数据库系统分析与设计课程设计报告.doc

课程设计 论文 课程设计 论文 课程名称 数据库系统分析与设计 题 目 城南客运站汽车管理系统 数据库设计与实现 院 系 管理学院 专业班级 信息管理与信息系统 姓 名 学 号 指导教师 张新生 2012 年 12 月 4 日 西安建筑科技大学西安建筑科技大学课程设计 论文 任务书课程设计 论文 任务书 专业班级 信管1001 学生姓名 指导教师 签名 一 课程设计 论文 题目一 课程设计 论文 题目 城南客运站汽车信息管理系统数据库设计与实现 二 本次课程设计 论文 应达到的目的二 本次课程设计 论文 应达到的目的 数据库系统分析与设计课程设计是信息管理与信息系统专业集中实践 性环节之一 是学习完 数据库数据库系统原理及技术 及 数据库系统 分析与设计 课程后进行的一次全面的综合练习 其目的在与加深对数据 库基础理论和基本知识的理解 掌握借助PowerDesigner开发和设计一个 小型数据库系统时设计数据库系统模型的基本方法 提高运用数据库解决 实际问题的能力 三 本次课程设计 论文 任务的主要内容和要求 包括原始数据 技三 本次课程设计 论文 任务的主要内容和要求 包括原始数据 技 术参数 设计要求等 术参数 设计要求等 要求学生能独立完成一个数据库模型的设计与实现 包括 1 数据库系统需求分析 2 数据库概念模型设计 3 数据库逻辑模型设计 4 数据库物理模型的实现 5 完成不少于6000字的课程设计报告撰写 四 应收集的资料及主要参考文献 四 应收集的资料及主要参考文献 1 王珊 萨师煊 数据库系统概论 第4版 北京 高教出版社 2006年5月 2 赵韶平等 PowerDesigner系统分析与建模 第2版 北京 清华大学出版社 2010 3 Data Modeling and Relational Database Design Oracle Inc 2001 五 审核批准意见五 审核批准意见 教研室主任 签字 教研室主任 签字 设计总说明 随着时代的进步 社会的发展 人们的生活形式与习惯也越来越多 样化 出行成为了人们生活中的一个重要组成部分 而汽车成为许多人 出行选择的交通工具 面对巨大数量的乘客的购票乘车需要 汽车站就 要选择使用先进的管理方法来实现方便 快捷的售票 准确的查询 有 效的汽车管理 城南客运站汽车信息管理系统是模拟西安城南客运站票务系统的一 部分 城南客运站汽车信息管理系统数据库设计与实现 首先对客运站 的业务进行需求调查和分析 并根据调查和分析结果画出城南客运站汽 车管理信息系统的业务流程图和数据流程图 在业务流程图的基础之上 利用 PowerDesigner 创建该业务的数据库概念模型 CDM 模型 然后 检查 CDM 的正确性 在 CDM 模型正确后将 CDM 模型转换为数据库逻 辑模型 LDM 模型 然后生成数据库物理模型 PDM 模型 然后将 PDM 模型生成所需的数据库 关键字 PowerDesigner 城南客运站汽车信息管理系统 概念数据 模型 逻辑数据模型 物理数据模型 第 0 页 共 35 页 目 录 1 绪论绪论 1 1 1 系统简介 1 1 2 设计目的 1 1 3 设计内容 1 2 需求分析需求分析 3 2 1 需求分析的任务 3 2 2 系统数据流程分析 3 2 3 数据字典 3 3 概念模型设计概念模型设计 6 3 1 概念模型设计的方法和步骤 6 3 2 系统概念模型 6 4 逻辑模型设计逻辑模型设计 14 4 1 逻辑模型设计的方法 16 4 2 逻辑模型实现 16 4 3 数据完整性约束定义 17 5 物理数据库模型设计与实现物理数据库模型设计与实现 18 5 1 物理数据库模型的图示 18 5 2 物理数据库模型的详细表示 18 5 3 物理数据库模型的实现 21 总结总结 27 参考文献参考文献 28 第 0 页 共 35 页 1 绪论 1 1 系统简介 随着计算机的普及 信息处理量的逐渐扩大 手工处理方式远远不能满 足人们管理活动的需要 各种工作都逐渐由手工转为自动化 使许多复杂 繁琐 且需要很多人力的工作变得简单 汽车站每天产生售票 乘客查询 汽车管理等行为 数量多使得汽车站汽车管理的数据量大 而且速度要求要 快 传统的人力行为适应计算机应用软件的使用则能很好地满足汽车站的这 一需要 提高汽车管理人员和调度人员的工作效率 节约相关管理成本 数据库能保证数据的正确性 安全性 完整性 所以各种软件离不开数 据库 数据库在计算机领域中占有很大的地位 正因为数据库如此重要 所 以对设计数据库时要正确 效率高 城南客运站汽车信息管理系统的数据库 主要实现了乘客对汽车票信息的查询 售票员对车票的打印 以及对汽车班 次的管理和对所有汽车的调度 从而为客运站的整个票务系统服务 1 2 设计目的 本系统的任务目标是 实现方便 快速售票 有效的汽车管理和调度 使用户准确了解车票的票价 余票 发车时间 班次等车票信息 实现系统 的数据库 并对该数据库进行一定的维护功能 1 3 设计内容 1 对城南客运站汽车管理进行需求分析 包括数据分析 功能分析 首先对乘客 汽车 售票员 车票 路线进行数据分析 然后对乘客 售票 员进行功能分析 2 依据数据分析结果绘制系统的业务流程图和数据流程图 第 1 页 共 35 页 3 使用 PowerDesigner 对汽车管理系统建立数据库概念数据模型 CDM 模型 主要任务是建立实体 联系 定义域 业务规则以及检查 CDM 模型 的正确性 4 由系统的概念模型转换生成逻辑数据模型 LDM 模型 5 有 CDM 模型生成物理数据模型 PDM 模型 6 连接数据库 由 PDM 模型生成物理数据库 实现汽车管理系统的数 据库 第 2 页 共 35 页 2 需求分析 2 1 需求分析的任务 本系统是城南客运站汽车管理系统 此系统主要分为乘客 运输公司和 售票员三方的服务 运输公司提供路线和汽车的资料 客运站则对在本站收 发的班次和车票进行管理 而乘客能得到的服务应该有班次路线和剩余票数 的查询 通过调查 收集和分析 获得用户对城南客运站汽车管理系统数据库的 如下需求 1 信息需求 路线 出发地 目的地 出发时间 乘客 乘客姓名 乘客身份证号 乘客 ID 汽车 汽车 ID 班次 车型 座位容量 车票 票价 燃油费 站务费 总计 余票量 班次 目的地 售票员 工号 姓名 窗口号 2 处理要求 乘客 可以购票 查询余票信息 查询所的乘汽车信息 售票员 可以查询车票信息 打印车票 汽车 司机 查询班次 查询路线 2 2 系统数据流程分析 1 基本业务调查 此次设计通过网络检索的方法 对所设计系统的业务进行调查 明确其 业务流程图 如图 2 1 第 3 页 共 35 页 图 2 1 汽车管理系统业务流程图 2 数据流程图 根据调查结果和业务流程图 给出系统业务数据流程图 如下图 顶层数据流程图 图 2 2 顶层数据流程图 第一层数据流程图 图 2 3 第一层数据流程图 2 3 数据字典 在数据流程图中 数据信息和处理过程如下所示 1 数据流定义 可以通过表格的形式给出数据流程图的主要数据流 如表 2 1 所示 第 4 页 共 35 页 表 2 1 汽车管理系统主要数据流定义 序号名称结构定义最大数据流量 1 乘客乘客 ID 姓名 身份证号5000 次 天 2 汽车汽车 ID 车型 座位容量500 次 天 3 路线目的地 出发地 出发时间1000 次 天 4 车票车票 ID 票价 燃油费 站务费 班次5000 次 天 5 售票员售票员 ID 窗口号 姓名1000 次 天 2 数据存储定义 可以采用如下表格的形式给出系统的主要数据定义 如表 2 2 所示 表 2 2 汽车管理系统主要数据存储定义 编号名称输入输出数据量存取频度存取方式说明 D1 购票信息 乘客信息 查看票价 余票量 25000 条1000 次 天 联机处理 检索和更 新 随即 检索 车票 ID 唯一且不 为空 D2 班次信息路线信息班次 出发时间 目的地 5000 条1000 次 天联机处理 检索和更 新 随即 检索 班次唯一 不为空 3 处理过程 可以采用如下表格的形式给出系统的主要处理过程定义 如表 2 3 所示 表 2 3 汽车管理系统主要处理过程定义 序号处理过程名称输入输出处理说明 P0 汽车管理 班次信息 车票信息 汽车信息 对汽车按类编号 将汽 车编号信息化管理 统 一调度 P0 1 购票乘客信息 路线信息 车票信息对车票分类编号 索引 P1 2 汽车管理车票信息 汽车信息对汽车分类编号 索引 第 5 页 共 35 页 班次信息 第 6 页 共 35 页 3 概念模型设计 3 1 概念模型设计的方法和步骤 3 1 1 建立实体 1 打开 PowerDesigner 开发环境 选择 File New 项 在打开窗 口中选择 Conceptual Data Model 项 如图 3 1 所示 图 3 1 创建 Conceptual Data Model 2 在 Palette 工具栏中 选择 Entity 实体图标 在屏幕任意位置 单击左键 则一个实体放置在模型窗口上 然后在窗口空白处单击右 键 鼠标恢复箭头形状 3 双击实体图形符号打开 Entity Properties 实体属性 窗口 第 7 页 共 35 页 定义实体的属性 如图 3 2 所示 图 3 2 实体属性窗口 4 实体属性定义完毕后单击 确定 按钮 返回 CDM 主窗口 实体的图形如图 3 3 所示 图 3 3 车票实体的图形符号 5 重复上述 2 4 的步骤 依次创建其他各实体 所有实 体创建完毕以后 结果如图 3 4 所示 第 8 页 共 35 页 图 3 4 所有实体符号图 3 1 2 建立联系 实体创建完毕以后 就可以在实体之间建立联系 建立联系的过 程如下 1 在 Palette 工具栏中选择 Relationship 图标 在有联系的两个实 体中的一个实体图形符号上单击左键 拖动鼠标至另外一个实体 释 放鼠标就可在两个实体之间建立联系 2 选中联系的图形符号 双击打开联系属性定义窗口 其中 General 页的内容如图 3 5 所示 3 在 Cardinalities 页中填写联系的细节信息 如图 3 6 所示 4 定义完毕后 单击 确定 返回 CDM 主窗口 5 重复上述 2 4 步骤 建立其他所有实体之间的联系 第 9 页 共 35 页 图 3 5 General 选项卡 图 3 6 Cardinalities 选项卡 6 所有实体联系创建完毕以后 即生成了汽车管理系统的 CDM 模型 如图 3 7 所示 图 3 7 城南客运站汽车管理系统 CDM 模型 第 10 页 共 35 页 3 1 3 定义域 在城南客运站汽车信息管理系统中 实体车票中的 票价 燃 油费 站务费 合计 等属性都是数值型数据 数据类型和宽度 都相同 所以可以先在模型定义一个公用的域 然后将域连接到各个 属性 1 选择 Model Domains 菜单项 打开 List of Domains 在其中 新增一个域 如图 3 8 所示 图 3 8 域列表窗口 2 定义完毕以后 单击 确定 按钮 返回 CDM 模型 3 双击要引用的域的实体图形符号 打开实体定义窗口 选择 Attributes 页 增加一个属性 但不要定义数据类型 只需在 Domain 栏中单击 则显示所有预先定义好的域名 选择合适的域 然后单击 Apply 按钮 就可以看到属性的数据类型变为域的数据类型 第 11 页 共 35 页 3 1 4 定义业务规则 业务规则是信息系统所描述对象特定的数据完整性 在城南客运 站汽车信息管理系统中 需要定义以下几种业务规则 校验型 描述信息系统的数据约束 在城南客运站汽车信息 管 理系统中 发车时间必须先于到达时间 座位号必须小于座位容 量 公式型 描述信息系统的计算 在城南客运站汽车管理信息 系统中 合计等于票价 燃油费 站务费之和 余票等于座位容量减 去座位号 定义业务规则的具体过程如下 1 在 CDM 模型中选择 Model Business Rules 命令 打开 List of Business Bules 业务规则定义 窗口 如图 3 9 所示 图 3 9 List of Business Bules 窗口 2 单击 Add a Row 图标 在 Name 栏中输入名称 总计 在 Code 栏中输入 Total Sum 在 Rule Type 栏中选择业务规则的类型为 第 12 页 共 35 页 Formula 按照同样的方法添加 余票量 业务规则 3 定义完毕以后单击 Apply 按钮 选中刚才定义的业务规则 单 击 Properties 图标 打开 Business Rules Properties 窗口 选择 Expression 选项卡 在选择 Client 选项卡 表示在客户端是想的业务 规则 在其中输入计算方法 总计 票价 燃油费 站务费 如图 3 10 所示 图 3 10 合计的业务规则 4 按照同样的方法定义 余票量 的业务规则 余票量 座位容 量 座位号 如图 3 11 所示 第 13 页 共 35 页 图 3 11 余票量的业务规则 5 定义完毕后单击 确定 按钮返回 6 单击 业务规则定义 窗口的 OK 按钮 返回 CDM 模型主窗 口 7 双击 车票 实体 在 Attributes 选项卡中选择 总计 并查 看属性 在 Rules 选项卡 单击 Add Objects 图标 在 Selection 窗口 中选择新增的业务规则 总计 将新增的业务规则添加到 车票 实体中 按同样方法 将 余票量 业务规则添加到 余票 属性中 3 1 5 检查 CDM 的正确性 定义好 CDM 模型以后 利用系统自带的检查功能检查模型的错 误 为下一步的工作打下良好的基础 具体步骤如下 1 选择 Tools Check Model 命令 打开 Check Model Parameters 窗口 如图 3 12 所示 第 14 页 共 35 页 图 3 12 Check Model Parameters 窗口 2 设置检查选项后 单击 确定 按钮 开始执行检查 完毕后 弹出 Result List 窗口 如图 3 13 所示 图 3 13 Result List 窗口 第 15 页 共 35 页 3 查看结果并根据提示进行修改 直到没有错误和警告为止 3 1 6 生成 CDM 模型文档 城南客运站系统模型文档生成的具体步骤如下 1 选择 File New 菜单项 在打开的窗口选择 Multi Model Report 选项 单击 OK 按钮 打开生成模型文档设置窗口 1 单击 确定 按钮 进入模型文档设计窗口 2 在模型设计窗口可以修改报告的内容 以满足实际要求 3 修改完毕后 单击 OK 按钮返回到模型文档设计窗口 选 择窗口中的 RTF 图标 在弹出窗口中输入模型文档的文件名 单击 OK 按钮开始生成文档 然后可以利用 Word 打开文档 3 2 系统概念模型 根据系统的需求分析 得出城南客运站汽车信息管理系统数据库的概 念模型 如图 3 14 所示 第 16 页 共 35 页 图 3 14 城南客运站汽车信息管理系统 CDM 模型 第 17 页 共 35 页 4 逻辑模型设计 4 1 逻辑模型设计的方法 CDM 生成 LDM 的具体方法如下 1 打开 CDM 模型 选择 Tools Generate Logical Data Model 命令 打开 LDM Generation Options 窗口 2 选择 Detail 选项卡 进行其他选项的设置 3 选择 Selection 选项卡 可以选择 CDM 实体 4 单击按钮 确定 按钮 开始生成 LDM 4 2 逻辑模型实现 城南客运站汽车信息管理系统数据库逻辑数据模型 LDM 模型 如图 4 1 所示 图 4 1 城南客运站汽车信息管理系统数据库的 LDM 模型 第 18 页 共 35 页 4 3 数据完整性约束定义 根据上面的关系模式 数据库的完整性约束如下所示 1 实体完整性约束 城南客运站汽车信息管理系统数据库的每一个关系模式中的主码如表 4 1 所示 表 4 1 各关系模式中的主码 实体主键 路线目的地 汽车汽车 ID 乘客乘客 ID 售票员工号 车票车票 ID 2 参照完整性约束 关系模式的参照完整性如表 4 2 所示 表 4 2 关系模式的参照完整性 实体参照实体主键外键 路线汽车目的地汽车 ID 汽车车票汽车 ID目的地 车票汽车车票 ID汽车 ID 乘客车票乘客 ID车票 ID 售票员工号 第 19 页 共 35 页 5 物理数据库模型设计与实现 5 1 物理数据库模型的图示 1 打开 CDM 模型 选择 Tools Generate Physical Data Model 命令 在 PDM Generate Options 窗口 在 General 选项卡中选择生成 PDM 的方式及参 数 2 选择 Detail 选项卡 进行细节选项设置 3 选择 Selection 选项卡 选择要转换为 PDM 表的实体 4 单击 确定 按钮生成 PDM 模型 如图 5 1 所示 第 20 页 共 35 页 图 5 1 城南客运站汽车信息管理系统数据库物理数据模型 5 2 物理数据库模型的详细表示 数据项清单 如表 5 1 所示 表 5 1 数据项清单 名称代码域数据类型长度 乘客 IDpassenger IDCharacters 20 20 乘客姓名passenger nameCharacters 20 20 余票RemainTicketInteger 出发地start placeVariable characters 200 200 发车时间 start timeDate Time 合计TotalMoney 第 21 页 共 35 页 姓名WorkerNameCharacters 20 20 工号WorkerIDCharacters 20 20 座位号SeatNamberInteger 座位号SeatNamberInteger 座位容量seat volumeInteger 所需时间time needFloat 检票口CheckWindowInteger 检票口CheckWindowInteger 汽车 IDbus IDCharacters 20 20 燃油费FuelFeeMoney 班次BusOrderCharacters 10 10 目的地destinationVariable characters 200 200 票价TicketPriceMoney 窗口号WindowIDInteger 站务费OfficeFeeMoney 身份证号crad IDCharacters 18 18 车型bus typeCharacters 50 50 车票 IDTicketIDCharacters 50 50 表的清单 如图 5 2 所示 表 5 2 表的清单 引用的清单 表 5 3 引用的清单 名称代码 乘客乘客 售票员售票员 售票员 乘客售票员 乘客 售票员 车票售票员 车票 汽车汽车 路线路线 车票车票 第 22 页 共 35 页 名称代码父表格子表格外键列 乘客 汽 车 乘客 汽车汽车乘客汽车 ID 售票员 乘客 售票员 乘 客 2 乘客售票员 乘客 乘客 ID 售票员 乘客 售票员 乘 客 售票员售票员 乘客 工号 售票员 车票 售票员 车 票 售票员售票员 车票 工号 售票员 车票 售票员 车 票 2 车票售票员 车票 车票 ID 汽车 路 线 汽车 路线路线汽车目的地 车票 乘 客 车票 乘客 2 乘客车票乘客 ID 车票 乘 客 车票 乘客车票乘客车票 ID 车票 路 线 车票 路线路线车票目的地 5 3 物理数据库模型的实现 5 3 1 连接数据库 只有在与用户数据库正确连接以后 才能把设计的 PDM 生成到 数据库中 数据结构生成到用户数据库中 用户才能在这些结构中 保存信息与索引信息 PDM 与用户数据连接的步骤如下 1 在 PDM 窗口中选择 Database Connect 命令 打开 Connect to a Data Source 窗口 如图 5 1 所示 第 23 页 共 35 页 图 5 1 Connect to a Data Source 窗口 2 在 ODBC machine data source 下拉列表框中选择建立一个数据 源 单击 Connect 按钮 5 3 2 访问数据库 1 选择 Database Change Current DBMS 命令 选择用户的 DBMS 2 改变当前 PDM 的目标 DBMS 时 需要考虑应该保护的原 DBMS 对象 5 3 3 生成数据库 PowerDesigner 设计的 PDM 模型可以直接生成到数据库中 生成 数据库的过程如下 1 选择 Database Generate Database 命令 打开 Database 第 24 页 共 35 页 Generation 窗口 连接上以后查看 Database 信息 如图 5 2 所 示 图 5 2 Database Information 2 选择 Option 选项卡 在选项卡中可以对各类 PDM 对象设置参 数 3 选择 Format 选项卡 在选项卡中设置生成格式信息 4 选择 Selection 选项 在选项卡中选择需要生成数据库的对象 5 选择 Preview 选项卡进行预览或单击 确定 按钮生成数据库 如 图 5 2 所示 第 25 页 共 35 页 图 5 2 生成数据库窗口 5 3 4 物理数据库的实现 以下是有 PDM 生成物理数据库的部分 SQL 语句 Table 乘客 create table 乘客 乘客 ID char 20 not null 汽车 ID char 20 not null 车票 ID char 50 null 乘客姓名 char 20 null 身份证号 char 18 null constraint PK 乘客 primary key nonclustered 乘客 ID 第 26 页 共 35 页 go Table 路线 create table 路线 目的地 varchar 200 not null 出发地 varchar 200 null 发车时间 datetime null 所需时间 float null constraint PK 路线 primary key nonclustered 目的地 go Table 车票 create table 车票 车票 ID char 50 not null 目的地 varchar 200 null 乘客 ID char 20 not null 票价 金额 null 燃油费 金额 null 站务费 金额 null 余票 int null 班次 char 10 null 座位号 int null 检票口 int null 合计 金额 null constraint PK 车票 primary key nonclustered 车票 ID go 第 27 页 共 35 页 Table 售票员 create table 售票员 工号 char 20 not null 窗口号 int null 姓名 char 20 null constraint PK 售票员 primary key nonclustered 工号 go Table 汽车 c