淺談學生選課信息管理系統的開發

邱杰 趙慧

摘要：本文結合數據庫課程學習，根據調查情況，對設計的學生選課信息管理系統進行闡述。主要從需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫系統運行與維護五個方面進行闡述分析。

關鍵詞：學生管理系統；數據庫；開發

1需求分析

通過調查本地的學校，根據學校的具體情況設計學生選課信息管理系統。主要功能有：

（1）學生管理：學生信息查詢、插入、刪除、修改等；（2）選課管理：選課信息查詢、插入、刪除、修改等；（3）成績管理：成績的查詢；（4）系統維護：如數據安全管理（含備份與恢復）、權限設置等。

1.1運行環境

經過分析，使用Microsoft公司的MicroSoftVisual Studio 2008開發工具，將.net技術與數據庫SQL Server相結合進行設計。首先，在短時間內建立系統應用原型，然后，對初始原型系統進行需求迭代，不斷修正和改進，直到形成用戶滿意的可行系統。系統可基本實現選課信息和學生信息的錄入、修改、刪除等功能，擴充的功能包括與成績相關的信息處理。同時，可根據學校教學管理制度，設定或自定義審核操作的規則。系統其他方面的需求有：安全保密性、可恢復性、可擴充性、可維護性等。

1.2數據字典

數據字典包括的項目有數據項、數據結構、數據流、數據存儲、加工邏輯和外部實體。可使用一些符號來表示數據結構、數據流和數據存儲的組成。例如：學號={學號，唯一標識學生，類型：char，長度：9，與課程號唯一標識這門課成績}。

2概念結構設計

在需求分析階段所得到的應用需求應該首先抽象為信息世界的結構，才能更好地、更準確地用某一DBMS實現這些需求。

概念結構時各種數據模型的共同基礎，它比數據模型更獨立于機器、更抽象，從而更加穩定。系統整體E-R圖如圖1所示：

3邏輯結構設計

概念結構設計所得的E-R模型是對用戶需求的一種抽象的表達形式，它獨立于任何一種具體的數據模型，因而也不能為任何一個具體的DBMS所支持。為了能夠建立起最終的物理系統，還需要將概念結構進一步轉化為某一DBMS所支持的數據模型，然后根據邏輯設計的準則、數據的語義約束、規范化理論等對數據模型進行適當的調整和優化，形成合理的全局邏輯結構，并設計出用戶子模式這就是數據庫邏輯設計所要完成的任務。數據庫邏輯結構的設計分為兩個步驟：首先將概念設計所得的E-R圖轉換為關系模型；然后對關系模型進行優化。

關系模型是由一組關系（二維表）的結合，而E-R模型則是由實體、實體的屬性、實體間的關系三個要素組成。所以要將E-R模型轉換為關系模型，就是將實體、屬性和聯系都要轉換為相應的關系模型。

3.1初始關系模式

Student（Sno，Sname，Ssex，Ssage，Sdept），其中各項含義分別為：學生（學號，姓名，性別，年齡，所在系）。

Course（Cno，Cname，Cpno，Credit），其中各項含義分別為：課程（課程代碼，課程名稱，先修課程，學分）。

SC（Sno，Cno，Grade），其中各項含義分別為：選修（學號，課程代碼，成績）。

3.2規范化處理

經過對初始關系模式的規范化處理以下關系模式中不存在部分函數依賴和傳遞函數依賴，已經達到3NF。（下劃線代表主碼，斜體外碼）

Student（Sno，Sname，Ssex，Ssage，Sdept）

Course（Cno，Cname，Cpno，Credit）

SC（Sno，Cno，Grade）

4物理結構設計

數據庫在物理上的存儲結構與存儲方法稱為數據庫的物理結構，它依賴于選定的數據庫管理系統。為一個給定的邏輯數據模型選取一個最適合應用要求的物理結構的過程，就是物理結構設計。數據庫的物理結構設計通常分為兩步：（1）確定數據庫的物理結構，在關系數據庫中主要指存取方法和存儲結構；（2）對物理結構進行評價，評價的中的是時間和空間效率。

5數據庫系統運行與維護

在數據庫運行階段，對數據庫經常性的維護工作主要是有DBA完成，它包括：數據庫的轉儲和恢復；數據庫的安全性和完整性控制；數據庫性能的監督、分析和改造；數據庫的重組織與重構造。

5.1維護

數據庫既是共享的資源，又要進行適當的保密。DBA必須對數據庫安全性和完整性控制負起責任。尤其在計算機網絡普遍引應用的今天，保證數據安全、防止黑客攻擊、防止病毒入侵等，都是DBA所需要面對的。按照設計階段提供的安全防范和故障恢復規范，DBA要經常檢查系統的安全是否受到侵犯，根據用戶的實際需要授予用戶不同的操作權限。數據庫在運行過程中，由于應用環境發生變化，對安全性的要求可能發生變化，DBA要根據實際情況及時調整相應的授權和密碼，以保證數據庫的安全性。同樣數據庫的完整性約束條件也可能會隨應用環境的改變而改變，這時DBA也要對其進行調整，以滿足用戶的要求。

5.2檢測并改善數據庫性能

目前許多DBMS產品都提供了檢測系統性能參數的工具，DBA可以利用系統提供的這些工具，經常對數據庫的存儲空間及響應時間進行分析評價；結合用戶的反映情況確定改進措施；及時改正運行中發現的錯誤；按用戶的要求對數據庫的現有功能進行適當的擴充。但要注意在增加新功能時應保證原有功能和性能不受損害。

5.3重新組織和構造數據庫

數據庫建立后，除了數據本身是動態變化外，隨著應用環境的變化，數據庫本身也必須變化以適應應用要求。DBMS一般都提供了重新組織和構造數據庫的應用程序，以幫助DBA完成數據庫的重組和重構工作。

結語：所開發的學生管理系統，其優勢在于：將學生信息、查詢等管理統一到了軟件系統當中，使得學生信息的管理標準化；提高記錄和檢索信息的效率；減少重復工作。數據庫里所需要錄入的資料通常只需要錄入一次即可，所有數據信息都可以根據需要歸納、整理、調用。

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作者簡介：邱杰，女，山東協和學院物聯網工程專業在讀本科生。趙慧（1986-），女，指導教師，通訊作者，碩士，副教授， 研究方向為教育技術、大數據。