《数据库原理与应用》课程作业论文

经济管理学院《数据库原理与应用》课程作业《数据库原理与应用》结课论文摘要：数据库是计算机应用系统中的一种专门管理数据资源的系统。90年代以来，不同的应用领域对数据库的需求使数据库技术向非传统应用方面发展，产生了新的智能数据库、知识数据库、图像数据库、面向对象数据库和可扩充数据库等。数据库有很多种类型，从最简单的存储各种数据表格到存储海量数据的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。下文体现在课上学习了哪些知识，系统地总结《数据库原理与应用》课程所学内容（按章节进行总结）。其次在课下，通过自学方式学习了与数据库相关的内容及相关知识，对自己的收获。最后结合学生选课案例分析实例，分析了数据库的日常生活中的应用及数据库技术的发展前景。关键词：数据库管理系统；数据库；数据库系统；SQL语言1课程主要内容《数据库系统概论(第4版)》系统全面地阐述数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法。全书分为4篇17章。基础篇包括绪论、关系数据库、关系数据库标准语言SQL、数据库安全性和数据库完整性，共5章；设计与应用开发篇包括关系数据理论、数据库设计和数据库编程，共3章；系统篇包括关系查询处理和查询优化、数据库恢复技术、并发控制和数据库管理系统，共4章；新技术篇包括数据库技术新发展、分布式数据库系统、对象关系数据库系统、XML数据库和数据仓库与联机分析处理技术，共5章。1.1基础篇1.1.1绪论数据库系统概述中介绍了数据、数据库、数据库管理系统数据库系统，数据管理技术的产生和发展，数据库系统的特点；数据模型中介绍了两大类数据模型，数据模型的组成要素，概念模型，最常用的数据模型，层次模型，网状模型，关系模型；数据库系统结构中介绍了数据库系统模式的概念，数据库系统的三级模式结构，数据库的二级映像功能与数据独立性；以及数据库系统的组成。围绕数据库的设计、编程与实现，系统、全面地介绍了数据库系统的基本概念、基本原理、基本方法以及应用技术。1.1.2关系数据库关系数据结构及形式化定义中介绍了关系，关系模式，关系数据库；关系操作中介绍了基本的关系操作，关系数据语言的分类；关系的完整性中介绍了关系的三类完整性约束，实体完整性(EntityIntegrity)，参照完整性(ReferentialIntegrity)，用户定义的完整性(User-definedIntegrity)；关系代数中介绍了传统的集合运算，专门的关系运算；关系演算中介绍了元组关系演算语言ALPHA，元组关系演算，域关系演算语言QBE。1.1.3关系数据库标准语言SQLSQL概述中介绍了SQL的产生与发展，SQL的特点，SQL的基本概念；学生-课程数据库；数据定义中介绍了模式的定义与删除，基本表的定义、删除与修改，索引的建立与删除；数据查询中介绍了单表查询，连接查询，嵌套查询，集合查询，SELECT语句的一般格式；数据更新中介绍了插入数据，修改数据，删除数据；视图中介绍了定义视图，查询视图，更新视图，视图的作用。1.1.4数据库安全性和数据库完整性计算机安全性概述中介绍了计算机系统的三类安全性问题，安全标准简介；数据库安全性控制中介绍了用户标识鉴别(Identification&Authentication)，存取控制，自主存取控制(DAC)方法，授权(Authorization)与回收，数据库角色，强制存取控制(MAC)方法；视图机制；审计(Audit)；数据加密；统计数据库安全性。数据库完整性介绍了实体完整性，参照完整性，用户自定义的完整性及完整性命名字句。1.2设计与应用开发篇1.2.1关系数据理论该部分主要介绍了问题的提出，规范化（包括第一范式（1NF），第二范式（2NF），第三范式（3NF），BC范式（BCNF），多值依赖与第四范式（4NF）），数据依赖的公理系统，模式的分解。1.2.2数据库设计该部分介绍了数据库设计概述，需求分析，概念结构设计，逻辑结构设计，数据库的物理设计，数据库的实施与维护。数据库设计(DatabaseDesign)是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。1.3系统篇1.3.1数据库恢复技术数据库恢复是指通过技术手段，将保存在数据库中丢失的电子数据进行抢救和恢复的技术。数据库可能因为硬件或软件（或两者同时）的故障变得不可用。我们必须决定最适合业务环境的恢复方法。在数据库中恢复由3种类型或方法，即应急（crash）恢复、版本（version）恢复和前滚（roolforward）恢复。因为随着数据库技术在各个行业和各个领域大量广泛的应用，在对数据库应用的过程中，人为误操作、人为恶意破坏、系统的不稳定、存储介质的损坏等等原因，都有可能造成重要数据的丢失。这就需要进行数据库恢复。1.3.2并发控制在计算机科学，特别是程序设计、操作系统、多重处理和数据库等领域，并发控制是确保及时纠正由并发操作导致的错误的一种机制。并发控制的基本单位是事务。并发控制指的是当多个用户同时更新运行时，用于保护数据库完整性的各种技术。并发机制不正确可能导致脏读、幻读和不可重复读等此类问题。并发控制的目的是保证一个用户的工作不会对另一个用户的工作产生不合理的影响。使用数据库可以带来许多好处：如减少了数据的冗余度，从而大大地节省了数据的存储空间；实现数据资源的充分共享等等。此外，数据库技术还为我们提供了非常简便的使用手段使我们易于编写有关数据库应用程序，极大方便了我们的生活。2自学拓展内容2.1编程语言编程语言（programminglanguage），又称程序设计语言（programdesignlanguage，简称PDL），是一组用来定义计算机程序的语法规则。它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。2.2基本简介计算机语言的种类非常的多，总的来说可以分成机器语言，汇编语言，高级语言三大类。如果按语种分，可以分为英文符号语言和汉语符号语言两类。（典型的如：易语言、易语言。飞扬）电脑每做的一次动作，一个步骤，都是按照已经用计算机语言编好的程序来执行的，程序是计算机要执行的指令的集合，而程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的。所以人们要控制计算机一定要通过计算机语言向计算机发出命令。目前通用的编程语言有两种形式：汇编语言和高级语言。2.3主要特点2.3.1Basic语言优点：Basic简单易学，很容易上手；VisualBasic提供了强大的可视化编程能力，可以让你轻松地做出漂亮的程序；众多的控件让编程变得象垒积木一样简单；VisualBasic的全部汉化让我们这些见了English就头大的人喜不自禁。缺点：VisualBasic不是真正的面向对象的开发文具；VisualBasic的数据类型太少，而且不支持指针，这使得它的表达能力很有限；VisualBasic不是真正的编译型语言，它产生的最终代码不是可执行的，是一种伪代码。2.3.2Pascal语言优点：Pascal语言结构严谨，可以很好地培养一个人的编程思想；Delphi是一个真正的面向对象的开发工具，并且是完全的可视化；Delphi使用了真编译，可以让你的代码编译成为可执行的文件，而且编译速度非常快；Delphi具有强大的数据库开发能力，可以让你轻松地开发数据库。缺点：Delphi几乎可以说是完美的，只是Pascal语言的过于严谨。2.3.3C语言优点：C语言灵活性好，效率高，可以接触到软件开发比较底层的东西；微软的MFC库博大精深，学会它可以让随心所欲地进行编程；VC是微软制作的产品，与操作系统的结合更加紧密。缺点：对使用者的要求比较高，既要具备丰富的C语言编程经验，又要具有一定的WINDOWS编程基础，它的过于专业使得一般的编程爱好者学习起来会有不小的困难。2.3.4C++语言优点：继承了C语言的全部优点；完全的可视化；极强的兼容性，支持OWL、VCL和MFC三大类库；编译速度非常快。2.3.5JAVA语言优点：Java是一种简单的，面向对象的，分布式的，解释的，健壮的，安全的，结构的中立的，可移植的，性能很优异的多线程的，动态的语言。Java的开发环境有不同的版本，如sun公司的JavaDevelopersKit，简称JDK。后来微软公司推出了支持Java规范的MicrosoftVisualJ++Java开发环境，简称VJ++。3学生选课案例分析3.1系统功能及需求分析3.1.1系统功能选课系统含登录验证模块、学生选课模块、管理员模块。学生通过本系统，可透过浏览器查询课程安排、教师及选课情况等；管理员通过本系统，可对全校学生进行选修课的统筹管理，如修改、添加、查询、删除等，从而为教务工作提供决策信息。3.1.2需求分析分析一：系统应该满足以下几个方面需求：（1）某些选修课程因为前序课程或者教学管理资源的限制，要求系统能对课程选修人数、选修学生年级、专业等进行限制。（2）选课过程需具有时效性，系统要能在短时间内响应大量学生的查询和选课要求，並及时处理。（3）教务部门能及时掌握课程选修情况，系统界面直观，操作简单，学生不需经任何培训即可操作。（4）系统要提供数据输出接口以供教务员作后期处理及保存。包括作为以后查询和评估使用的资料。分析二：系统要实现的功能分为二大模块：管理员模块:（1）负责统一管理，包括课程的查询、添加、修改和删除；（2）限制选修条件的管理，包括条件的添加、修改和删除；（3）统一管理用户，包括管理员和学生用户的管理；（4）系统公告的管理；（5）数据的管理和数据导出；（6）管理员密码管理和学生密码的初始化操作。学生选课模块：（1）从课程列表中选择所要选修的课程；（2）查询已选课程及其相关信息，包括上课时间及地点；（3）修改自己的登录密码。3.2系统功能模块划分3.2.1系统功能框图图3-1选课系统3.2.2系统模块说明根据用户需求分析和数据字典设计，把系统模块划分为：三大模块和三个子模块。它们分别是登录验证模块、管理员模块、学生选课模块三大模块以及管理员模块下的选修课程管理子模块、用户管理子模块和数据导出、导入子模块。3.2.2.1登录验证模块该模块用于检查用户的登录，管理员、学生的登录。确保只有合法的用户才能进入系统进行相应操作。3.2.2.2管理员模块管理员模块是该系统中功能最为强大的一个模块，管理员可在此完成对整个系统的管理以及维护，课程的添加，新学生的登记也都要通过该模块完成。（1）选修课程管理子模块。该模块用于管理员对选修课程进行添加、修改、选课系统登录学生选课模块教师开课模块管理员管理模块注册修改个人信息浏览基本课程选课查看已选课程浏览可选课程填写选课信息修改个人信息浏览基本课程查看学生选课信息分配账号密码申请教课注销或修改用户状态设定课程人数发通知创建课程指定任课教师统计学生选课信息删除、查询等操作。选修课程的添加分两个步骤：第一步是输入基本信息；第二步是录入选修课程的限选条件。（2）用户管理子模块。用户管理模块可具体分为管理员的管理和对学生用户的管理两种功能，其中管理员的管理功能较为简单，功能包括修改信息、密码的修改。（3）数据导出、导入子模块。因为选修课是一种实际的上课过程，在上课过程中我们需要点名考勤和成绩打印，所以本系统提供数据导出功能，管理员把数据导出成EXCEL文件让教务员进行处理，让老师掌握课程的学生人数和姓名，方便日后教学工作的正常展开。另因为学生的数据量较大，所以系统提供了数据接口来对学生数据进行导入。3.2.2.3学生选课模块学生选课模块是系统最主要的功能，因为选课系统平台的大部分数据输入都是由大量学生的选课操作获得的。选课模块的设计虽然并不复杂，但是对稳定性的要求相对较高，这要求在设计上尽量少的占用系统资源，以防止出来因服务器系统资料不足而导致无法正常运行的情况。登录系统主界面后，用户查看可选的课程名称