數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計


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第1章 緒論

1.1 應(yīng)用背景
近年來由于信息技術(shù)的日新月異,以及計算機與網(wǎng)絡(luò)的日益普及,信息資源已成為各個部門的重要財富與資源。建立一個滿足各級部門信息處理要求的行之有效的信息系統(tǒng)也成為一個單位或組織生存和發(fā)展的重要條件。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)使信息系統(tǒng)從以加工數(shù)據(jù)的程序為中心轉(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)庫為中心的新數(shù)據(jù)。這樣既便于數(shù)據(jù)的集中管理，又有利于應(yīng)用程序的研制和維護，提高了數(shù)據(jù)的利用率和相容性，提高了決策的可靠性。目前，數(shù)據(jù)庫已成為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的不可分離的重要組成部分。數(shù)據(jù)庫是一個通用化綜合性的數(shù)據(jù)集合，可以提供各種用戶共享而且有最小的冗余度和較高的數(shù)據(jù)程序的獨立性，它為各種程序并發(fā)的使用，能夠有效及時的處理數(shù)據(jù)，并提供安全性及完整性[1]。
數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務(wù)是針對特定的應(yīng)用需求和環(huán)境，創(chuàng)造一個性能良好的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫，并基于數(shù)據(jù)庫開發(fā)其應(yīng)用軟件系統(tǒng)，使系統(tǒng)能有效地收集、存儲和管理數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理和加工[2]-[4]。
實驗室是高校的重要組成部分，是辦好高校的基本條件。實驗室工作水平是衡量一個學校教學，科研水平的主要標志之一。沒有一流的實驗室工作水平，就不可能有一流的教學與科研水平。而衡量實驗室的工作水平，不僅要看它的硬件，還要看它的管理。為了更好的管理實驗室的各種資料、儀器狀況及其它實驗室的大量數(shù)據(jù)資源，開發(fā)一套實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以利于實驗室的人員更好的利用實驗室的各種數(shù)據(jù)資源，把實驗室管理員從手工勞動中解脫出來，實現(xiàn)實驗室管理的現(xiàn)代化、規(guī)范化、信息化[5]-[8]。
第2章 系統(tǒng)設(shè)計
2.1系統(tǒng)分析
2.1.1系統(tǒng)可行性分析
1.經(jīng)濟可行性
一個實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將會對整個實驗室的信息采集、管理和分析起著舉足輕重的作用。它在高校實驗室的應(yīng)用，保證了管理員對實驗室每個成員的情況的掌握以及管理，對實驗室設(shè)備狀況的了解并對其做出及時的處理措施，對實驗室課程的安排和實驗室開放時間的安排。系統(tǒng)的優(yōu)化，能有效的提高管理員對實驗室信息的管理，可以提高管理的及時性、有效性和簡易性，減少信息管理的出錯率，從而管理員能對實驗室進行精確的管理。使實驗室的作用得到充分的發(fā)揮，方便廣大師生的使用[9]。
隨著實驗室規(guī)模的不斷擴大，教師人數(shù)的增多以及設(shè)備的不斷引進，使實驗室的管理愈加復(fù)雜，管理費用越來越昂貴，耗費了很多的不必要的人力和物力，對于高校的經(jīng)費花銷產(chǎn)生了重要的影響。因此，開發(fā)并實施有效的實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對于現(xiàn)在的節(jié)約高校經(jīng)費花銷有著至關(guān)重要的意義。
實驗室的信息量越大，對數(shù)據(jù)的處理將是一個很龐大的工程，如果沒有一個方便有效的管理系統(tǒng)，很難使得實驗室資料的信息保持一致性。當某一個信息有改動（添加、刪除、修改）時，就必須對以前的信息資料進行全面的改動，如果缺漏了某一部分，那么這樣的數(shù)據(jù)是不具有價值的，對于擁有眾多數(shù)據(jù)的實驗室，如果不引進實驗室信息管理系統(tǒng)，要做到信息的有效性和及時性，只憑管理員操縱，是很難去實現(xiàn)實驗室應(yīng)有的價值的。而且會浪費很多財力和物力。這時，一個好的實驗室信息管理系統(tǒng)的引進，是一個很好的選擇，可以有效的降低出錯率，這會給高校實驗室節(jié)省一筆可觀的費用，并實現(xiàn)了實驗室原本應(yīng)具有的價值[10]。
從長遠的角度看，由于實驗室的數(shù)據(jù)是在不斷更新的，在實現(xiàn)這些復(fù)雜的、不斷更新的信息的處理時，如果只用人力操作，長遠的看，其工作量只會越來越大，耗費的財力和物力會隨著信息的不斷更新和增長而愈來愈龐大。使用實驗室信息管理系統(tǒng)，由于其簡易性和有效性，已經(jīng)實現(xiàn)了減少成本的作用。在實驗室長期的管理中，它的優(yōu)勢就愈發(fā)明顯了，對高校實驗室的費用的節(jié)約起了舉足輕重的作用。
因此，此項目在經(jīng)濟方面是可行的。

2.操作可行性
實驗室系統(tǒng)是基于Visual FoxPro 6.0(下文簡稱VFP) 平臺下的數(shù)據(jù)庫。這樣使得實驗室系統(tǒng)使用起來直觀性，可視性效果很好。由于采用了檢驗權(quán)限的登錄方式，所以系統(tǒng)的安全性得到了保障。本系統(tǒng)還采用了很多人機交互的處理，系統(tǒng)中有很多要求輸入數(shù)據(jù)的項目，給出選項供使用者選擇，大大降低了系統(tǒng)的出錯率，由于操作過程都很簡單，容易上手，可以為使用此實驗室系統(tǒng)的實驗室節(jié)省了人員培訓(xùn)費用。
因此，此項目在操作方面是可行的。

3.技術(shù)可行性
實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)緊跟時代的發(fā)展，采用的都是最新興的科學技術(shù)，始終走在時代的前沿，采用了功能很強大、效率高、界面豐富的 VFP來開發(fā)的。具有很好的軟件開發(fā)能力，能夠很好地勝任各種新的項目的開發(fā)，并具有了較成熟的技術(shù)水平。
實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能很快、很好的進行實驗室信息的處理，如數(shù)據(jù)的查詢、錄入、修改、刪除，并具有很完善的匯總和報表功能，能完全處理好高校實驗室的數(shù)據(jù)的管理，充分發(fā)揮實驗室的功能。
因此，實驗室系統(tǒng)的開發(fā)與實施，在技術(shù)上也是可行的。
2.1.2 系統(tǒng)需求分析
1.功能需求
根據(jù)實驗室的實際要求，結(jié)合實驗室詳細數(shù)據(jù)管理的實際流程，實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要滿足以下需求：
A.掌握實驗室每個教師的基本情況。其中包括教師性別、姓名、年齡、序號、學歷、職稱等。
B.基于權(quán)限的管理。本系統(tǒng)可同時提供給實驗室管理人員或普通人員使用。但對于普通類用戶而言，只具有查看數(shù)據(jù)信息等簡單的功能。而對于實驗室管理人員而言，其可管理所有的數(shù)據(jù)。
C.為實驗室管理人員提供靈活的瀏覽和查找功能?？梢圆榭茨硞€教師、某種類型設(shè)備、某臺設(shè)備的信息；可以對實驗室數(shù)據(jù)提供模糊和精確查找。
D.實驗室管理人員可以對實驗室數(shù)據(jù)進行變動管理，對實驗室數(shù)據(jù)進行添加、編輯和刪除等操作。

2.性能需求
作為一個實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，安全性、準確性、穩(wěn)定性等相關(guān)性能是必須要考慮的問題。
A.系統(tǒng)的安全性
在安全性上，系統(tǒng)采用了規(guī)定使用者的權(quán)限的方式。系統(tǒng)在必要的地方都設(shè)置了權(quán)限，只有使用了管理員的類型用戶登錄，使用者才能對系統(tǒng)的關(guān)鍵性信息的操作。系統(tǒng)還通過檢驗使用者權(quán)限的不同而打開對應(yīng)權(quán)限的使用者應(yīng)該看到的頁面。只有具有最高權(quán)限的使用者——系統(tǒng)管理員，可以對系統(tǒng)進行維護、修改等操作。如果使用者沒有使用此系統(tǒng)的權(quán)限則這些關(guān)鍵性技術(shù)的功能是不會對他們顯示的。同時，要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就要處理各種不合法的輸入，只有正確的輸入才可以進行下一步的操作。
B.系統(tǒng)的有效性
實驗室數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的提出，就是為了能方便實驗室對流動性大的實驗室數(shù)據(jù)進行處理，方便管理員和其他使用者的使用。這要求系統(tǒng)能很好的針對當前實驗室情況，完成實驗室的具體功能。系統(tǒng)需要使用及時有效的數(shù)據(jù)庫，并具有強大的功能可以完成用戶的各種需求。
C.系統(tǒng)的易用性
實驗室管理系統(tǒng)是直接面對使用人員的，而使用人員不需要對計算機非常的熟悉。這就要求系統(tǒng)能夠提供良好的用戶接口，易用的人機交互界面。要實現(xiàn)這一點，就要求系統(tǒng)盡量使用用戶熟悉的術(shù)語和提示信息的界面；針對用戶可能出現(xiàn)的使用問題，要提供足夠的幫助，縮短用戶對系統(tǒng)的熟悉過程。針對這一點此系統(tǒng)采用了可直接面向?qū)ο蟮腣FP可視化程序設(shè)計，能很方便的實現(xiàn)這一功能。
D.系統(tǒng)的易維護性
開發(fā)者很難保證一個軟件在完成之后永遠不出現(xiàn)任何問題，所以，在編寫程序時一定要考慮以后要方便維護。系統(tǒng)要提供方便的手段供系統(tǒng)維護人員進行數(shù)據(jù)的備份，日常的安全管理，系統(tǒng)意外崩潰時數(shù)據(jù)的恢復(fù)等工作。
E.系統(tǒng)的標準性
系統(tǒng)在設(shè)計開發(fā)使用過程中都要涉及到很多計算機硬件、軟件。所以這些都要符合主流國際、國家和行業(yè)標準。例如在開發(fā)中使用的操作系統(tǒng)、開發(fā)工具都必須符合