信息也由办公室负责相应操作。读者借阅图书/期刊信息在流通部和期刊部办理相关手续，读者超期罚款信息由这两个部门开具罚单并反馈到读者超期记录中。图书损坏信息反馈到图书赔失记录表中，该表信息不能删除和更高仅供查询和统计用，同时反映在中央数据库中。2.3. 业务需求分析2.3.1. 组织结构图书馆采取馆长负责制，馆长(含副馆长)下设部，每部设部主任一名。其一般组织结构如图21所示：(1) 采访部：负责图书馆图书的订购、验收、催收，财产和经费管理，以及与编目部交接等业务工作，具体如下表：序号业务名称业务说明联系部门1图书订购图书订单的录入、修改、编辑和打印，图书征订表等2图书验收开包验收新到图书，复核到馆图书的种数、册数，并转入新书登记库，为图书编目做准备3图书催收查询及催促由于出版商或发行商的原因，超过一定时间(可设定)仍未到馆的征订图书4财产和经费管理对购入图书所进行记账管理以便为图书馆财产和经费核实提供依据(总括登记)5与编目部交接将经过验收后的新图书及新书登记库移交编目部编目部(2) 编目部：编目部主要完成馆藏图书信息的加工、整理和输出，以加快图书的流通，具体如下表：序号业务名称业务说明联系部门1馆藏图书信息加工按照一定的规范和标准，对新购图书或馆藏图书(回溯建库)进行分类、编目(可以套录外来数据库)，形成书目记录并最终移交中央书目库2馆藏图书信息整理打印图书卡片、书标、书本式目录和新书通报3馆藏图书信息输出为图书上添加分类号(索书号)、打印馆藏号(登录号)、粘贴书标等，使新书成为馆藏图书并移交典藏室典藏室4其它完成各类分类编目统计(3) 典藏室：主要任务是分配与调整馆藏图书，职能相对比较简单，但同时与编目、流通、阅览、统计等部门相关联。主要业务为：接收编目加工完成的数据，对此进行验收和分配，使馆藏图书能够合理地分配到全馆的各个书库、阅览室，供读者借阅；根据需要对典藏图书进行调整，为图书注销、剔除作好相应记录；(4) 流通(阅览)部：直接面对读者，负责将典藏室移交来的图书上架、整理，负责图书查询与检索，以及图书出纳管理、馆际互借等。主要业务包括：图书查询与检索，提供图书流通情况及借出图书分布情况，方便读者按指定条件检索所需要的图书文献、及该文献的馆藏信息和借阅情况；出纳管理，为读者办理借还书登记，包括借阅(续借)、归还、赔失和开具超期通知单等；馆际互借是为了高校图书馆之间的资源共享而设计的，可以完成不同图书馆之间的馆际互借与信息检索；最后还负责印发图书催还通知单、图书流通书目统计及图书流通分类统计等各种统计。(5) 期刊部：负责对图书馆连续出版物的采编、检索和借阅等业务。包括期刊征订、新刊验收、期刊分类编目及加工、期刊上架和期刊流通等。(6) 办证室：负责图书馆读者管理工作，包括读者记录的增加、删除、注销、修改，读者借阅证(卡)的制作、办理、挂失与补办，读者借阅记录查询，读者离校手续办理，读者信息统计等；(7) 咨询部：负责接受读者对有关图书馆功能使用的咨询解答、新读者图书情报检索知识培训与开展图书馆其它服务等。(8) 办公室：负责图书馆日常行政事务工作，包括草拟一般性文稿，文件收发、立卷归档，印章和介绍信管理，办公用品的采购与维护，馆内基本人事信息管理，财务汇总等，监控馆内各业务单位的工作情况(工作量等)，以及与本馆馆藏有关的情况，为上级管理者提供图书馆人事、设备和财务汇总等方面的信息。2.3.2. 系统详细分析(1)组织业务流程分析组织结构图只能反映图书馆内部的上下级关系，难以表述内部各部门之间的关系，特别是难以表述各部门的主要业务职能和他们的业务过程中所承担的工作。因此需要对系统业务功能和流程进行分析，以支持下一步的分析与设计工作，业务流程图是分析业务功能流程的重要工具，它是一种描述系统内各单位、人员之间业务关系、作业顺序和管理信息流向的图表。图22至图24是图书馆几种主要业务工作的业务流程图。(2)组织需求分析根据图书馆管理工作与业务工作的需要，图书馆管理信息系统的功能应覆盖采访部、编目部、流通(阅览)部、期刊部、办证室和办公室等所有职能部门。自动化信息管理系统不仅是传统管理手段的计算机化，更重要的是要采用管理信息系统的新理念、新方法来提升图书馆管理水平和服务质量。因此自动化管理信息系统应具有图书/期刊数据和读者数据信息的输入、输出、修改和删除等功能。新购图书/期刊数据信息由采访部、编目部负责录入，形成书目记录(中央数据库)后该记录中的数据一般不再更改。新到读者数据由办证室负责录入形成读者记录(库)，该类数据随着读者单位、职别等情况的变动而更新，作为读者增删的原始记录；读者注销、读者挂失等信息录入或操作均由办证室负责，先进入注销(挂失)读者记录表中，然后在读者记录库中进行相应操作。读者借阅图书/期刊由流通(阅览)部/期刊部负责办理，并记录到读者借阅档案中，作为历史记录存储，不再发生变化。读者超期罚款由流通(阅览)部期刊部开具罚款通知单，在读者到财务室缴纳罚款后反馈到读者超期记录表中，该表随情况而变化。图书赔失由流通(阅览)部/期刊部开具赔失通知单，在读者到财务室缴纳罚款后反馈到图书赔失记录表中，作为历史记录不再发生变化，仅供查询和统计用，同时反映到书目记录(中央数据库)中。2.3.3. 数据流分析数据流分析是把数据在组织内部各环节的流动情况抽象地独立出来，舍去了其具体组织机构、信息载体、处理工具、物资或材料等，单从数据流动过程来分析实际业务的数据处理模式。通常数据流程分析通过数据流程图来实现。经过详细调查和分析，得到了图书馆自动化信息管理系统的数据流程图，如图25所示。2.4. 用户需求分析2.4.1. 用户需求分析概述用户需求(user requirement) 文档描述了用户使用产品必须要完成的任务，这在使用实例（use case）文档或方案脚本说明中予以说明。在系统设计之前和设计、开发过程中对用户需求所作的调查与分析，是系统设计、系统完善和系统维护的依据。当完成需求的定义及分析后，需要将此过程书面化，要遵循既定的规范将需求形成书面的文档，我们通常称之为需求分析说明书，邀请同行专家和用户（包括客户和最终用户）一起评审需求规格说明书，尽最大努力使需求规格说明书能够正确无误地反映用户的真实意愿。需求评审之后，开发方和客户方的责任人对需求规格说明书作书面承诺。2.4.2. 用户识别在前面的业务需求分析中，图书馆自动化信息管理系统是要满足两类需求：管理工作与业务工作的需求，因此用户也分为两类：管理用户和业务用户。管理用户也叫做直接用户，即系统管理功能的直接使用者，为图书馆组织中各职能部门的人员，包括业务用户为系统的服务对象，即读者。2.4.3. 用户任务分析用户任务分析见下表所示：2.5. 功能需求分析功能需求(functional requirement)定义了开发人员必须实现的软件功能，使得用户能完成他们的任务，从而满足了业务需求。3. 系统总体设计3.1. 系统设计概述系统设计(System Designs)是管理信息系统开发的核心，主要任务是把系统分析阶段完成的逻辑模型转化为系统的物理模型，即按照系统分析说明书中的系统逻辑模型，考虑各种设计约束条件，综合应用一切可用的技术手段和方法，进行系统的具体设计，确定具体实施方案，实现系统各种功能。系统设计主要包括总体结构设计和具体物理模型设计。总体结构设计是指在系统分析的基础上，对整个系统功能进行规划和划分，确定系统模块组成及模块之间的相关关系；对于管理信息系统来说，必须要完成实体联系图。具体物理模型设计是设计软件系统的体系架构、层次结构、功能模块，并选择具体的开发语言、开发工具、运行平台和具体硬件设备等。其它设计主要是完成系统设计的优劣决定了整个系统设计的质量和所获得的经济效益。在系统设计中应遵循简单性、灵活性、系统性、可靠性和经济性等基本原则。3.2. 系统模块设计本系统采用SD方法进行设计。根据结构化设计方法的基本思想，自顶向下地将中小型图书馆自动化管理信息系统分解成若干具有层次性的模块，根据前面的需求分析和中小型图书馆的工作实际需要，本系统主要分为采访、编目、典藏、读者、阅览、期刊、流通、办公、统计和系统等10个模块5字母，每个模块的字母缩写为汉语拼音的。具体如下图31所示，每个模块的功能如下表所示：序号模块名称模块功能描述1采访模块CF完成图书的订购、验收、清库和统计在订购图书时采访人员根据图书征订目录进行查重，确定不重复时，根据实际情况填写图书采购日志并验收图书预订单和打印采购清单。2编目模块BM数据加工、产品输出和移交典藏(即三个子模块)在数据加工中对图书数据可以直接录入，也可套录数据，可以下载数据及对图书数据进行。然后制作目录卡片及标签，并进行新书通报以及形成财产报表3典藏模块DC典藏管理、馆藏查询和增加数据到中央库典藏管理中需进行典藏验收，馆藏修改以及批量验收4读者模块DZ读者数据信息的录入、编辑和查询完成读者数据信息的增加、删除、信息修改，以及信息查询等操作5流通模块LT完成图书在各流通环节的信息管理包括借阅、归还、赔失、超期、查询和默认还书期限，查询模块中读者可以进行图书分布查询、图书预约、个人借阅查询以及借还书目浏览等操作6阅览模块YL提供读者借阅服务借阅、归还、赔失、超期和查询7期刊模块QK完成期刊的相关管理操作包括MARC要览、中图法要览、主要完成对期刊的采访、编目、典藏和查询8办公模块BG完成图书馆办公相关的查询与信息处理图书馆对人员、设备、经费的管理以及图书馆工作量的查询和对读者信息的处理9统计模块TJ完成各类信息的统计与报表输出完成图书馆中读者统计、馆藏统计、借还统计、阅览人次统计、借阅频次统计和罚款统计10系统模块XT管理信息系统的相关操作与维护对系统用户进行权限管理、数据备份与恢复、修改密码以及工作量查询3.3. 概念结构设计在需求分析阶段，数据库设计人员要充分调查并描述了用户的所有应用需求，并将这些现实世界的具体应用需求抽象为信息世界的逻辑结构，这样才能更好的、更准确的来实现这些需求。我们将需求分析阶段得到的现实世界的用户需求抽象为信息结构，即概念模型的过程叫做概念结构设计。概念结构设计独立与数据库的逻辑结构设计，也独立于支持数据库的DBMS，它是现实世界与信息世界的桥梁，它一方面要能够充分反映现实世界，包括实体和实体之间的联系，同时又要易于向关系数据模型转换，因此它是现实世界的一个真实模型，易于理解，支持与不熟悉计算机的用户交换意见，使用户易于参与。当现实世界需求改变时，概念结构又能够快速、方便地做相应调整。因此概念结构设计是整个管理信息系统设计的关键所在。通常设计概念结构有四种方法：自顶向下、自底向上、逐步扩张和混合策略。其中最常用的是自底向上方法，即首先自顶向下地进行需求分析，然后再自底向上地进行概念结构设计。但无论采用哪一种设计方法，一般都使用E.R模型来描述概念结构。3.3.1. 实体联系(ER)图概述模型是对现实世界目标对象的抽象。在数据库设计中，一般用模型的概念描述数据库的结构与语义，对现实世界进行抽象，表示实体类型及实体间联系的模型称为“数据模型。在数据模型中，“概念数据模型”是一种独立于计算机系统的模型，完全不涉及信息在最终系统中的表示，只是用来描述用户所关心的信息结构。概念数据模型用于建立信息世界的数据模型，强调其语义表达功能，要求概念简单、清晰、易于用户理解，它是对现实世界的第一层抽象，以支持用户和数据库设计人员之间的沟通交流，支持对用户需求的确认。“实体-联系模型”(简称ER模型)就是最常用的“数据模型”。另一种数据模型则是直接面向数据库逻辑结构的，它是对现实世界的第二层抽象，这类模型涉及到计算机系统和信息管理系统，又称为“结构数据模型。例如，层次、网状、关系和面向对象模型等。这类模型均有严格的形式化定义，以便于直接在计算机系统中实现。(1)层次模型：是用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。树结点是记录数据类型，每个非根结点有且只有一个父结点。上一层记录类型和下一层记录类型的关系是1：N。在层次模型中记录之间的联系通过指针实现，查询效率较高。但层次模型有两个不足之处：一是只能表示l：N联系，虽然有多种辅助手段实现了M：N的关系，但都较复杂、不易掌握；二是由于树型结构层次顺序的严格性，造成数据查询和更新操作复杂，使得程序编写也很复杂。(2)网状模型：是用有向图表示实体类型及实体间联系的数据模型。有向图中的结点是记录类型，有向边表示从箭尾一端记录类型到箭头一端记录类型间的联系是l：N的联系。网状模型的特点是记录之间的联系通过指针实现，M：N联系比较容易实现(每个M：N联系可拆成两个l：N联系)，且查询效率较高。网状模型的缺点是程序编写复杂，程序员必须熟悉数据库的逻辑结构。网状模型有许多成功的产品，20世纪70年代的产品大部分是网状系统。由于层次系统和网状系统的应用程序编制均比较复杂，因此，从20世纪80年代中期起，其市场己被关系模型系统取代，但是使用这两种模型建立起的许多数据库系统仍在使用，有的只是在外层加了个关系型数据库语言的接口。(3)关系模型：关系模型采用二维表格结构表达实体集，用外键表示实体间的联系。关系模型是由若干个关系模式组成的集合。关系模式等同于前面的记录类型，它的实例称为关系，每个关系实际上就是一张二维表格。关系模型和层次、网状模型的最大区别是用关键码而不是用指针导航数据，表格简单、用户易懂，编程时并不涉及具体的存储结构和访问技术等细节。关系模型已是一个成熟的有前途的模型，在20世纪80年代初才形成了关系模型产品，但很快得到广泛的应用和普及，并最终取代了层次、网状数据库产品。现在市场上流行的关系型DBMS产品有DB2、ORACLE、SYBASE、SQL Server以及近年来流行mySQL等。关系模型把表格看成一个集合，因此能够将集合论、数理