排課系統(tǒng)設(shè)計

1、一、 需求分析需求分析是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的必要和首要設(shè)計階段，將會影響以后數(shù)據(jù)庫設(shè)計的延續(xù)和質(zhì)量，需求分析方法也很多，最重要是形成有實用價值的實際性的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖。在該排課系統(tǒng)的需求分析階段，主要是通過詢問和自己所掌握的關(guān)于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)系方式和工作方式，形成了關(guān)于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖。1.1 需求表述1.1.1 基本功能描述排課系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要完成工作有：1、 數(shù)據(jù)庫管理員對數(shù)據(jù)的錄入和相關(guān)完整性條件約束的建立，2、 數(shù)據(jù)庫相關(guān)的觸發(fā)器與存儲過程對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的聯(lián)系的管理；3、 執(zhí)行程序能夠高效率地完成數(shù)據(jù)處理和調(diào)用；4、 能夠通過DBMS建立一系列視圖來更方便的操作數(shù)據(jù)庫。1.1

2、.2 開發(fā)技術(shù)描述開發(fā)工具：Microsoft SQL Server 2005 SQL Server 2005 是microsoft 公司推出的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，該版本繼承了SQL Server 2000 版本的優(yōu)點，同時又比它增加了許多更先進的功能。具有使用方便可伸縮性好與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點，可跨越從運行Microsoft Windows 2000 電腦到運行Microsoft Windows XP 的大型多處理器的服務(wù)器等多種平臺使用。本實驗中最終將使用Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將我們設(shè)計的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)。 1.2 分析形成初步數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典(Dat

3、a Dictionary，DD)是數(shù)據(jù)庫設(shè)計需求分析階段后通過科學(xué)的處理方法得到的該系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集合，也是進行詳細數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果，它在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中占有恨重要的地位。數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和處理過程5個部分。其中數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以下將把分析收集的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)列出：1、 課程相關(guān)數(shù)據(jù)（表1）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度kcdh課程代號表示該課程的一個代號intkcm課程名這個課程的名稱char8kclb課程類別該課程的上課形式(教室類)tinyint注：教室類別中的tinyint從14分別代表取值

4、為普通教室、多媒體教室、半多媒體教室、實驗機房，也可以由具體其它教師類別進行擴充。2、 班級數(shù)據(jù)（表2）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級代號代表這個班級的號碼（表示院系）int11bjmc班級名稱表示這個班級的名字char8bjrs班級人數(shù)該班級包括的人數(shù)int11 3、 教師數(shù)據(jù)（表3）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度js_dh教師代號老師的代碼int11jsxm教師姓名教師的名字char10jszc教師職稱反映了這個老師的職稱char10jsxb教師性別表示老師的性別char2 4、教室數(shù)據(jù)（表4）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jsdh教室代號表示這個教室位置int11jsgm教室規(guī)模表

5、示這個教室可以容納的人戶intjslb教室類別表示是否有多媒體設(shè)置int注：教室類別中的tinyint從14分別代表取值為普通教室、多媒體教室、半多媒體教室、實驗機房，也可以由具體其它教師類別進行擴充。 5、班級課程數(shù)據(jù)（表5）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級代號表示這個班級intkcbh課程代號表示該班級的該課程intks_num課時數(shù)目表示該班級該課程的課時數(shù)目intz_num課時周數(shù)表示該班級該課程的上課周數(shù)目int 6、班級課時數(shù)據(jù)（表6）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度bjdh班級代號班級的代號intkcdh課程代號課程的代號intsjdh時間代號該班級上該課程的時間點intjs

6、_dh教師代號上課老師的代號intjsdh教室代號上該次課的教室int 注：星期的屬性值范圍tinyint中從15分別代表值是周一到周五；節(jié)次的屬性值范圍tinyint中從14分別代表值是12節(jié)，34節(jié)，56節(jié)，78節(jié)。7、授課數(shù)據(jù)（表7）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jdh教師代號intkcdh課程代號int 注：一個老師可能教授多門課程的情況也存在。 8、教室使用狀態(tài)數(shù)據(jù)分析（表8） 字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度jsdh教室的代號intjcdh時間代號哪個時間點教室在用狀態(tài)intsyqk使用情況該教室在時間段內(nèi)是否被使用char2 注：標(biāo)注教室使用情況，以便于進行排課時不至于沖突。 9、學(xué)期

7、的時間分配數(shù)據(jù)（表9）字段名稱說明功能數(shù)據(jù)類型寬度sjdh時間代號intzc時間周tinyintxq時間星期inyintjc節(jié)次tinyint注：星期的屬性值范圍tinyint中從15分別代表值是周一到周五；節(jié)次的屬性值范圍tinyint中從14分別代表值是12節(jié)，34節(jié)，56節(jié)，78節(jié)。以上各是需求分析后形成的數(shù)據(jù)的部分數(shù)據(jù)字典，基本描述了各種數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，沒有對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲進行較多的描述。1.3 基本數(shù)據(jù)流圖通過以上的分析和各類數(shù)據(jù)的形成，也將在以下畫出該系統(tǒng)的基本簡單數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，DFD）為概念結(jié)構(gòu)設(shè)計和形成初步基本E-R圖做好準(zhǔn)備。下圖為得到

8、的基本數(shù)據(jù)流程圖：班級課程排課處理班 級教 室分析教室課 程 教室狀態(tài)教師授課班級上課時段數(shù)據(jù)流出課程號班級號人數(shù)人數(shù)教室類別可用教室課程號老師號時間點基本數(shù)據(jù)流程圖（圖1）注：在該數(shù)據(jù)流程圖中簡要將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向標(biāo)示，在排課處理中綜合所有的相關(guān)數(shù)據(jù)，最后得到一個班級一門課程在一個時間點的上課地點和任課老師。二、 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計將以上需求分析階段得到的數(shù)據(jù)字典及數(shù)據(jù)流程圖整合為對應(yīng)得到實體聯(lián)系圖，為下一步邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計中創(chuàng)建關(guān)系代數(shù)模型和建立相應(yīng)得表做最后的分析準(zhǔn)備。2.1 數(shù)據(jù)各實體及其屬性以下各圖將系統(tǒng)所有實體的屬性集合表示如下：教 室教室號教室類別教室規(guī)模代號姓名專業(yè)性別班 級班級名班級人數(shù)

9、代號教 師課 程課程號課程名上課類別班級課課程號班級號課時數(shù)周數(shù)授課教師號課程號學(xué)期時間代號周次星期節(jié)次班級課表時間號班級號課程號教室號教師號教室狀態(tài)教室號時間號是否空以上將數(shù)據(jù)各實體分別將圖表列出。2.2 基本E-R圖的形成實體聯(lián)系部分情況：1、 一個班級可以是在一個學(xué)期內(nèi)學(xué)習(xí)沒M門課程，一門課程也可以同時在我們學(xué)校的N個班級內(nèi)開課；2、 一個老師可以教M門課程的情況，同時一門課程有N個老師在教授課程；3、 一個班級有M個老師授課學(xué)習(xí)，一個老師也可能在N個班級中講課；4、 一個班上課只能在1個教室，同時一個教室在一時刻只能一個班上課（大課及公選課沒有考慮進去）；5、 一個老師上課在1個教室，

10、一個教室只能1個老師在上課；6、 一個時間點有M個班級在上課，一個班級只能只能在1個時間點上課。基本E-R圖：老師班級課 程學(xué)習(xí)講課教學(xué)教 室占 用占用講 課MNMNMN111111系統(tǒng)基本E-R圖在形成E-R圖的過程中，由于將各實體聯(lián)系到一塊，可能會產(chǎn)生命名沖突，結(jié)構(gòu)沖突和屬性沖突，在此將不具體介紹相關(guān)沖突的解決辦法，只在后面的模型中自行分析并解決。三、 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計是在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計好的基礎(chǔ)上把形成的基本系統(tǒng)實體聯(lián)系圖轉(zhuǎn)化為我們現(xiàn)在要使用的DBMS關(guān)系模型結(jié)構(gòu)，在此將具體將E-R圖的各實體和屬性聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一個個的關(guān)系模式，并對各關(guān)系模式分析各規(guī)范要求。3.1 E-R圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系模

11、式生成的關(guān)系表：1、課程表（課程號，課程名，課程類別）該表記錄全校所有課程的相關(guān)信息，包括該課程的上課類別，也就是上課教室的類別，將課程號作為主碼。該關(guān)系中其它兩個非主屬性完全依賴于碼值課程代號，也不存在傳遞依賴，同時滿足于1NF，2NF，3NF三個規(guī)范。2、班級表（班級代號，班級名，班級人數(shù)）表記錄學(xué)校各班級的的簡單信息，包括班級名稱和班級人數(shù)，班級人數(shù)同時將會確定該班級上課的教室規(guī)模，班級代號為主碼約束，班級名和班級人數(shù)完全依賴于該碼，不存在傳遞依賴，該關(guān)系滿足3范式規(guī)范要求。3、教師表（教師代號，教師性別，教師姓名）教師表將學(xué)校所有老師的信息記錄，教師代號為為主碼，也滿足三范式的規(guī)范要求

12、。4、教室表（教室代號，教室規(guī)模，教室類別）將記錄全校所有教室信息的表，其中實體完整性為教室代號為主碼，教室規(guī)模為教室容納人數(shù)，教室類別取值有int型數(shù)據(jù)4種，兩個非主屬性完全依賴于碼且不傳遞依賴于主碼。5、時間表（時間代號，星期，節(jié)次，周次） 記錄學(xué)校一個學(xué)期所有上課時間的表，將節(jié)假日和雙休日可以不再表內(nèi)，包含周次，星期，節(jié)次三個時間屬性，時間代號為主碼約束，三個屬性完全依賴于主碼，也不傳遞依賴于主碼，滿足關(guān)系范式要求。6、班級選課表（班級代號，課程代號，課時數(shù)，周數(shù)）班級選課表將記錄一個班級一門課程的上課信息，包括課時數(shù)，和上課總周數(shù)，班級代號和課程代號為主碼，同時也是班級表和課程表的外碼

13、，一個班的某門課程的上課課時和周數(shù)一定的，兩個屬性完全依賴于主碼，同時這個關(guān)系也將是編程實現(xiàn)時進行排課所需要的表，將會生成視圖和編寫觸發(fā)器對應(yīng)外碼的參照完整性。7、班級派課表（班級代號，時間代號，課程號，教師代號，教室代號）班級派課表中記錄排課后的班級上課表，也是最終得到的班級課表信息，以班級代號和時間代號為主碼約束，其他屬性有該班級在該時刻上課的課程，上課的老師代號，以及上課的教室代號。8、教室狀態(tài)表（教室代號，時間代號，使用狀態(tài)）教室狀態(tài)表保存了在排課過程中教室的使用情況，使用狀態(tài)為1和0，分別表示教室在該時刻的使用狀態(tài)，為編程實現(xiàn)不會教室在某個時刻不重復(fù)排教室。教室代號和時間代號為主碼約

14、束，該關(guān)系同樣滿足三范式規(guī)范。9、授課狀態(tài)表（教師代號，課程代號）授課狀態(tài)表將記錄老師的教課信息，一個老師可能上幾門不同的課程，比如java老師可能也上C語言的課程，加入該表將會更準(zhǔn)確記錄老師的授課信息，以便排課系統(tǒng)更好的分配。該表為全碼約束，兩個屬性組合為主鍵。3.2 部分表、視圖和觸發(fā)器的創(chuàng)建1、表的創(chuàng)建：Create table subject /課程表創(chuàng)建( Kcdh int parmary key, Kcm char(4) not null, Kclb char(4) not null, Zxs int not null, Zhxs int not null chilk(zhxs i

15、n (0,1,2,3) defult 1,)Create table teacher /教師表的建立( Jsdh int parmary key, Jszy char(8) not null, Jsxb char(2) not null chilk (jsxb in (男，女)， Jsxm char(8) not null)2、班級查詢視圖建立Create view classtime As Select class.bjxm,班級派課表.jsdh,subject.kcm,teacher.jsxm,time.jc,zc,xqFrom class,time,teacher, 班級派課表,subj

16、ectWhere class.bjdh=班級派課表.bjdh and teacher.jsdh=班級派課表.sdh and time.sjdh =班級排派表.sjdh and subject.kcdh=班級派表.kcdh3、教室課表視圖建立:Create view teachertimeAs Select jsxm,bjxm,kcm 班級派課表.bidh ,xq,zc,jc, 班級派課表.bidhFrom class ,room,teacher,time, 班級排課表.,subjectWhere class.bjdh=班級派課表.bjdh and teacher.jsdh=班級派課表.sdh

17、and time.sjdh =班級派課表.sjdh and subject.kcdh=班級排課表.kcdh5、部分觸發(fā)器的建立：Create trigger insert_ST on 班級派課表 for insertAsBegindeclare banji int banji_1 intselect banji=count(*) from 班級派課表，inserted where inserted.bjdh=班級派課表.bjdh and inserted.bjkc=班級派課表.bjkcselect banji_1=kss from 班級課表，inserted where inserted.bjdh=班級派課表.bjdh an