數(shù)據(jù)庫設計的案例分析

一、教學管理

1.基本需求

某學校設計學生教學管理系統(tǒng)。學生實體包括學號、姓名、性別、生日、民

族、籍貫、簡歷、登記照，每名學生選擇一個主修專業(yè)，專業(yè)包括專業(yè)編號和名

稱，一個專業(yè)屬于一個學院，i個學院可以有若干個專業(yè)。學院信息要存儲學院

號、學院名、院長。教學管理還要管理課程表和學生成績。課程表包括課程號、

課程名、學分，每門課程由一個學院開設。學生選修的每門課程獲得一個成績。

設計該教學管理的ER模型，然后轉化為關系模型。

若上面的管理系統(tǒng)還要管理教師教學安排，教師包括編號、姓名、年齡、職

稱，一個教師只能屬于一個學院，一名教師可以上若干門課程，一門課程可以有

多名老師來上，每個教師所上的每門課都有一個課堂號和課時數(shù)。試修改上題的

ER模型，將教師教學信息管理增加進去。

2.參考設計:

._____

一中n，十?｛屐11吉\|

m

,<g

n

------------------------------堂口

增加教師，ER圖如下。

圖二有教師實體的教學管理ER圖

3.物理設計

基于Access的數(shù)據(jù)庫結構設計如下。

指定數(shù)據(jù)庫文件的名稱，并為設計好的關系模型設計表結溝。

數(shù)據(jù)庫文件保存在“E:\教學管理\”文件夾中，數(shù)據(jù)庫文件名：教學管理.MDB.

表包括：學院、專業(yè)、學生、課程、成績單。對應表結構如表1?2至表1-6所示。

表1-1學院

字段名類型寬度小數(shù)主鍵/索引參照表約束Null值

學院號文本型2t（主）

學院文本型16

院長文本型8

表1-2專業(yè)

字段名類型寬度小數(shù)主鍵/索引參照表約束Null值

專業(yè)號文本型4f（主）

專業(yè)文本型16

專業(yè)類別文本型8t

學院弓文本型2學院

表1-3學生

字段名類型寬度小數(shù)主鍵/索引參照表約束Null值

學號文本型8f（主）

姓名文本型8

性別文本型2男or女

生日日期型

民族文本型6t

籍貫文本型20

專業(yè)號文本型6專業(yè)

簡歷備注型

登記照OLE對象

表課程

字段名類型寬度小數(shù)主鍵/索引參照表約束Null值

課程號文本型8t<±>

課程名文本型24

學分字節(jié)型

學院號字符型2學院

表1-5成績單

字段名類型寬度小數(shù)主鍵/索引參照表狗束Null值

學號文本型8t學生

課程號文本型6t課程

成績單精度41>=0and<=100

思考題：

1.當我們進行物理設計時，如果將全校的學生放置在一個關系（表）中，勢必

帶來存儲空間大、處理效率低的問題。怎么解決？

2.如果管理研究生，帶來的設計影響是什么？如何解決？

3.在管理教師信息時，如果將教師分類：教師、研究生導師。研究生導師存儲

“研究方向、學生人數(shù)”等信息，怎樣設計。

附：教學管理數(shù)據(jù)庫參考數(shù)據(jù)如表1-1?表1-5所示。

表1-1學生表

學號姓名性別生日民族籍貫專業(yè)號簡歷登記照

06053113唐李生男04/19/1987漢湖北省麻城0501

07042219黃耀男01/02/1989漢黑龍江省牡丹江市0403

06041138華美女11/09/1987漢河北省保定市0103

07015120劉權利男10/20/1989回湖北省武漢市0403

08055117王燕女1)8/02/1990回河南省安陽市0501

08045142郝明星女11/27/1989滿遼寧省大連市0403

08053101高猛男02/03/1990漢湖北生黃石市0501

08053124多桑男10/26/1988藏西藏0501

08053160郭政強男1)6/10/1989土家湖南省吉首0501

08053116陸敏女03/18/1990漢廣東省東莞0501

08053131林惠萍女12/01/1989壯廣西省柳州市0501

07093305鄭家謀男03/24/1988漢上海市0904

07093342羅家艷女05/16/1988滿北京市0904

07093325史玉磊男09/11/1988漢湖北省孝感市0904

07093317凌晨女06/28/1988漢浙江省溫州0901

08041136徐棟梁男12/20/1989回陜西咸陽0103

08041127巴朗男09/25/1989蒙古內(nèi)蒙古0403

表1-2學院表表1-5成績單

學院號學院院長學號課程號成績

01外國語學院葉秋宜060531139105401085

02人文學院容容060531130209101080

03金融學院王漢生060531130906404975

04法學院喬亞060531130502003090

05工商管理學院張緒060531130906105082

06會計學院張一非070422190209101085

09信息學院楊新070422199105401078

U7042219jyOblObU72

08055117D105401092

表1-2專業(yè)表

080551170906404985

專業(yè)號專業(yè)專業(yè)類別學院號

080551179906105088

0201新聞學人文02

070933059906404992

0301金融學經(jīng)濟學03

070933059105401086

0302投資學經(jīng)濟學03

070933050502003070

0403國際法法學04

070933050906505090

0501工商管理管理學05

060411380209101074

0503市場營銷管理學05

060411SR04010002HR

0602會計學管理學06

080531310105401077

0902信息管理管理學09

080531310906105066

0901計算機科工學09

070933170906404978

學

07093317D105401087

表課程表070933250105401076

課程號課程名學分學院號070933250906505081

82

09064049高等數(shù)學6.0090709332509064049

04010002

09065050數(shù)據(jù)結構4.0090709332575

02091010大學語文3.001080411360105401088

09006050線性代數(shù)3.009080411360906105085

01054010大學英語4.001

02000032美術設計2.002

09023040運籌學5.009

09061050數(shù)據(jù)庫及應用3.009

05020030管理學原理3.005

05020051市場營銷學3.005

04010002法學概論3.004

04020021合同法實務2.004

二、圖書銷售

建立某中小型書店圖書銷售管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。

1.基本需求分析

1）組織結構

對組織結構的分析有助于分析業(yè)務范圍與業(yè)務流程。書店的組織結構如圖三所

/JKo

圖三書店組織結構簡圖

其中，書庫是保存圖書的地方；購書/服務部負責采購計劃、讀者服務、圖書預

訂等業(yè)務；售書部負責圖書的銷售。財務部負責資金管理；人事部負責員工管理與

業(yè)務考核。

2）業(yè)務分析

對于信息處理系統(tǒng)來說，劃分系統(tǒng)邊界很重要，即哪些功能由計算機來完成，

哪些工作在計算機外完成。這些要通過業(yè)務分析確定。同時，業(yè)務流程中涉及的相

關數(shù)據(jù)也通過業(yè)務分析得到歸類和明確。在業(yè)務分析的基礎上，確定數(shù)據(jù)流圖和數(shù)

據(jù)字典。

本系統(tǒng)主要包含以下業(yè)務內(nèi)容。

①進書業(yè)務。事先采購員根據(jù)訂書單采購圖書。然后將圖書入庫，同時登記相

應的圖書入庫數(shù)據(jù)。

本項業(yè)務涉及的數(shù)據(jù)單據(jù)和表格有：進書單（包括進書單編號、日期、金額、

經(jīng)手人等）和進書單細目（一個進書單可能有若干種圖書。進書單的細目數(shù)據(jù)包括

每種圖書的信息、定價、進價或折扣，數(shù)量），以及書庫賬本（圖書信息、庫存數(shù)量、

價格等）。

②售書業(yè)務。售書員根據(jù)讀者所購圖書填寫售書單（如圖四所示）。同時，修

改庫存信息。

本項業(yè)務涉及和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)表格有：售書單（包括售書單編號、售書日期、金

額、員工）、售書細目（一個售書單可能有若干種圖書。售書細目包括該次售書的書

籍編號、售出數(shù)量、折扣、售出價格等），以及書庫賬本。

武漢市新華書店

南湖路門市

征票）1

銷售41號1XS00B0806220000U02交易時閭?2008-06-2210:48:10

序號潴碼書名我fit價格折扣金霏

19787801601483面中竊理商中力學（下）214.0080%￥22.40

2780160428C002面中化學實抬215.0080%￥24.00

319203004^553英語詞匯的典鴕12850100%￥28.50

總品和3總冊數(shù)碼洋￥8650

＜EZ收＞￥7490本收〉*7490〈讓利＞￥11.60

收款〉￥10000俄萼）￥25.10

收銀員：OOBO24機號：03

聯(lián)系地址：武江田洪山區(qū)南稱S110號

哀系電話/p>

如有質(zhì)量問期，話荏3日內(nèi)弟小票進行兌換.

圖四售書單樣式

③圖書查詢服務業(yè)務。根據(jù)讀者要求，提供本書店特定的圖書及庫存信息。

本項業(yè)務涉及的主要數(shù)據(jù)是書庫賬本。

④綜合管理業(yè)務。包括進書信息、銷售信息、庫存信息的查詢、匯總和報表輸

出。

本項業(yè)務涉及所有的進書數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)和庫存數(shù)據(jù)等。

3）處理的數(shù)據(jù)

上面的分析將本系統(tǒng)的業(yè)務歸納為4項。在業(yè)務分析的基礎匕應該畫出系統(tǒng)

的數(shù)據(jù)流圖。整個系統(tǒng)的分層數(shù)據(jù)流圖將揭示一個系統(tǒng)內(nèi)全部的數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結構、

數(shù)據(jù)存儲以及對數(shù)據(jù)的加工處理功能。在此基礎上就可以建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典。本

書不討論數(shù)據(jù)流圖和完整的數(shù)據(jù)字典規(guī)范等內(nèi)容，僅對豉后建立數(shù)據(jù)庫所需要的數(shù)

據(jù)進行分析說明。

在上述4項業(yè)務中涉及到的業(yè)務數(shù)據(jù)包括：進書數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)。

在這些數(shù)據(jù)中又涉及到圖書數(shù)據(jù)、員工數(shù)據(jù)等，而圖書數(shù)據(jù)與出版社有關，員工與

部門有關。

因此，將所有數(shù)據(jù)進行歸類分析，書店銷售管理信息系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)應該包

括:

企業(yè)部門信息（組成：部門編號、部門名、辦公電話）；

員工信息（組成：工號、姓名、性別、生日、職務、所屬部門、薪金）；

出版社信息（組成：出版社編號、出版社名稱、地址、聯(lián)系電話、聯(lián)系人）；

基本圖書信息（組成：圖書編號、ISBN、書名、作者、出版社、版次、出版日

期、定價、圖書類別、備注）；

進書單及細目（組成：進書單號、日期、｛進書細目;、金額、業(yè)務員）；

售書單及細目（組成：售書單號、日期、｛售書細目;、金額、業(yè)務員）；

書庫賬本（組成：圖書編號、庫存數(shù)量、平均進價折扣、備注）。

這些就是書店銷售管理信息系統(tǒng)要處理的各種對象，每一種對象由括號內(nèi)的屬

性組合在一起來描述。這些屬性有的是基本數(shù)據(jù)項，有的是數(shù)據(jù)項集合（由“｛、｝”

括起來），數(shù)據(jù)項集合要做進一步的說明。

例如，“｛進書細目｝”由“序號、｛基本圖書信息｝、進價或折扣、數(shù)量”等屬性

組成；“｛售書細目｝”由“序號、圖書編號、售價或折扣、數(shù)量”等屬性組成。

當所有數(shù)據(jù)對象都歸納完畢，就可以編制數(shù)據(jù)字典了。在數(shù)據(jù)字典中，要對所

有這些數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)項集合等的命名、取值方式和范圍、作用等進行明確而無異義

說明。

4）處理功能分析

數(shù)據(jù)字典不僅記載所有數(shù)據(jù)的詳情，也要詳細記載所有對數(shù)據(jù)的處理功能。

①進書業(yè)務。當進書業(yè)務發(fā)生時，將所進圖書入書庫，然后存儲進書單及細目

數(shù)據(jù)，同時根據(jù)進書單登記圖書庫存數(shù)據(jù)。

當?shù)怯泩D書庫存數(shù)據(jù)時.，可能有兩種情況：新圖書或已有圖書入庫。

對于新圖書，本業(yè)務要將圖書的完整信息記載下來，然后記載圖書進價和數(shù)量；

已有圖書是指同一種書。但同一種書可能有版本方面的區(qū)別。為簡單起見，規(guī)

定：“ISBN號”與“版次”相同的就是同一種書，圖書編號相同。對于已有圖書，將

本次進書數(shù)加到該圖書的庫存數(shù)中即可，但本次的進價折扣與以前庫存的該書的折

扣可能存在差異。為了便于計算成本和售書收益，入庫已有圖書時，這里采用的方

法是：將已有圖書占用的資金和本次入庫的資金加在一起，然后重新計算一個平均

價格折扣。因此，書庫中該圖書的價格折扣是當前所有庫存圖書占用資金除以當前

庫存數(shù)量后計算的折扣。

②售書業(yè)務。根據(jù)讀者所購圖書的售書單存儲售書單及細目數(shù)據(jù)，這是售書的

業(yè)務數(shù)據(jù)。同時，修改圖書的庫存信息。

③圖書查詢服務業(yè)務。查詢服務的輸入是讀者所提要求，輸出是相關圖書的庫

存信息。為方便讀者，可以針對書名、ISBN、作者、版次、出版社提供單個或多條

件組合查詢。

④綜合管理業(yè)務。管理人員需要定期或不定期匯總統(tǒng)計或查詢進書信息、銷售

信息、庫存信息，并按照管理要求制作業(yè)務報表。

通過進書單及細目可以對進書業(yè)務進行查詢、統(tǒng)計匯總和報表輸出。

通過售書單及細目可以對售書業(yè)務進行咨詢、統(tǒng)計匯總和報表輸出。

通過庫存賬本可以對圖書庫存情況進行查詢、統(tǒng)計匯總和報表輸出。

2.ER模型分析設計

（1）基本實體和聯(lián)系

首先確定實體類別以及它們各自的屬性構成，指出實體標識符，并盡量規(guī)范屬

性名，避免同名異義或異名司義。確定實體后，就可以分析實體之間的聯(lián)系。

可以很容易確定，部門、員工、出版社、圖書、書庫是不同的實體。

部門的屬性：部門號、部門名、辦公電話；

員工的屬性：工弓、姓名、性別、生口；

部門與員工發(fā)生聘用聯(lián)系。這里規(guī)定一個員工只能在一個部門任職，它們是1：

n聯(lián)系。當聯(lián)系發(fā)生時，產(chǎn)生職務、薪金屬性。

出版社屬性：出版社編號、名稱、地址、聯(lián)系電話、聯(lián)系人；

圖書屬性：圖書編號、書名、作者；

出版社與圖書發(fā)生“出版”聯(lián)系。一本圖書只能在一家出版社出版。這是1：n

聯(lián)系。當聯(lián)系發(fā)生時，產(chǎn)生ISBN、版次、出版日期、定價、圖書類別、備注等屬性。

由員工購進圖書，所以進書業(yè)務是員工與圖書發(fā)生聯(lián)系的結果。一名員工可以

進多種圖書，一種圖書可由多個業(yè)務員購進，所以它們是m：n聯(lián)系?！斑M書”聯(lián)系

產(chǎn)生“進書單”屬性，進書單本身又由“日期、圖書細目、數(shù)量、金額”等多個屬

性構成，所以是多值的組合屬性。

與進書業(yè)務類似，售書業(yè)務是員工將圖書售給讀者。本系統(tǒng)不保存讀者信息，

所以售書是員工與圖書發(fā)生我系，“售書單”是“售書”聯(lián)系的屬性。

當圖書購進后，圖書要入書庫保存。書庫與圖書發(fā)生“保存”聯(lián)系。這里假定

圖書是集中式保管，只有唯一一個書庫，所以書庫不需要標明屬性。書庫與圖書之

間是1：n聯(lián)系?！氨４妗甭?lián)系的屬性有數(shù)量、存書的價格折扣、存放備注。

(2)需要解決的問題一售書與進書

以售書為例，當員工在書店售書時，員工就與圖書發(fā)生“售書”聯(lián)系。由于一

個員工可以售出多種圖書，一種圖書可以從多名員工那里售出，因此員工與圖書的

“售書”聯(lián)系是m：no在實際售書時，由于一名讀者可能購買多種圖書，所有這些

圖書構成一張完整的售書單.，所以“售書單”是售書聯(lián)系的屬性，ER圖如圖五所示,

圖中略去員工和圖書的實體屬性。

圖五圖書銷售聯(lián)系的ER圖

仔細分析“售書單”屬性，可以發(fā)現(xiàn)，售書單不是一個單一的數(shù)據(jù)，它是由多

項內(nèi)容構成,，如日期、圖書種類和數(shù)量、金額等屬性。

對于屬性來說，無論是實體屬性還是聯(lián)系屬性，根據(jù)屬性結構特點可以分為原

子屬性或組合屬性。原子屬性就是屬性是一個不可分割的整體，例如員工的“性別”、

“年齡”等。但有些屬性是由幾個子屬性組合起來的。例如，對于員工“薪金”，如

果要分解為“基本工資”、“崗位工資”、“業(yè)績提成”等，則成為組合屬性。因此，

有些屬性到底是原子屬性還是組合屬性，要根據(jù)設計的規(guī)定。象“姓名”，我國一般

是作為一個整體,但西方則分為"FirstName”和“LastName”。而這里的“售書

單”屬性，很明顯只能是組合屬性。

從屬性的取值情況可以分為單值屬性或多值屬性。且值屬性就是屬性只有一種

取值，如員工性別、生日等；而多值屬性就是該屬性可能有多種取值。例如，如果

允許員工兼職，則他的職務可能就不只一個值。另外，若在員工中增加“學位”屬

性，有的員工可能就有幾個學位。

假設在員工實體中增加一個“社會關系”屬性，它日“姓名、年齡、關系、地

址”組成，所以是組合屬性，同時，由于一個員工可能有多個社會關系，則對員工

來說，該屬性又是多值屬性。前述的“售書單”屬性，由于一個售書單內(nèi)部可包含

多種圖書，所以它也是多值屬性。

當實體或聯(lián)系存在多值、組合屬性時，對ER圖的表述帶來了一定的困難。因為

ER圖將來將轉化為關系模型，而關系中屬性必須是原子的，因此在ER圖中必須有專

門的處理。

對于單值的組合屬性，一般將組合屬性的子屬性分解為獨立屬性。如“薪金”,

若要了解其構成，就可變成,

而對丁?多值屈性，般會將這個屬性變成實體來對待。這樣，它與原實體的關

系就變成實體間的聯(lián)系。例如，將圖三中的“售書單當作實體，該實體分別與“員

工，，和“圖書”實體發(fā)生聯(lián)系。一名員工可負責多份售書單，而一份售書單只由一

名員工負責，他們之間是1：n聯(lián)系；一份售書單中可包含多種圖書，一種圖書可由

不同的售書單售出，他們之間是m：n聯(lián)系。這樣，圖五所示的ER圖就變成圖六的

樣子。

圖六售書單ER圖

在圖四中，售書單的“金額”屬性是本單中所有圖書銷售金額的合計，即：

金額=￡（數(shù)量x定價x折扣）

這樣的屬性稱為“導出”屬性，由于可以從其他屬性導出，在數(shù)據(jù)庫中一般可

略去。

（3）完整的ER圖

將“進書單”提升為實體來看待，這樣，“進書”聯(lián)系就分解為員工與進書單、

圖書與進書單兩種聯(lián)系。而其中的“金額”是導出屬性，略去。

進書單的屬性有：進書單號、日期。

員工與進書單發(fā)生“經(jīng)手”聯(lián)系。一名員工可經(jīng)手多張進書單，一張進書單只

由一名員工負責，所以它們是1：n聯(lián)系。

進書單與圖書發(fā)生“購進”聯(lián)系。一張進書單可以包含多種圖書，一種圖書可

以由不同的進書單購進。進書單與圖書是m：n聯(lián)系?！百忂M”聯(lián)系屬性：購進的每

種圖書數(shù)量、進價折扣。

將“售書單，，提升為實體，“售書”聯(lián)系分解為員工司售書單、圖書和售書單兩

個聯(lián)系。略去“金額”屬性，

售書單的屬性有：售書單號、日期。

員工與售書單發(fā)生“負責”聯(lián)系，一名員工可負責售出多張售書單，一張售書

單只由一名員工負責，所以它們是1：n聯(lián)系。

圖書與售書單發(fā)生“售出”聯(lián)系。-一張售書單可以售出多種圖書，一種圖書可

以由不同的售書單售出。圖書與售書單的聯(lián)系是m：n聯(lián)系。“售出”聯(lián)系的屬性有:

售出的每種圖書的數(shù)量、售價折扣。

這樣，根據(jù)以上的分析.可以畫出圖書銷售的ER圖。為了清晰起見，將實體及

實體及其屬性

3.關系模型

首先，將每個實體型轉化為一個關系模式，于是分別得到部門、出版社、員工、

圖書、進書單、售書單的關系模式，關系的屬性就是實體圖中的屬性。書庫不需要

單獨列出。

然后，將ER圖中的聯(lián)系轉化為關系模式。

ER圖中有7個聯(lián)系，因此，得到7個由聯(lián)系轉化得到的關系模式。它們分別是:

1）聘用（部門號，工號，職務，薪金）

2）出版（出版社編號，圖書編號，ISBN,版次，出版日期，定價，圖書類別，備注）

3）保存（圖書編號，數(shù)量，存書折扣，存放備注）

4）經(jīng)手（工號，進書單號）

5）購進（進書單號，圖書編號，數(shù)量，進價折扣）

6）負責（工號，售書單號）

7）售出（售書單號，圖書編號，數(shù)量，售價折扣）

在這些聯(lián)系中，由1：n聯(lián)系得到的關系模式可以考慮與n方實體合并，合并時

注意屬性的唯一性。這樣，聘用與員工合并；出版、保存與圖書合并，合并時將出

版的備注和存放備注也合為一個字段：備注。經(jīng)手與進書單合并，負責與售書單合

并。合并時重名的不同屬性要改名。關系模式名和其他屬性名也可酌情修改。

保留購進和售出聯(lián)系的模式，并結合需求分析改名為“進書細目”和“售書細

目”。

這樣得到如下一組關系模式，這些就構成了圖書銷售數(shù)據(jù)庫的關系結構模式。

①部門（部門號，部門名，辦公電話）

②員工（工號，姓名，性別，生日，部門號，職務，薪金）

③出版社（出版社編號，出版社名，地址，聯(lián)系電話，聯(lián)系人）

④圖書（圖書編號，ISBN,書名，作者，出版社編號，版次，出版時間，圖書類別,

定價，折扣，數(shù)量，備注）

⑤進書單（進書單號，進書日期，工號）

⑥進書細目（進書單號，圖書編號，數(shù)量，進價折扣）

⑦售書單（售書單號，售書日期，工號）

⑧售書細目（售書單號，圖書編號，數(shù)量，售價折扣）

4.物理設計

基于Access的設計如下。

表2-1部門結構

字段名類型寬度小數(shù)位主鍵/索引參照表約束Null值

部門號文本型2t（主）

部門名文本型20

辦公電話文本型18

表2-2員工結構

字段名類型寬度小數(shù)位主鍵/索引參照表約束Null值

工號文本型4t（主）

姓名文本型10

性別文本型2男或女

生日日期/時間里

部門號文木型2t部門J

職務文木型1()

薪金貨幣型2800

表2-3出版社結構

字段名類型寬度小數(shù)位主鍵/索引參照表約束Null值

出版社編號文本型4t（主）

出版社名稱文本型26

地址文本型40

聯(lián)系電話文本型18

聯(lián)系人文本型