数据库管理系统的简介及简单应用分析研究 计算机专业

数据库管理系统的简介及简单应用摘要对于数据库系统的设计和管理必然是未来的一个发展趋势.本文就是对于数据库管理系统的研究.本文首先对有关学生信息系统的设计和管理方面的背景以及一些国内外现状进行了介绍，接着对于学生信息系统的设计和管理的基础知识进行了了解，比如J2EE平台概述、SSI架构概述、数据库技术、C/S与B/S结构、JAVE编程语言等，接着从学生学籍信息管理系统设计的可行性，以及学生学籍信息管理系统功能分析等方面进行了说明，最后利用上面的相关知识进行了学生学籍信息管理系统设计.关键词互联网；数据库系统；数据库；学生管理系统IntroductionandSimpleApplicationofDatabaseManagementSystemAbstractThedesignandmanagementofdatabasesystemisatrendinthefuture.Thispaperisabouttheresearchofdatabasemanagementsystem.Firstly,thispaperintroducesthebackgroundofthedesignandmanagementofstudentinformationsystemandsomecurrentsituationsathomeandabroad.Secondly,itunderstandsthebasicknowledgeofthedesignandmanagementofstudentinformationsystem,suchasJ2EEplatformoverview,SSIarchitectureoverview,databasetechnology,C/SandB/Sstructure,JAVEprogramminglanguageandsoon.Secondly,itdesignsstudentstatusinformationmanagementsystem.Feasibilityandfunctionanalysisofstudentrollinformationmanagementsystemareexplained.Finally,thestudentrollinformationmanagementsystemisdesignedwiththeaboveknowledge.KeywordsInternet;databasesystem;database;studentmanagementsystem引言20703_WPSOffice_Level2随着现代互联网的高速发展，人们的生活也和互联网，大数据等息息相关，而数据库管理系统就是其中关于运用互联网，大数据最直接的表现之一，并且随着信息存储技术的高速发展，数据库系统的设计和管理也越来越多样化了，虽然说当前仍然是纸质档案和电子文档并行的来进行信息系统的设计和管理，但是对于数据库系统的设计和管理必然是未来的一个发展趋势，然而中国在对于数据库信息系统的设计和管理还有着很多的缺陷，那么如何更好更快更方便更智能的把数据库信息系统的设计和管理搭建起一个平台来是当前互联网，大数据等急需解决的一个问题，从本质上说来，数据库信息系统管理，就是把所需的各种用户的姓名、籍贯的一系列的信息按照相应的规则进行有顺序的排列，存储起来，这样可以方便以后的检索，调用[1].基于互联网，大数据等高新技术方面进行研究，设计数据库信息管理系统，这样就能够大幅度改进数据库信息的管理，比如一些信息的存储，信息的调用，信息的检索等都得到了大幅度的提升[2]，大幅度改进信息的管理的效率，使更多机构能够更加方便的管理一些有用的信息，使得这些管理更加的有条理，变得流程化，在一定程度上来说，极大地促进我国各个行业的信息化的快速发展，并且可以进一步反作用于我国互联网的发展.由于单纯的对于数据库管理系统进行研究的话，缺乏具体的应用环节，所以本人对于数据库管理系统选择了一个具体的运用场景，根据数据库管理系统，搭建一个学生信息管理系统.因此，本文先是使用文献法搜集和分析研究各种现存的有关学生信息系统的设计和管理方面的文献资料[3]，从中选取适合本文的信息，帮助完成调查研究目的.然后使用资料收集法查询有关书籍和网站,对于有关学生信息系统的设计和管理方面的背景以及一些国内外现状进行了查询，接着对于学生信息系统的设计和管理的基础知识进行了了解，比如J2EE平台概述、SSI架构概述、数据库技术、C/S与B/S架构等，然后使用分析推算法从学生学籍信息管理系统设计的可行性，以及学生学籍信息管理系统功能分析等方面进行了分析推算，得到一些关于学生信息系统的设计和管理方面的结论以及一些建议，最后利用上面的一些基础知识进行了学生学籍信息管理系统设计.相关理论知识J2EE平台概述数据库语言无法直接在网页上显示，需要JAVA语言操作数据库，把数据转化成JAVABEAN,传输到网页上.J2EE究其本质上说起来核心是一组技术规范或者说是指南，并且J2EE的各类组件还有它的服务架构甚至是J2EE的技术层次[4]，都有着共同的标准.J2EE的应用非常的广泛，只要是业务流程的相关的信息化管理系统，J2EE都是可以实现的，可以知道的是不管是在电力还是在金融，或者是不同的企业都有很多成功的案例!J2EE虽然说是一个企业级开发平台，但是本质上说起来J2EE是一个标准，所有符合J2EE标准的各种东西，不管是插件还是框架等，都可以移植到这个平台上来.所以说J2EE不是一个产品而是一个标准.SSI架构概述SSI架构说的是Spring，Srtuts,和ibatis.Spring是一种黏合剂，把Sruts和ibatis整合到一起，Struts负责控制器和页面请求处理，由于JAVA语言操作数据库非常麻烦，所以ibatis封装JAVA操作数据库的绝大部分操作，用ibatis就可以非常方便的操作数据库.SSI的框架结构可以说是比较典型的MVC三层架构[5]，也是非常简单的一种架构形式.图2.1表现了SSI框架的结构图.图2.1SSI框架的结构图图2.1中，表现层就是一种基于JSP引擎的技术，控制层利用Strust2实现action与视图层的数据交互.而对于业务逻辑层来说，主要是利用Spring的相关技术，不管是业务逻辑类还是dao类的一些的具体的实例托管都是通过spring的相关技术.而对于持久层来说，持久层利用ibatis提供的半自动化对象关系映射进行相应的xml的配置，进而进一步实现对SQL的操作.SSI框架我们可以这么理解：(1).Tomcat在没有SSI框架的时候是用servlet来处理请求的，用response直接返回结果界面的.(2).有了Struts，Tomcat不用servlet了，而是用action，action是struts的东西，你可以简单的把action当做servlet，实际上action是多线程的，servlet只有一个，action的result配置就相当于原来用servlet的response返回界面，并且有了struts，可以用struts的标签库来写更好的页面(表现层).(3).可以看到有了Struts基本也就可以了，为什么要用Spring呢，struts整合spring以后是吧Action交给spring管理了，是因为spring在管理上面有很大的优势，spring的Ioc是核心概念，你只有实际编写过才能体会到Ioc的好处.(4).ibatis是持久层的东西，就是和数据库相关，当然，要对数据库管理，还是交给了spring，比如数据库的链接，取sessionFactory[6].数据库技术（1）数据库简介数据库本质上也是一个存储数据的库，数据库可以对数据保存和管理，数据库的开发到现在已经有了50年左右的历史了，数据库的应用可以说是已经渗入到我们生活的方方面面了，不管是出行的12306还是日用的淘宝，还有与经济相关的银行都是用到了数据库技术，可以说现在运用到的所有系统里面，都多多少少的运用到了数据库技术，数据库拥有效率高、安全性高等一些非常好的功能[7].（2）MySQL数据库MySQL数据库本质上是数据库的一种，具体的源代码是对外开放的，MySQL数据库是瑞典公司发布的，具体的MySQL数据库使用的是结构化的一种语言来进行操作的，进行查询进行管理，并且由于MySQL数据库所使用的源代码的复杂度较低，因此代码跑起来的速度非常快，并且由于其开源，所以MySQL数据库开发的成本也是非常低的，可以说MySQL数据库，不管是企业还是各种国家机构都非常喜欢的软件系统.C/S和B/S结构B/S是Browser/Server简称.就是用浏览器(如IE)为应用程序客户端，操作服务器.这样用浏览器来操作简单易用，但是对输入没有很好的验证.逻辑实现不多.本地只是用于获取数据然后大部分验证需要提交服务器来完成[8](大部分论坛，网店即为这种模式).C/S可以说就是Client/Server.客户端软件则是一个拥有很多逻辑验证的软件，本地验证成功后才提交服务器(大部分网络游戏就是这种形式).这两种结构的主要区别是：B/S容易维护，只需要升级服务端.C/S升级比较困难，需要所有客户端都要升级.(3)对于我们自己来区分C/S和B/S结构的话，具体可以这么理解，B/S结构具体用在浏览器（一些web）的开发应用上，C/S结构具体用在一些应用软件的架构开发上，比如手机上的app还有电脑上的一些软件就是用的C/S结构.JAVA编程语言Java是一门典型的并且具有代表性的编程语言，Java是在C++这门编程语言的基础上发展起来的一门语言，Java具有C++的绝大部分功能，并且在编程之上比C++应用起来更加的简单.Java在进行编程的时候，可以说是一种"以对象为导向"的编程.并且JAVA编程语言的使用也是多变的，是在分布式的一种环境之下进行编译的[9]，并且JAVA编程语言在具体实施编译的时候，即可以选择在单独的一台计算机上进行，同时也可以选择在分布式的一种环境之下和客户端一起进行.JAVA编程语言是在20世纪末期的时候，由SUN公司发布的，并且在JAVA编程语言刚刚发布出来的时候就给互联网带了巨大的变化，并且可以说，就现在几乎全部的操作系统现在都添加了Java\t"/item/Java%20%E7%BC%96%E7%A8%8B%E8%AF%AD%E8%A8%80/_blank"编译程序.学生学籍信息管理系统设计系统建设的可行性分析（1）技术方面：由于其他方面技术早已成熟，而且瑞典公司公布的MySQL是开源的[11]，因此现有的技术完全满足要求.（2）数据支撑：数据来源于学校，是从学生会收集的部分数据，因此数据方面完全满足要求.（3）法律支撑：因为数据是来自于本校，没有侵权,所以满足要求.学生学籍信息管理系统功能分析学生学籍信息管理系统功能包括很多模块，这里我们仅仅从用户管理模块功能性需求分析以及学籍管理模块功能性需求分析[10]两个方面来进行研究分析.（1）用户管理模块功能性需求分析我们可以分析得出用户管理这个模块主要由两个部分组成，分别是用户登录和学生管理，其中用户登录就是进行登录操作的，学生管理就是进行学生信息的一些基本的变更操作，学生可以在自己相应的权限之内，对自己的信息进行增删改等一些基本的操作，这两个基本的部分都是学生学籍信息管理系统不可缺少的部分，图3.1是用户管理模块的图示（2）学籍管理模块功能性需求分析接着本文分析了一下与用户管理模块息息相关的学籍管理模块，首先这个模块使用的对象主要就是一些在校学生，当然也包括一些流失学生比如休学的、肄业的，当然这个系统模块的信息学生是没有修改权限的，只有后台管理人有相应的权限，学籍管理模块大大提升了学校对于一些在校学生，当然也包括一些流失学生比如休学的、肄业的管理的效率.学籍管理模块示意图如图3.2所示图3.1用户管理模块图3.2学籍管理模块示意图从图3.2可以看出来，作为该校学生，不管是一些在校学生，还是一些流失学生都可以通过网络进行登录操作，进入到该学籍管理模块，这些学生可以查看和修改一些自己相关的基础的个人信息，但是如果有同学发现自己学籍信息或是分数等数据有误时，那么就只能够联系相关负责人，让这些有权限的人进行修改和完善.学生学籍信息管理系统设计（1）采用B/S结构B/S结构具体用在浏览器的开发应用上，C/S结构具体用在一些应用软件的架构开发上，比如手机上的App还有电脑上的一些软件就是用的C/S结构.因此本文采用的是B/S结构，具体的B/S结构示意图如图3.3B/S三层体系架构所示.（2）系统架构设计根据实际的高等院校对于学生信息管理系统的需求分析[12]，并且结合一些学生信息管理系统的相关原则，我们采用的是MVC三层体系结构开发，当然也是基于SSI框架开发的，本文具体的学生信息管理系统的总体架构如图3.4所示.图3.3B/S三层体系架构图3.4学生信息管理系统的总体架构对于学生信息管理系统的三层结构体系中，从之前对于SSI架构来看，无疑是第二层的业务逻辑层是最重要的[13]，因为对于整个学生信息管理系统来看，无疑是那些业务规则以及设计的规则最为重要，每一个不同的逻辑结构，就对应着一个相应的功能模块.（3）功能模块设计具体的学生学籍信息管理系统功能分析是有很多模块的很多功能的[14]，不仅仅是在第三章分析的是用户管理模块功能性需求分析以及学籍管理模块功能性需求分析，还有着很多的模块，比如还有招生管理模块，教学管理模块，还有系统管理模块的五个模块一起构成了学生学籍信息管理系统.具体的招生管理模块包括的功能管理有招生计划管理，新生录取管理，新生注册管理的三个功能.具体的教学管理模块包括的功能管理有教学计划管理，实习计划管理，学期教学安排管理，教材管理，学生成绩管理的五个功能.具体的系统管理模块包括的功能管理有学校设置管理，系统帮助管理的二个功能.图3.5学生学籍信息管理系统功能结构图（4）数据库设计MySQL数据库本质上是数据库的一种，具体的源代码是对外开放的，MySQL数据库是瑞典公司发布的，具体的MySQL数据库使用的是结构化的一种语言来进行操作的，进行查询进行管理，并且由于MySQL数据库所使用的源代码的复杂度较低[15]，因此代码跑起来的速度非常快，并且由于其开源，所以MySQL数据库开发的成本也是非常低的，可以说MySQL数据库，不管是企业还是各种国家机构都非常喜欢的软件系统.因此本文选用的是MySQL数据库，进行数据的存储[16].通过对整个系统的分析，发现需要储存很多数据，因此需要对接数据库建立数据，建立界面如图3.6所示.图3.6数据库建立界面在建立数据库后要对每一类储存的信息单独建立表单，存放这些信息.以学生信息为例，需要的信息有学生学号、姓名、年龄、性别、出生日期备注等等.其他表单的信息与这些类似.数据库建立以后要与JAVA前端进行对接[16]，该项工作流程如图3.7所示.图3.7Java程序对接数据库流程图JDBC建立Java程序连接到数据库的结构，它看起来很像ODBC，但ODBC是以C语言撰写的，不能直接在Java程序中应用.JDBC中包含一个JDBC/ODBC的桥接器(bridge)，通过该桥接器就可以在Java程序中调用合乎ODBC规格的数据库.①数据流图对于各个功能模块都有各自的数据流图，下面列举其中的教学管理模块[17]进行说明讲解，具体的教学管理模块数据流图如图3.8所示.从教学管理模块数据流图中，可以看出教学管理模块数据流图的主体是教师用户，可以负责也就是流向发布课件，登录管理学生某些信息，管理课程，作业评分等小的功能模块[12].图3.8教学管理模块数据流图②数据库表对于MySQL数据库最重要的无疑就是数据库表[18]设计，而这里我们就展示了几张最重要的数据表，比如：有关用户权限的表格，学生信息表，信息类型表.分别如表4.1、表4.2、表4.3所示.表4.1用户权限的表格表4.2学生信息表表4.3信息类型表部分实现功能代码展示开始先设计系统的主界面，即刚打开系统用户看的新的界面，将其命名为JFraml.对于学生管理系统一般就是学生登录和管理员登录，因此学生按钮和管理员按钮是必不可少的，通过点击这两个按钮分别进入对应的系统，同时还必须要有个退出按钮.因为当使用完这个系统时就要退出系统，不可能系统一直运行着.而且管理员系统还必须进行用户验证才能进行下一步操作.学生登录代码实现学生登录界面的代码如图3.9所示，管理员登陆和普通人员登陆类似，只不过在方法内加入判断语句，判断是否为管理员.图3.9学生登陆界面代码图3.9学生登陆界面代码所示，学生用户登陆界面代码通过一个私有的void函数，普通用户通过点击普通用户按钮，通过类函数创建了一个类叫jf3，由于是普通用户不存在验证，判断内容，直接jf3是普通用户，不是管理员用户就行了.退出系统代码实现当现在学生用户查询完信息或者有什么其他理由要退出系统时，只要点击退出按钮即可.此时就会退出，但是为了防止是学生用户点错在真正退出之前还会弹出一个对话框再次询问是否要退出.如果再次选择确定按钮，将会退出本系统.如果真的是因为点错的原因，那么选择否这个选项就可以了，就可以继续使用这个系统.退出系统按钮的代码如图3.10所示.图3.10退出系统按钮代码图3.10退出系统按钮的代码所示，首先通过创建一个弹出对话框的对象，命名为f，然后为f创建一个监听.当点击按钮时，弹出该对话框，并对对话框加上询问语句：Areyousuretoquit？并分别对窗口的两个按钮设置链接.然后进行if判断，如果点击的是ok按钮，那么就退出，如过点击的取消按钮就关闭对话框.管理员登录代码实现如果是管理员登录大致思路是一样的，就是多了一步判断是否是管理员，但是具体代码要复杂得多，其中需要涉及去判断是否有这个管理员，具体代码如图3.11所示.如图3.11管理员登录代码所示，首先管理员输入账号密码，然后提取账号密码放入两个字符串中，s1和s2.然后对s1和s2进行判断.当用户名错误时会怎么样，当密码错误时会怎么样，当两者都错误时又会怎么样，每一种情况具体的处理方式在图3.8中都有具体体现.图3.11管理员登陆代码信息查询代码实现在学生信息中有两种：sql查询和填充查询，在填充查询中又分三种，当只知道查询对象的模糊信息时就应当使用这一类查询.SQL查询代码如图3.12所示.在图3.12的信息查询代码中，首先创建了一个名叫input的null类用来存储放sql查询信息，然后通过swing方法对输入的信息进行提取并存放到input中，此时系统界面输出的是让使用人员输入语句的提示语.在swing方法对数据进行提取后，首先要判断input是否为空字符串，此时如果为空就跳出错误，这里采用提示“请输入正确的查询语句.”的处理方式，若判断不为空，就进行if语句中的查询内容.此时如果查询到了就返回查询到的内容，如果查询不到就会出现错误，在这里采用try-catch的形式.图3.12信息查询代码图3.13添加用户代码(5)添加用户代码实现管理员管理系统的查询代码与普通用户的类似.并且由于代码重复性很多，这里就不重复列举出来了.但是管理员还有其特殊的修改删除功能，数据添加功能代码如图3.13所示.如图3.13添加用户代码所示，还是先创建一个input的字符串，用于准备还准备用于储存输入的字符串，然后屏幕后输出提示信息.当输入语句后对字符串信息进行提取，存入input中，在进行下一步操作前还是同样要对字符串进行判断.若不为空则进行if语句中的操作，跳动JDBC对的数据库进行操作，如果添加成功就好了，如果失败则抛出一个catch异常.若判断字符串为空的话则进行else的操作，在系统上输出“请输入正确Insert语句.”的提示语，让用户进行正确的操作.功能测试测试用例编写规则针对图3.5所涉及的不同的功能，以及验证本文所设计的学生数据库管理系统[19]平台的正确性，我们必须设计测试用例.以用户管理功能测试组测试项目设计为例，详细描述案例设计过程.编写测试用例有以下要求①功能覆盖：测试案例必须涵盖所有的测试需求.②输入覆盖：测试过程中，对于每个测试内容，当输入条件有不同种情况时，要对每种情况进行分别测试.③输出覆盖：测试过程中，对于输入条件不同的各个测试案例，应该产生相应的正确输出，这些输出应该覆盖可能出现的各种不同结果.只有满足了以上条件，设计出来的测试案例才是符合要求的，才能够指导实际测试.(2)测试用例及测试结果演示首先遵循上面所说明的测试案例的编写原则，按照等价类划分的方法，用户管理功能可分为读书用户删除和用户数据修改两大部分.然后，依据边值分析法增加用户数据管理.则可以建立以下测试项目.测试相关的功能有：用户登录、用户信息管理、新生注册管理、在校学生管理、流失学生管理、教学计划管理、教材管理、学生成绩管理、学校设置、系统帮助.对上面的功能进行测试，如果最后测试结果通过，则最后一栏的测试结果表示为P（pass）具体的测试案例见表4.1功能测试用例所示.从表4.1功能测试用例可以看出来，对于用户登录、用户信息管理、新生注册管理、在校学生管理、流失学生管理、教学计划管理、教材管理、学生成绩管理、学校设置、系统帮助的功能测试用例，全部测试通过，验证了系统平台的正确性.表4.1功能测试用例测试组划分类别测试项目测试结果用户管理功能测试组用户管理用户登录P用户管理功能测试组用户管理新生注册管理P用户管理功能测试组功能测试用户信息管理P用户管理功能测试组功能测试在校学生管理P用户管理功能测试组功能测试流失学生管理P用户管理功能测试组功能测试教学计划管理P用户管理功能测试组功能测试教材管理p用户管理功能测试组功能测试学生成绩管理p用户管理功能测试组功能测试学校设置p用户管理功能测试组功能测试系统帮助p通过测试用例的验证表明了设计的系统的正确性，也说明了数据库管理系统的强大功能，对于所需的各种用户的姓名、籍贯的一系列的信息按照相应的规则进行有顺序的排列，存储起来，这样可以方便以后的检索，调用等的强大功能.总结基于互联网，大数据等高新技术方面进行研究，设计数据库信息管理系统，这样就能够大幅度改进数据库信息的管理，使更多机构能够更加方便的管理一些有用的信息，使得这些管理更加的有条理，变得流程化.进而促进机构的发展.对于数据库管理系统的研究本文主要做了以下研究：首先从于数据库管理系统的研究背景出发，然后对于数据库管理系统的研究现状以及研究意义进行了探讨.然后本文选取选择了一个具体的运用场景，根据数据库管理系统，搭建一个学生信息管理系统.搜集和分析研究各种现存的有关学生信息系统的设计和管理方面的文献资料，从中选取适合本文的信息.对于学生信息系统的设计和管理的基础知识进行了了解，比如J2EE平台概述、SSI架构概述、数据库技术等的基础知识进行了基础的了解.实际的设计了学生信息管理系统，并且对于设计的一些知识进行了阐述.对于学生信息管理系统的一些功能进行了测试，测试结果全部通过，表明了设计的系统的正确性，也说明了数据库管理系统的强大功能.通过写这篇论文，让读者更加深入了解数据库管理系统方面的知识.同时也提高自己这方面的专业知识.让阅读该论文的读者提高对这方面事项的关注.参考文献[1]张旭光.天津城建档案媒体信息管理系统的设计与实现[D].大连:大连理工大学,20