数据库系统分析与设计课程设计报告

1、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

2、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

3、）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

4、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

5、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.11.1 系统简介 .11.2 设计目的 .11.3 设计内容 .12 需求分析需求分析.32.1 .需求分析的任务.32.2 系统数据流程分析.32.3 数据字典.33 概念模型设计概念模型设计.63.1 概念模型设计的方法和步骤.63.2 系统概念模型.64 逻辑模型设计逻辑模型设计.144.1 逻辑模型设计的方法.164.2 逻辑模型实现.164.3 数据完整性约束定义.17

6、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.185.1 物理数据库模型的图示.185.2 物理数据库模型的详细表示.185.3 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

7、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

8、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

9、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。

10、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

11、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

12、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 FileNe

13、w 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 Model2）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）

14、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

15、“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 ModelDom

16、ains 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

17、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 ModelBusinessRules 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

18、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

19、 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 AddObjects 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 ToolsChe

20、ck 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 FileNew 菜单项，在打开的窗口选择 Multi-Model Report 选

21、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 LD

22、M 的具体方法如下：1)打开 CDM 模型，选择 ToolsGenerate 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

23、：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 ID2）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 ToolsGenerate Physical Data Model 命

24、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 nameCha

25、racters (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CheckWind

26、owInteger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

27、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

28、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 DatabaseConnect 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 DatabaseChange Current DBMS 命令，选择用户的DBMS。2）改变当前 PD

29、M 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 DatabaseGenerate 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 Information2）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

30、 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

31、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 varch

32、ar(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 */*=*create table 汽车 ( 汽车 ID char(20) not null, 目的地 varchar(200) not n