数据库设计实例 教务管理系统
数据库实验七 数据库设计
题目要求：
设计一个教务管理系统。要求管理包括：学生的档案，学生选课的情况，学生每学期的综合测评，教师档案，教师工作量等等。具体考核方法根据自己了解的实际情况处理。
假设此次设计的教务系统是整个学生管理系统数据库中的一部分，整个系统至少还包括学籍管理等其他子系统。
在初期设计时，先关注与教务系统有关的数据。在完成对教务管理系统的建模后再对整个系统进行合并，总终得到整个系统的设计方案。
一、需求分析
1、 根据分析可以画出该教务管理系统的数据流图：
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学生 |
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选课 |
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上课 |
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考试 |
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测评 |
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选课单 |
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允许考试 |
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成绩单 |
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老师档案 |
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课程简介 |
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教室安排 |
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试卷 |
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考场安排 |
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测评报告单 |
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学生名单 |
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教师 |
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选定教材 |
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申报 |
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课表 |
2、 数据字典
数据结构：学生
含义说明：是教务管理系统的一个核心数据结构，定义了学生的有关信息
组成：学号、姓名
数据项：学号
含义说明：唯一标识每一个学生
别名：学生编号
类型：字符型
长度：9位
取值范围：190000000 – 999999999
取值含义：前四位表明学生所在年级，后五位安顺序编号
数据项：姓名
含义说明：表示学生的姓名
类型：字符型
长度：10位
取值范围：任意字符
数据结构：教师
含义说明：教务管理系统的核心数据结构之一，定义了教师的有关信息
组成：教师号，教师姓名
数据项：教师号
含义说明：教师的编号
类型：字符型
长度：5位
取值范围：10000 – 99999
数据项：教师姓名
含义说明：教师的姓名
类型：字符型
长度：10位
取值范围：任意合法的字符
数据结构：课程
含义说明：教务管理系统的核心数据结构之一，定义了课程的有关信息
组成：课程号，课程名，课程描述，教师，教室，教科书，学分
数据项：课程号
含义说明：课程的编号
类型：字符型
长度：4
取值范围：0001 – 9999
数据项：课序号
含义说明：对于同一课程，由不同老师教授，用课序号来区分
类型：字符型
长度：2
取值范围：01 – 99
数据项：课程名
含义说明：课程的名称
类型：字符型
长度：10
取值范围：任意合法的字符
数据项：课程描述
含义说明：课程内容的基本描述
类型：字符型
长度：200
取值范围：任意合法字符
数据项：教科书
含义说明：课程所用的教科书
类型：字符型
长度：20
取值范围：任意合法字符
数据项：学分
含义说明：课程的学分
类型：整型
长度：1
取值范围：1-9
数据结构：教室
含义说明：上课所用的教室
组成：教室编号，教室地址，教室容量
数据项：教室编号
含义说明：教室的编号
类型：字符
长度：5
取值范围：00001-99999
数据项：教室地址
含义说明：标明教室的地址
类型：字符
长度：30
取值范围：任意合法的字符
数据项：教室容量
含义说明：教室的容纳学生的数量
类型：整型
取值范围：正整数
数据结构：选课记录
含义说明：纪录学生选课的纪录
组成：学生，课程，成绩
数据项：成绩
含义说明：选课学生本学期的成绩
类型：浮点数
范围：0.0 – 100.0
处理过程：分配教室
说明：为所有课程分配上课教室
输入：课程，教室
输出：教室安排
处理：学期课程决定后，要为每个课程安排上课地点，要求上课的地点不能冲突且上课人数不能超过教室容量。
处理过程：分配考场
说明：在考试日期，为所有课程分配考场
输入：课程，教室
输出：考场安排
处理：为每个课程安排考场，考试时间和地点不能冲突且考试人数不能超过考场容量。
数据存储：成绩单
说明：记录学生本学期所有课程成绩
流入数据流：学生所有的选课记录
流出数据流：学生的成绩单
数据量：由学生的人数决定
存取方式：随机存取
二、概念结构设计
1、根据需求分析画出E-R图：
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选修 |
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学生 |
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教师 |
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课程 |
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m |
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n |
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讲授 |
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1 |
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n |
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教科书 |
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n |
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成绩 |
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教室 |
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开设 |
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1 |
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n |
2、 根据E-R图写出各个实体的属性描述
学生：{学号，姓名}
课程：{课程号，课程名，课程描述，学分}
教师：{教师号，教师名，课程数}
教室：{教室编号，地址，容量}
3、 视图的集成
假设在学生管理系统的学籍管理系统中存在另一个学生实体，其中还包括以下信息：性别，所属专业，所属班级。为了使两个实体保持一致，对两个实体取并集得到新的学生实体：
学生：{学号，姓名，性别，专业，班级}
三、逻辑结构设计
1、 由E-R图向数据模型的转换
一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性。实体的码就是关系的码。所以，E-R图中的属性描述可直接转换为相应的关系模式。
2、 对于剩余的一对多和多对多联系可以如下表示
学生-课程：{学号，课程号，课序号，成绩}
课程-教师：{课程号，课序号，教师号}
课程-教科书：{课程号，课序号，教科书}
教室-课程：{教室号，时间，课程号，课序号}
其中 课程-教师 与 课程-教科书 具有相同的主码，可以合并成一个关系
教学：{课程号，课序号，教师号，教科书}
最后得到的关系模式为
学生：{学号，姓名，性别，专业，班级}
课程：{课程号，课程名，课程描述，学分}
教师：{教师号，教师名，课程数}
教室：{教室号，地址，容量}
学生-课程：{学号，课程号，课序号，成绩}
教学：{课程号，课序号，教师号，教科书}
教室-课程：{教室号，时间，课程号，课序号}
3、 用户外模式
根据需求，为计算综合测评增加一个外模式，因为综合测评只在学期末进行，查询次数不多，所以没有必要用冗余的方法来提高查询效率，只需要建立一个外模式视图即可。
测评{学号，学生姓名，平均成绩}
4、 根据设计写出相应的SQL语句：
CREATE TABLE student
(
Sno VARCHAR(9) CONSTRAINT pk_student PRIMARY KEY,
Sname VARCHAR(10) NOT NULL,
Sex VARCHAR(1) NOT NULL,
Major VARCHAR(10) NOT NULL,
Class VARCHAR(10) NOT NULL,
CHECK (Sex = 'f' OR Sex = 'm')
)
CREATE TABLE course
(
Cno VARCHAR(4) CONSTRAINT pk_course PRIMARY KEY,
Cname VARCHAR(10) NOT NULL,
Describe VARCHAR(200) ,
Mark INTEGER
)
CREATE TABLE teacher
(
Tno VARCHAR(5) CONSTRAINT teacher_pk PRIMARY KEY,
Tname VARCHAR(10) NOT NULL,
Ccnt INTEGER NOT NULL DEFAULT 0
)
CREATE TABLE classroom
(
Rno VARCHAR(5) CONSTRAINT pk_classroom PRIMARY KEY,
Locate VARCHAR(30) NOT NULL,
Cap INTEGER
CHECK (Cap > 0)
)
CREATE TABLE tech
(
Cno VARCHAR(4) NOT NULL CONSTRAINT fk_course_cno FOREIGN KEY REFERENCES course(Cno)
ON UPDATE CASCADE --级联更新
ON DELETE CASCADE, --级联删除
SCno VARCHAR(2) NOT NULL,
Tno VARCHAR(5) CONSTRAINT fk_teacher_tno FOREIGN KEY REFERENCES teacher(Tno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
Book VARCHAR(20)
CONSTRAINT pk_tech PRIMARY KEY (Cno,SCno)
)
CREATE TABLE SC
(
Sno VARCHAR(9) NOT NULL CONSTRAINT fk_student_sno FOREIGN KEY REFERENCES student(Sno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
Cno VARCHAR(4) NOT NULL CONSTRAINT fk_sc_course_cno FOREIGN KEY REFERENCES course(Cno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
SCno VARCHAR(2) NOT NULL,
Score FLOAT
CONSTRAINT pk_sc PRIMARY KEY (Sno,Cno,SCno)
)
CREATE TABLE RC
(
Rno VARCHAR(5) CONSTRAINT fk_classroom_rno FOREIGN KEY REFERENCES classroom(Rno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
Time DATETIME,
Cno VARCHAR(4) NOT NULL CONSTRAINT fk_rc_course_cno FOREIGN KEY REFERENCES course(Cno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE,
SCno VARCHAR(2) NOT NULL
CONSTRAINT pk_rc PRIMARY KEY (Rno,Time)
)
为进行综合测评增加一个外模式
CREATE VIEW assess AS
SELECT SC.sno, sname, AVG(score) as average FROM SC,Student
where SC.sno = student.sno
GROUP BY SC.sno,sname
为了符合数据的参照完整性约束，避免学生选课的时候选择一个不存在的课程号-课序号组，增加一个外键约束。
ALTER TABLE sc
ADD CONSTRAINT fk_sc_tech FOREIGN KEY (Cno,SCno) REFERENCES tech(Cno,SCno)
ON UPDATE CASCADE
ON DELETE CASCADE
为了在插入一个新课程时能级联更新教师的工作量，增加一个触发器。此任务也可以通过建立一个外模式视图来动态统计，为了练习的目的这里采用了触发器
CREATE TRIGGER workcnter On tech
AFTER INSERT ,UPDATE, DELETE
AS
BEGIN
DECLARE @T VARCHAR(5)
IF EXISTS
(
SELECT TOP 1 Tno FROM INSERTED
)
BEGIN
SET @T = (SELECT TOP 1 Tno FROM INSERTED )
UPDATE teacher SET Ccnt = Ccnt + 1 WHERE Tno = @T
END
IF EXISTS
(
SELECT TOP 1 Tno FROM DELETED
)
BEGIN
SET @T = (SELECT TOP 1 Tno FROM DELETED)
UPDATE teacher SET Ccnt = Ccnt - 1 WHERE Tno = @T
END
END
关于课程容量：如何保证选课的学生数量不超过教室的容量？
初步解决办法是：在学生选课时建立暂时不考虑容量问题，都加入一个临时的SC表中。然后，在选课结束后将未超额的记录直接加入SC表，超额的课程进行抽签，将命中部分学生的选课记录插入SC表，直到人数符合课程容量的要求为止。
抽签的功能较适合用顶层的高级语言来实现。在选课结束后，选超额课程的学生需登陆选课系统进行抽签，抽签的过程可以使用概率算法，如果抽中，系统再将选课记录插入SC表，否则就从临时表中删除。
所以，在数据库系统中，没有对SC表的插入操作进行约束。