图书馆信息管理系统-设计报告

图书馆信息管理系统设计报告项目小组成员35060602石洁冰35060603张慧目录TOC\o1-3\h\z\u

1.引言

41.1__背景

41.2__工具

41.3系统运行环境

41.4参考资料

41.5数据库设计的步骤

52.可行性研究报告

52.1可行性研究的前提

52.

1.1系统__要求

62.

1.2目标

62.

1.3条件、假设和限定

62.2可行性研究结果

72.

2.1管理上的可行性

72.

2.2技术上的可行性

72.

2.

373.需求分析报告

83.1需求分析的任务

83.

1.

1.信息需求

83.

1.

2.处理需求

83.

1.

3.性能需求

83.2需求收集

93.

2.1调查用户组成情况

93.

2.2调查各个用户的系统利用情况

93.

2.

3.明确新系统的要求

93.3需求分析

93.

3.1基本功能需求分析

103.

3.2系统实现数据流图

133.

3.3数据元素表

163.

3.4数据字典

184.图书馆信息管理系统的数据库设计

194.1概念结构设计（ER图设计）

194.

1.1设计局部分ER图

194.

1.2合并分ER图，生成初步ER图

224.

1.3消除不必要的冗余，设计基本ER图

244.2逻辑结构设计

264.

2.1概念模型（ER图）转换为关系数据模型

264.

2.2关系模型的规范化与优化

274.

2.3设计用户子模式

284.3物理结构设计

284.

3.1物理结构设计概述

284.

3.2存取方法选择

294.

3.3存储结构的确定305__总结

311.引言

1.1__背景随着计算机技术的发展以及计算机网络的逐渐普及，英特网成为人们查找信息的重要场所__一世纪是信息的时代，所以信息的交换和信息流通显得特别重要因此，图书馆使用计算机来管理成为必然建立管理信息系统是一个很好的解决办法，因为随着社会生产力的迅速发展和科学技术的突飞猛进，一个集计算机技术、通迅技术、数据库技术、信息技术、现代管理理论为一体的系统__方法已经逐渐成熟，我们完全能够结合自己的实际情况__出实用的管理信息系统，来指导我们的学习为此，我们通过自主__这一图书馆信息管理系统，达到提高工作效率的目的

1.2__工具本系统主要利用NetBeans作前端的应用__工具，利用j__a语言实现相应的功能，利用Mysql

5.0作为后台的数据库，利用WindowsXP作为系统平台

1.3系统运行环境本系统的运行环境是中文版win32平台上运行

1.4参考资料1．萨师暄，王珊《数据库系统概论》，第四版，高等教育出版社2．李建中，王珊编著，《数据库系统原理》，电子工业出版社，1998年3．相关数据库管理系统手册4．图书馆信息管理系统__工具手册.doc数据库大作业要求

5.求是科技编著《J__a信息管理系统__》人民邮电出版社，2005年

6.sun_______.j__a.sun.com

1.5数据库设计的步骤数据库的设计按规范化设计方法，划分为五个阶段图1-1，每个阶段有相应的成果

2.可行性研究报告

2.1可行性研究的前提当今时代是飞速发展的信息时代在各行各业中离不开信息处理，这正是计算机被广泛应用于信息管理系统的环境计算机的最大好处在于利用它能够进行信息管理，使用计算机进行信息控制，不仅提高了工作效率，而且大大的提高了其安全性尤其对于复杂的信息管理，计算机能够充分发挥它的优越性计算机进行信息管理与信息管理系统的__密切相关，系统的__是系统管理的前提而图书馆信息管理系统则是这类信息管理系统的典型代表，对于我们这类具有实验性质的实践项目来说是最合适不过的了图书馆作为一种信息资源的集散地，图书和用户借阅资料繁多，包含很多的信息数据的管理，现今，有很多的图书馆都是初步开始使用，甚至尚未使用计算机进行信息管理根据调查得知，他们以前对信息管理的主要方式是基于文本、表格等纸介质的手工处理，对于图书借阅情况（如借书天数、超过限定借书时间的天数）的统计和核实等往往采用对借书卡的人工检查进行，对借阅者的借阅权限、以及借阅天数等用人工计算、手抄进行数据信息处理工作量大，容易出错；由于数据繁多，容易丢失，且不易查找总的来说，缺乏系统，规范的信息管理手段尽管有的图书馆有计算机，但是尚未用于信息管理，没有发挥它的效力，资源闲置比较突出，这就是管理信息系统的__的基本环境数据处理手工操作，工作量大，出错率高，出错后不易更改图书馆采取手工方式对图书借阅情况进行人工管理，由于信息比较多，图书借阅信息的管理工作混乱而又复杂；一般借阅情况是记录在借书证上，图书的数目和内容记录在文件中，图书馆的工作人员和___也只是当时对它比较清楚，时间一长，如再要进行查询，就得在众多的资料中翻阅、查找了，造成查询费时、费力如要对很长时间以前的图书进行更改就更加困难了基于这众多的问题，有必要建立一个图书管理系统，使图书管理工作规范化，系统化，程序化，避免图书管理的随意性，提高信息处理的速度和准确性，能够及时、准确、有效的查询和修改图书情况

2.

1.1系统__要求小型图书信息管理系统需实现功能力求通过本系统，1〉图书馆工作人员对自己的个人资料进行编辑，查询图书的借阅情况从而更有利于系统工作人员维护图书的安全性2〉读者通过登陆、对自己的个人信息进行编辑，并且查询书籍的基本情况3〉管理人员对图书馆工作人员及书籍的信息进行添加和删除4〉出版社通过登陆查询所供应图书的借阅情况以及提供新书的基本信息

2.

1.2目标A.通过数字化，使图书馆工作所需人力减少；B.提高图书馆信息管理系统的响应速度；C.加快相关信息的流动速度，提高效率；D.通过实际的工程实践，使我们对数据库的认识水平提高，完成课程要求

2.

1.3条件、假设和限定A.由于本项目的实验性质，没有投资方B.系统必须运行在Win32平台上C.存在权限控制机制，只有___才能删除出版商和工作人员账号

2.2可行性研究结果

2.

2.1管理上的可行性这个__是我们作为数据库课程实践的一项应用工程，任课老师对此十分的重视.希望在课程规定时间内将该数据库系统__出来，当然如能投入使用更好，以使我们在巩固课堂所学理论知识的基础上对实践有所了解，对图书馆管理的数字化及现代化能起到一些创新促进作用虽然如今一些大型的图书馆管理系统基本上已经很先进了，但作为信息管理系统的代表，这次的小型图书馆信息管理系统的__对本科学生数据库理论的实践还是有一定帮助的，因此这个系统在管理上是可行的

2.

2.2技术上的可行性本次图书馆管理信息系统的__根据本学期软件工程课程的一些基本要求，使用传统的生命周期法，即给管理信息系统的__定义一个过程，对其每一个阶段规定它的任务，工作流程，管理目标以及要编制的文档等，使__工作易于管理和控制，形成一个可操作的规范同时，系统需要对数据库的灵活和快捷的操作，因此强大的SQL语言是__此类数据库系统的最佳选择NetBeans本身所携带的面向对象程序的__界面，以及对SQL的支持，符合本系统的__需求正确的理论指导和优秀的__工具，双重保证了我们这次__的技术可行性

2.

2.3经济上的可行性首先，从经济效益上讲，而本系统的__，为统计人员工作效率带来了一个质的飞跃第一，本系统的运行可以代替人工进行许多繁杂的劳动；第二，本系统的运行可以节省许多资源；第三，本系统的运行可以大大的提高统计人员的工作效率；其次是，从所需投入来讲，对于一个中小型的图书馆管理系统来说，它的投资成本是十分的低的，应该不会超过5000元当然，对于我们作为课程设计的系统实现来说，投资成本基本上不用考虑，而一旦__成功，即可以在此基础上添加外部设备，用于Internet服务，甚至会带来意料之外的收益而对我们来说，此系统的__给了我们实践的机会，数据库对我们来说不再只是书本上简简单单的三个字，而是能完成某个功能的可用之物，加深了我们对书本知识的理解和掌握，这是我们另一项收益，无论__是否__无缺，这项收益都是存在的，而且是最重要的所以，此系统在经济上也是可行的

3.需求分析报告根据软件工程课程所学以及国标的部分模版，需求分析就是收集、分析用户的需求，是数据库设计过程的起点，也是后续步骤的基础只有准确地获取用户需求，才能设计出优秀的数据库本节主要介绍需求分析的任务、过程、方法，以及需求分析的结果

3.1需求分析的任务需求分析的任务是通过详细调查，获取原有手工系统的工作过程和业务处理，明确用户的各种需求，确定新系统的功能在用户需求分析中，除了充分考虑现有系统的需求外，还要充分考虑系统将来可能的扩充和修改，从开始就让系统具有扩展性调查的重点是信息及处理，信息是数据库设计的依据，处理是系统处理的依据用户需求主要有一下几个方面

3.

1.

1.信息需求指用户从数据库中需要哪些数据，这些数据的性质是什么，数据从哪儿来由信息要求导出数据要求，从而确定数据库中需要存储哪些数据本系统数据性质比较单一，即CHAR类和FLOAT类即能满足需求，数据库中所存储信息皆来自对该系统未来用户的调查，由系统___集中录入即可当然在本次用来做系统演示的数据库中存入的数据只是为求简便而编纂的一些无意义数据，仅供实验用

3.

1.

2.处理需求指用户完成哪些处理，处理的对象是什么，处理的方法和规则，处理有什么要求，如是联机处理还是批处理？处理周期多长？处理量多大？本系统中用户分了四种，即借阅者、工作人员、管理人员和图书出版社，所需处理信息无非图书信息或者个人的基本信息，要求不高，处理量根据所应用的图书馆的规模大小而有很大的区别本次演示中所需处理的信息只涉及下文中所列出的六个表格中的信息，信息量不大

3.

1.

3.性能需求指用户对新系统性能的要求，如系统的响应时间、系统的容量，以及一些其它属性，如保密性、可靠性等等确定用户的需求是比较困难的事情，特别是大型数据库设计，这是因为⑴大部分用户缺少计算机知识，不知道计算机究竟能做什么而不能做什么，因而不能准确的表达自己的需求；⑵数据库设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至误解用户的需求；⑶用户的需求可能是变化的导致需求变化的因素很多，如内部结构的调整、管理体制的改变、市场需求的变化等等；⑷人员的变化可能引起用户需求的变化，由于个人对具体系统的期望不一致，导致人员的变化引起需求的变化需求分析可以划分为需求收集和需求分析两个阶段，但是这两个阶段没有明确的界限，可能交叉或同时进行在需求收集时，进行初步需求分析；在需求分析时，对需求不明确之处要进一步收集

3.2需求收集进行需求分析，首先要进行需求收集，需求收集的主要途径是用户调查，用户调查就是调查用户，了解需求，与用户达成共识，然后分析和表达用户需求用户调查的具体内容有:

3.

2.1调查用户组成情况该系统为小型图书馆信息管理系统，用户主要分为四类图书借阅者、图书出版社、图书馆工作人员以及系统管理人员，对于小型的管理系统来说，用户类型与数量都不是很大，所以比较容易满足用户对该系统的需求

3.

2.2调查各个用户的系统利用情况一般包括各个用户使用哪些输入数据，输入数据从哪些地方来，输入数据的格式和含义；用户进行什么__处理，处理的方法和规则及输出哪些数据，输出到什么部门，输出数据的格式和含义在本系统中，四类用户都需要通过登陆界面进入系统图书借阅者可以输入自己的号码及__进入，查看自己的图书借阅情况以及更新个人信息；图书出版社需要输入姓名及代码，只要两者匹配即可登陆，查看馆藏书借阅情况并可发布图书供应信息；图书馆工作人员需要工作证号及__登陆，进行借书及还书一系列操作，并可以修改读者借阅情况；而该系统管理人员通过__进入后可对图书情况及其他用户的信息的基本情况进行更新等操作，是权限最大的用户

3.

2.

3.明确新系统的要求和用户一起，帮助用户确定新系统的各种要求，对于计算机不能实现的功能，要耐心地作解释工作

3.3需求分析通过用户调查，收集用户需求后，要对用户需求进行分析，并表达用户的需求用户需求分析的方法很多，可以采用结构化分析方法、面向对象分析方法等，本章采用结构化分析方法结构化分析方法（Structured____ysis简称SA方法）采用自顶向下、逐层分解的方法进行需求分析，从最上层的__机构入手，逐步分解结构化分析方法主要采用数据流图对用户需求进行分析，用数据字典和__说明对数据流图进行补充和说明数据流图（DataFlowDiagram，DFD），数据流描述系统中数据流动的过程，反映的是__处理的对象其主要成分有四种数据流、数据存储、__、数据的源点和终点数据流用箭头表示，箭头方向表示数据流向，箭头上标明数据流的名称，数据流由数据项组成数据存储用来保存数据流，可以是暂时的，也可以是永久的，用双划线表示，并标明数据储的名称数据流可以从数据存储流入或流出，可以不标明数据流名__是对数据进行处理的单元，用园角矩形表示，并在其内标明__名称数据的源点和终点表示数据的来源和去处，代表系统外部的数据，用方框表示对于复杂系统，一张数据流图难以描述和难以理解，往往采用分层数据流图（本系统数据流图将在

3.

2.2部分中给出，图3-2给出了本系统基本的数据流图，图3-3和3-4是为了更清楚地说明系统中两个比较繁琐的数据处理环节〈即查询及图书信息处理环节〉的数据流程二做出的一些简要说明）数据字典（DataDictionary，DD）是关于数据信息的__，它对数据流图中的数据进行定义和说明，主要有数据项、数据流、数据存储DD可以采用卡片形式（本系统中设计的数据信息的定义及说明皆在

3.

3.4部分的“数据字典”部分中给出了详细说明，若在程序实现部分对变量名称有任何不明了之处可查阅给出的数据字典）

3.

3.1基本功能需求分析图书馆信息管理涉及图书信息、系统用户信息、读者信息、图书借阅等多种数据管理从管理的角度可将该信息管理系统分为五大模块图书管理人员维护模块、图书馆工作人员借阅处理模块、图书信息模块、读者信息操作模块以及图书出版社操作模块，如下图所示图3—1模块信息其中的图书信息管理包括图书征定、借还、查询等操作，系统用户管理包括系统用户类别和用户数据管理，读者数据管理包括读者类别管理和个人数据的录入、修改和删除，图书出版社管理包括供应信息管理以及出版社__人个人信息管理等经过实际考察与分析，图书管理系统主要应具有以下功能  

1、图书借阅者的需求是查询图书室所存的图书、个人借阅情况及个人信息的修改图书借阅者可直接查看图书馆图书情况，如果图书借阅者根据本人借书证号和__登录系统，还可以进行本人借书情况的查询和维护部分个人信息当然，一般情况下，图书借阅者只应该查询和维护本人的借书情况和个人信息，若查询和维护其他借阅者的借书情况和个人信息，就要知道其他图书借阅者的借书证号和__这些是很难得到的，特别是__，所以不但满足了图书借阅者的要求，还保护了图书借阅者的个人隐私

2、图书馆工作人员对图书借阅者的借阅及还书要求进行操作，同时形成借书或还书报表给借阅者查看确认图书馆工作人员有修改图书借阅者借书和还书记录的权限，所以需对工作人员登陆本模块进行更多的考虑在此模块中，图书馆工作人员可以为图书借阅者加入借书记录或是还书记录，打印生成相应的报表给用户查看和确认

3、图书出版社的需求是能查询到馆中图书的借阅情况以及个人的一些基本信息，另外还可以将自己的可供应书籍情况进行更新，以便与图书馆方面进行供货__

4、图书馆管理人员的功能最为复杂，包括对工作人员、图书借阅者、图书以及出版社信息进行管理和维护，还有系统状态的查看、维护等当然在系统进入稳定运行期后，系统管理人员就不需要随时随地的维护了，只要进行一些必要的简单日常处理就可以了图书馆管理人员功能的信息量大，数据安全性和保密性要求最高本功能实现对图书信息、借阅者信息、总体借阅情况信息的管理和统计、工作人员和管理人员信息查看及维护图书馆___可以浏览、查询、添加、删除、修改、统计图书的基本信息；浏览、查询、统计、添加、删除和修改图书借阅者的基本信息，浏览、查询、统计图书馆的借阅信息，但不能添加、删除和修改借阅信息，这部分功能应该由图书馆工作人员执行，但是，删除某条图书借阅者基本信息记录时，应实现对该图书借阅者借阅记录的级联删除并且还应具有生成催还图书报表，并打印输出的功能在本系统中由于没有打印机设备供试验，所以把报表打印改成报表预览具体功能如下 设计不同用户的操作权限和登陆方法 对所有用户开放的图书查询 借阅者维护借阅者个人部分信息 借阅者查看个人借阅情况信息 维护借阅者个人__ 根据借阅情况对数据库进行操作并生成报表 根据还书情况对数据库进行操作并生成报表 查询及统计各种信息 维护图书信息 维护工作人员和___信息 维护借阅者信息

3.

3.2系统实现数据流图​���用户登录图书信息更新用户信息更新借书操作还书操作个人借阅情况查询个人信息更新书目出版更新馆藏书借阅情况管理人员供应商借阅人员工作人员数据​图3—2系统的总数据流图由于该系统的一些功能所需的信息也比较多，因此以下列出系统查询功能以及图书数据处理的功能的实现的数据流程图

1、系统查询功能实现的流程图​���查询类别处理查询要求查询读者情况读者信息表读者查询借阅信息图书信息图书查询查询图书情况读者情况图书统计统计表统计要求图书借阅情况​图3—3查询功能实现流程图

2、图书处理数据流程图​������图书管理要求要求类型处理无效输入新书入库注销图书借书还书入库单注销单借书单还书单图书信息表借阅信息表​图3—4图书处理数据流程图

3.

3.3数据元素表本次图书管理系统设计中，共涉及6个实体，即图书、出版社、借阅者、工作人员、管理人员、身份根据数据库设计演示要求，暂简单列出演示所用的部分信息，为求简洁明了，有些数据直接用数字或字母等代替以下即所列的六个表，以供参考图书的基本信息编号书名__出版社类别数量是否全部借出1aA甲X20Y2bB乙Y100Y3cC丙Z200Y4dD丁W100Y5eE甲X200Y6fF乙Y100Y7gG丙Z100Y8hH丁W200N9iI甲X100N10jJ乙Y200N11kK丙Z100N12lL丁W200N13mM甲X200N14nN乙Y100N15oO丙Z200N表3—1图书的基本信息出版社的基本信息编号__人所在地__ID供应类别甲萧剑广州000000XW乙紫薇北京123412XY丙尔康__432121YZ丁小燕子天津111111ZW表3—2出版社的基本信息借阅者的信息证件号姓名性别身份___号____350601乾隆M皇上98__hs350602慈禧F太后9779th350603令妃F妃子9669fz350604咏琪M阿哥9559ag350605晴儿F格格9449gg表3—3借阅者的基本信息工作人员信息工作号姓名____ID类别01ab111ab1111X、Y02ac222ac2222Y、Z03ad333ad3333Z、W表3—4工作人员的基本信息管理人员信息工作号姓名____ID35060602sjb35060602sjb3506060235060603zh35060603zh35060603表3—5管理人员基本信息身份信息代码类别最大借阅数b本科生6y研究生8j教师9表3—6身份信息注1〉“图书的基本信息”一表中，类别分别用了X、Y、Z、W来表示，代表有四类，如科技或文学等，非缩写无实际意义；最后一栏“是否借出”属性中，当100本（即数量里标明的数字）全部借出时属性值才为Y否则即为N2〉借阅者的信息中，所用姓名及其他纯属笔者玩笑之举，只为在繁杂的工作中找点乐趣，绝无剽窃及侵权意图，若有冒犯，敬请谅解3〉以上是设计初根据系统需求所列出的基本初始表格，可能在实际操作中所建立的数据库表格会跟这些初始表格有些出入，但基本上原理不会有变化，只是根据实际需要为了更方便的操作所做出的改变在这里就不再列出最后成形的表格了，因为在后面的“系统实现报告”中会详细给出

3.

3.4数据字典数据库变量定义及其说明变量名称变量含义变量取值类型变量最大长度限制num编号float10bookn书名char30publ出版社char30author__char30kind类别char30amo数量float10link__人char30id证件号float10pho__float10city所在地char30passw__char30name姓名char30__xn最大借阅数float10dm身份代码float30表3—7变量定义及说明

4.图书馆信息管理系统的数据库设计

4.1概念结构设计（ER图设计）  在概念设计阶段中，我们从用户的角度看待数据及处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式然后再把概念模式转换成逻辑模式将概念设计从设计过程中__开来，使各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度大大降低，不受特定DBMS的限制利用ER方法进行数据库的概念设计，可分成三步进行首先设计局部ER模式，然后把各局部ER模式综合成一个全局模式，最后对全局ER模式进行优化，得到最终的模式，即概念模式

4.

1.1设计局部分ER图实体和属性的基本定义图书（图书编号，图书名称，__，出版社，类型，数量，是否借出）出版社（出版社编号，__人姓名，___号，__，地址，供应类别）借阅者（证件号，姓名，性别，___号，身份，____，__）身份（身份编号，身份描述，最大借阅数）工作人员（工作号，姓名，__，__，ID维护范围）管理人员（工作号，姓名，__，__，ID）ER模型的“__”用于刻画实体之间的关联一种完整的方式是对局部结构中任意两实体类型，依据需求分析的结果，考察局部结构中任意两个实体类型之间是否存在__若有__，进一步确定是1:N，M:N，还是1:1等还要考察一个实体类型内部是否存在__，两个实体类型之间是否存在__，多个实体类型之间是否存在__，等等解释如下1）一个借阅者（用户）只能具有一种身份，而一种身份可被多个借阅者所具有；2）一本图书只能属于一种图书类别（类别），而一种图书类别可以包含多本图书；3）一个用户可以借阅多本不同的书，而一本书也可以被多个不同的用户所借阅；4）一本图书只能由一名工作人员来维护，而一名工作人员要负责几类的多本图书；5）一本图书只能由一个出版社来供应，而一个出版社可出版多本图书；………………所以根据一系列的事实描述，可以初步画出分ER图如下所示（其中以绿颜色标出并加了下划线的属性即表示主码，其余为非主码）​��图书书名作者出版社数量是否借出类别编号供应商编号联系人身份证号电话地址供应类别身份代码名称最大借阅数​​��借阅者证件号姓名身份性别身份证号电话密码工作人员工作号姓名电话密码ID维护范围管理人员工作号姓名电话密码ID​图3-5局部分ER图（共六个）

4.

1.2合并分ER图，生成初步ER图  所有局部ER模式都设计好了后，接下来就是把它们综合成单一的全局概念结构全局概念结构不仅要支持所有局部ER模式，而且必须合理地表示一个完整、一致的数据库概念结构1确定公共实体类型  为了给多个局部ER模式的合并提供开始合并的基础，首先要确定各局部结构中的公共实体类型在这一步中我们仅根据实体类型名和键来认定公共实体类型一般把同名实体类型作为公共实体类型的一类候选，把具有相同键的实体类型作为公共实体类型的另一类候选2局部ER模式的合并合并有两种方法一是多个分ER图一次性集成，这种方法弊病多，且实施起来不方便，所以不常用；一般用第二种，即逐步集成的方法，用累加方式一次集成两个分ER图  则可知合并的原则是首先进行两两合并；先和合并那些现实世界中有__的局部结构；合并从公共实体类型开始，最后再加入__的局部结构3消除冲突  数据库中的冲突可分为三类属性冲突、结构冲突、命名冲突⑴属性冲突属性域冲突属性值的类型、取值范围或单位不同⑵命名冲突同名异义相同的实体名称或属性名称，而意义不同如借阅者和工作人员的属性中都有“姓名”这一属性，但两个的意义是不一样的，这个冲突要消除异名同义相同的实体或属性使用了不同的名称在合并局部ER图时，消除实体命名和属性命名方面不一致的地方也很重要⑶结构冲突结构冲突的表现主要是同一对象在不同的局部ER图中，有的作为实体，有的作为属性；同一实体在不同的局部ER图中，属性的个数或顺序不一致；同一实体的在局部ER图中码不同；实体间的__在不同的局部ER图中__的类型不同设计全局ER模式的目的不在于把若干局部ER模式形式上合并为一个ER模式，而在于消除冲突，使之成为能够被所有用户共同理解和接受的同一的概念模型在本次设计中，属性冲突基本上不存在，因为数据类型比较简单、单一；所以最主要的冲突在于结构冲突与命名冲突上述设计中结构冲突有一项最为明显，即“身份”这一对象在借阅者为实体的情况下是作为其属性存在的，而后面另一局部应用中身份亦作为一个单独的实体出现，所以通过整体分析，决定将“身份”只抽象为实体，而不再作为借阅者的属性出现其次，就是命名冲突比较明显，所以在合并时对产生了命名冲突的属性进行了重命名，比如“借阅者”与“工作人员”都有“姓名”这一属性，则可以用“姓名1”与“姓名2”来进行区分，依此类推，从而得到了基本可行的初步ER图基于以上理论，对前面所列出的局部分ER图进行合并，所得到的初步全局ER图如下所示（其中，用矩形来表示实体，如借阅者，同时用绿色标出；椭圆表示属性，属性中加下划线的为主码，其余为非主码；菱形为实体间的关系，同时用黄色标出）​���图书供应商借阅者工作人员身份管理人员编号2联系人ID2所在地供应类别电话4供求借阅维护属于工作号2姓名3电话3密码3ID3维护范围证件号姓名2性别电话2密码2身份证号代码身份描述最大借阅数管理信息管理信息工作号1姓名1电话1密码1ID1编号1书名出版社作者类别数量是否借出​图3-6初步全局ER图

4.

1.3消除不必要的冗余，设计基本ER图在初步ER图中，可能存在一些冗余的数据和实体间冗余的__，所谓冗余的数据是指可由基本数据导出的数据，冗余的__是指可由其它__导出的__冗余数据和冗余__容易破坏数据库的完整性，给数据库的维护增加困难，应当予以消除消除了冗余后的初步ER图被称为基本ER图，即我们要得到的概念模型当然，并不是所有的冗余数据与冗余__都必须消除，有时为了提高效率，而不得不以冗余信息作为代价在小型的系统设计中，对于比较简单的数据关系，我们常用分析的方法来去掉实际应用中多余的关系或者属性此外，除了使用分析方法外，还可以用规范化理论来消除冗余在规范化理论中，函数依赖的概念提供了消除冗余__的形式化工具，这种方法常用于关系比较多而复杂的数据库设计过程中在本系统中，由于实体间关系不是很复杂，完全可以根据分析方法对初步ER图进行冗余消除比如知道图书的“编号”即可推出该图书属于哪一类别的，因为馆藏图书的编号是按类别依次排下来的，所以对于“图书”这一实体来说，“类别”一项可作为冗余信息删掉；___通过对图书信息的管理可以与借阅者、图书出版社以及工作人员的信息发生__，可以起到对这些信息进行管理的效果，所以可以将___与其他用户的管理关系删掉，保留___对图书信息的管理关系；另外，由于用户的身份可以通过系统编号来识别，故可以将借阅者、图书出版社、工作人员的“___号”（ID）这一属性去掉这样可以避免在同一个人处于不同角色时引起的系统数据混乱从而得到消除了部分不必要的冗余之后的基本ER图如下​���图书出版社借阅者工作人员身份管理人员编号联系人所在地供应类别电话4供求借阅维护属于工作号2姓名电话3密码维护图书类型借书号姓名性别电话2密码代码描述最大借阅数管理信息工作号1姓名电话1密码图书号书名出版社编号作者数量是否借出借书日期借阅数量应归还日期​图3-7基本ER图概念结构设计所得的概念模型（即上面所得的ER图），是__于任何一种DBMS的信息结构，与实现无关

4.2逻辑结构设计逻辑结构设计的任务是将概念结构设计阶段设计的ER图，转化为选用的DBMS所支持的数据模型相符的逻辑结构，形成逻辑模型基于关系数据模型的逻辑结构的设计一般分为三个步骤⑴概念模型ER图转换为关系数据模型⑵关系模型的规范化和优化⑶设计用户子模式

4.

2.1概念模型（ER图）转换为关系数据模型概念模型向关系数据模型的转化就是将用ER图表示的实体、实体属性和实体间的__转化为关系模式具体而言就是转化为选定的DBMS支持的数据库对象现在，绝大部分关系数据库管理系统（RDBMS）都支持表Table、列Column、视图View、主码Pri__ryKey、外码Foreign、约束Constraint等数据库对象一般转换原则如下⑴一个实体转换为一个表（Table），则实体的属性转换为表的列（Column），实体的码转换为表的主键（Pri__ryKey）⑵实体间的__根据__的类型，转换如下

①1:n的__1:n的__是比较普遍的__，其转换比较直观如ER图中出版社和图书的关系是1:n的__，转换成表出版社（编号、__人、所在地、__、供应类别）；表图书（图书号、书名、出版社编号、数量、是否借出）图书表中增加了一个“出版社编号”属性，它是一个外码，是出版社的主码转换规律是在n端的实体对应的表中增加属性，该属性是1端实体对应表的主码

②1:1的__1:1__是1:n__的特例，两个实体分别转换成表后，只要在一个表中增加外码，一般在记录数较少的表中增加属性，作为外码，该属性是另一个表的主码

③m:n的__通过引进一个新表来表达两个实体间多对多的__，新表的主码由__两端实体的主码组合而成，同时增加相关的__属性如在ER图中借阅者和图书的__是m:n__，转换成表借阅者（借书号、姓名、性别、__、__号码）表图书（图书号、书名、出版社编号、__、数量、是否借出）表借阅表（借书号、图书号、借书日期、应归还日期、借阅数目）新增表的“借阅表”中“借书号”和“图书号”组合为主码，分别是外码，其中“借书号”是借阅者表的主码，“图书号”是图书表的主码同时增加了借阅相关的属性借书日期、应归还日期、借阅数目故根据以上的转换原则以及转换过程的分析，可以由基本ER图转换出下面的初始关系数据库模式图书（图书号、书名、出版社编号、__、数量、是否借出）借阅者（借书号、姓名、性别、__、__号码）借阅表（借书号、图书号、借书日期、应归还日期、借阅数目）出版社（编号、__人、所在地、__、供应类别）供求关系表（出版社编号、图书编号）身份（代码、描述、最大借阅数）身份关系表（借书号、身份代码）管理人员（工作号

1、姓名、__、__）管理关系表（管理人员编号、图书号）工作人员（工作号

2、姓名、__、维护图书类型、__）图书维护信息表（工作人员编号、图书号）

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2.2关系模型的规范化与优化关系模型的优化是为了进一步提高数据库的性能，适当地修改、调整关系模型结构关系模型的优化通常以规范化理论为指导，其目的是消除各种数据库操作异常，提高查询效率，节省存储空间，方便数据库的管理常用的方法包括规范化和分解1）.规范化规范化就是确定表中各个属性之间的数据依赖，并逐一进行分析，考察是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖等，确定属于哪种范式根据需求分析的处理要求，分析是否合适从而进行分解必须注意的是并不是规范化程度越高的关系就越优，因为规范化越高的关系，连接运算越多，而连接运算的代价相当高对于查询频繁而很少更新的表，可以是较低的规范化程度将两个或多个高范式通过自然连接，重新合并成一个较低的范式过程称为逆规范化规范化和逆规范化是一对矛盾，何时进行规范化、何时进行逆规范化、进行到什么程度，在具体的应用环境中，需要设计者仔细分析和平衡2）.分解分解的目的是为了提高数据操作的效率和存储空间的利用率常用的分解方式是水平分解和垂直分解水平分解是指按一定的原则，将一个表横向分解成两个或多个表；垂直分解是通过模式分解，将一个表纵向分解成两个或多个表垂直分解也是关系模式规范化的途径之一，同时，为了应用和安全的需要，垂直分解将经常一起使用的数据或机密的数据分离当然，通过视图的方式可以达到同样的效果根据3NF的规范原则，可以将初始数据库关系模式规范化由于3NF中不存在非主属性对码的传递依赖及部分依赖关系，分析以上所得关系模式，去掉不必要的部分表格，可得到以下具有3NF特性的关系模式图书（图书号、书名、出版社编号、__、数量、是否借出）借阅者（借书号、姓名、性别、身份代码、__、__号码）借阅表（借书号、图书号、借书日期、应归还日期、借阅数目）出版社（编号、__人、所在地、__、供应类别）身份（代码、描述、最大借阅数）管理人员（工作号

1、姓名、__、__）工作人员（工作号

2、姓名、__、维护图书类型、__）

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2.3设计用户子模式概念模型通过转换、优化后成为全局逻辑模型，还应该根据局部应用的需要，结合DBMS的特点，设计用户子模式用户子模式也称为外模式，是全局逻辑模式的子集，是数据库用户（包括程序用户和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征目前，关系数据库管理系统（RDBMS）一般都提供了视图（View）的概念，可以通过视图功能设计用户模式此外也可以通过垂直分解的方式来实现定义用户模式的主要目的是1〉符合用户的使用习惯例如客户在供应部门习惯称为供应商，在消除命名冲突时统一命名为客户在用户模式设计时，可以设计一个供应商视图，一是要符合使用习惯，二是只仅仅包含提供物资的对象，而不包含销售的客户2〉为不同的用户级别提供不同的用户模式保证数据的安全有些数据，如企业产品的成本信息是企业比较重要的信息，只有部分用户才能查询和使用，客户一般不能查询，可以定义客户视图，屏蔽其中的成本信息，确保系统的安全3〉简化用户对系统的使用某些查询是比较复杂的查询，为了方便用户使用，并保证查询结果的一致性，经常将这些复杂的查询定义为视图，大大简化了用户的使用在本系统中，管理人员的权限最大，他可以查看其他普通用户的所有信息，而像借阅者这样的普通用户，只能查阅自己的个人信息及图书信息，对于他们来说，其他用户的信息是不可见的所以在设计外模式时，只需要对不同的用户开放不同范围的数据即可，对于该系统而言，不存在需要将已由关系模式拆分的情况，所以只需要根据各类用户对数据的可见范围作出相应的调整即可具体来说即所有数据对管理人员来说都是可见的，图书信息的数据对所有人可见，其余的个人信息只对除管理人员之外的个人可见

4.3物理结构设计

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3.1物理结构设计概述物理结构设计的目的主要有两点一是提高数据库的性能，满足用户的性能需求；二是有效地利用存储空间总之，是为了使数据库系统在时间和空间上最优数据库的物理结构设计包括两个步骤⑴确定数据库的物理结构在关系数据库中主要是存储结构和存储方法的确定；⑵对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间的效率如果评价结果满足应用要求，则可进入到物理结构的实施阶段，否则要重新进行物理结构设计或修改物理结构设计，有的甚至返回到逻辑结构设计阶段，修改逻辑结构由于物理结构设计与具体的数据库管理系统有关，各种产品提供了不同的物理环境、存取方法和存储结构，能供设计人员使用的设计变量、参数范围都有很大差别，因此物理结构设计没有通用的方法在进行物理设计前，注意以下几个方面的问题1〉.DBMS的特点物理结构设计只能在特定的DBMS下进行，必须了解DBMS的特点，充分利用其提供的各种手段，了解其限制条件本次设计的小型图书馆信息管理系统是在WindowsXP支持下的MYSQL环境下__运行的，具有功能强，使用简单，管理方便，运行速度快，可靠性高，安全保密等特点2〉.应用环境特别是计算机系统的性能，数据库系统不仅与数据库设计有关，与计算机系统有关比如是单任务系统还是多任务系统，是单磁盘还是磁盘阵列，是数据库专用服务器还是多用途服务器等等还要了解数据的使用频率，对于使用频率高的数据要优先考虑此外，数据库的物理结构设计是一个不断完善的过程，开始只能是一个初步设计，在数据库系统运行过程中要不断检测并进行调整和优化对关系数据库的物理结构设计主要内容有⑴为关系模式选取存取方法⑵设计关系及索引的物理存储结构

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3.2存取方法选择数据库系统是多用户共享的系统，为了满足用户快速存取的要求，必须选择有效的存取方法一般数据库系统中为关系、索引等数据库对象提供了多种存取方法，主要有索引方法、聚簇方法、HASH方法

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2.1．索引存取方法的选择索引是数据库表的一个附加表，存储了建立索引列的值和对应的记录地址查询数据时，先在索引中根据查询的条件值找到相关记录的地址，然后在表中存取对应的记录，所以能加快查询速度但索引本身占用存储空间，索引是系统自维护的B+树索引和位图索引是常用的两种索引建立索引的一般原则是1如果某属性或属性组经常出现在查询条件中，则考虑为该属性或属性组建立索引；2如果某个属性经常作为最大值和最小值等聚集函数的参数，则考虑为该属性建立索引；3如果某属性和属性组经常出现在连接操作的连接条件中，则考虑为该属性或属性组建立索引；当然，并不是索引定义越多越好一是索引本身占用磁盘空间；二是系统为索引的维护要付出代价，特别是对于更新频繁的表，索引不能定义太多而本系统中并不打算采用索引存取的方法，因为对于本次__的信息系统来说，表格不是很多也不是很繁琐，如果用索引存取方法的话，势必会各系统带来额外的负担，得不偿失

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2.2．聚簇存取方法的选择在关系数据库管理系统（RDBMS）中，连接查询是影响系统性能的重要因素之一，为了改善连接查询的性能，很多RDBMS提供了聚簇存取方法聚簇主要思想是将经常进行连接操作的两个和多个数据表，按连接属性聚簇码相同的值存放在一起，从而大大提高连接操作的效率一个数据库中可以建立很多簇，但一个表只能加入一个聚簇中设计聚簇的原则是1经常在一起连接操作的表，考虑存放在一个聚簇中；2在聚簇中的表，主要用来查询的静态表，而不是频繁更新的表

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3.HASH存取方法的选择有些数据库管理系统提供了HASH存取方法HASH存取方法的主要原理是，根据查询条件的值，按HASH函数计算查询记录的地址，减少了数据存取的I/O次数，加快了存取速度并不是所有的表都适合HASH存取，选择HASH方法的原则是1主要是用于查询的表（静态表），而不是经常更新的表；2作为查询条件列的值域（散列键值），具有比较均匀的数值分布；3查询条件是相等比较，而不是范围（大于或等于比较）

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3.3存储结构的确定确定数据库的存储结构，主要是数据库中数据的存放位置，合理设置系统参数数据库中的数据主要是指表、索引、聚簇、日志、备份等数据存储结构选择的主要原则是数据存取时间上的高效性、存储空间的利用率、存储数据的安全性

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1.存放位置在确定数据存放位置之前，要将数据中易变部分和稳定部分进行适当的分离，并分开存放；要将数据库管理系统文件和数据库文件分开如果系统采用多个磁盘和磁盘阵列，将表和索引存放在不同的磁盘上，查询时，由于两个驱动器并行工作，可以提高I/O读写速度为了系统的安全性，一般将日志文件和重要的系统文件存放在多个磁盘上互为备份另外，数据库文件和日志文件的备份，由于数据量大，并且只在数据库恢复时使用，所以一般存储在磁带上

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2.系统配置DBMS产品一般都提供了大量的系统配置参数，供数据库设计人员和DBA进行数据库的物理结构设计和优化如用户数、缓冲区、内存分配、物理块的大小等等一般在建立数据库时，系统都提供了默认参数，但是默认参数不一定适合每一个应用环境，要做适当的调整此外，在物理结构设计阶段设计的参数，只是初步的，要在系统运行阶段根据实际情况进一步进行调整和优化根据以上原则以及课上数据库系统设计的理论，暂定本系统的物理结构采用最简单常用的方式，关系存取方法采用索引方法，稀疏索引应该就可以解决；而数据库的存储结构方面，因为所__的该系统明显属于小型的信息管理系统，因此可以直接将数据和日志备份等存储在磁盘上即可当然物理存储方面还会再后续__过程中根据实际情况有些许改动，但都会在DBMS允许范围内作改动，不会有太大差距5__总结本系统是我们运用数据库课程所学知识结合了J__a与软件工程的一些知识与理念而进行__设计的，虽然不知道最后会不会如我们所设计的这样实现一个__的信息系统，但设计这个过程已经让我们将课内知识加以深化变为了有用的自己的东西本系统采取结构化的“自下而上”的系统__策略与原型__方法相结合的__方法首先按照结构化系统__策略对系统进行分析和操作做出一个基本符合实际应用的图书馆操作系统，再根据原形法的操作方式对图书馆管理信息系统进行模拟测试、发现问题、进行设计编程修改、完善系统它将采用J__a集成__环境和MySQL数据库进行连接操作，具有__时间短，成本低，而且数据量的传输快等优点同时，由于__者水平的限制，也会存在一些错误，我们将会在系统的应用过程中发现问题并尽可能的解决相应的问题，使该系统得到进一步完善，为我们第一次的数据库应用课程画上一个圆满的句号需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计实施和维护需求说明概念模型逻辑模型物理模式数据库图1-1数据库设计步骤示意图图书馆信息管理系统图书管理人员维护模块图书馆工作人员借阅处理模块读者信息操作模块图书供应商操作模块图书信息模块。