教学信息系统数据库设计与实现.docx

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教学信息系统数据库设计与实现

摘要

信息系统是以提供信息服务为主要目的的数据密集型、人机交互的计算机应用系统。

信息管理是指在整个管理过程中，人们收集、加工和输入、输出的信息的总称。

学校管理信息系统是通常意义上的计算机管理信息系统在教育领域的具体运用。

近年来，管理信息系统的理论和实践的发展十分迅速，管理信息系统的研究在现代管理中越来越显得重要。

作为计算机应用的一部分,使用计算机对学校的各类信息进行管理，具有着手工管理所无法比拟的优点。

例如:

检索迅速、查询方便、效率高、可靠性好、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。

这些优点能够极大地提高学校信息管理的效率，也是一个单位科学化、正规化管理，与世界接轨的重要条件。

本毕业设计的内容是建立一个以数据库为中心的教学管理系统。

随着我校办学规模的不断扩大，按照传统的人工方式进行教学管理，由于业务量大，以及人为主观因素的影响，已难以适应新形势的需要，不便于工作的顺利开展。

为了加强管理，减轻工作人员的负担，提高工作效率，设计出一套实用性较强的教学管理系统。

为用户提供丰富的信息、快捷的查询手段。

使用户摆脱人工操作的工作模式，实现教学信息管理的科学化、现代化。

存储的信息包含有关学生、教师、课程、毕设题目等方面的内容。

数据库服务器采用XP系统，数据库采用Oracle数据库，建立一个具有一定的安全性和完整性控制的教学信息系统，支持SQL查询。

关键词：

信息系统；信息管理；oracle；SQL；

Abstract

InformationSystemistoprovideinformationservicesfortheprimarypurposeofdata-intensive,interactivecomputerapplications.

Theinformationmanagementisrefersintheentiremanagementprocess,thepeoplecollect,theprocessingandtheinput,theoutputinformationalwayscalled.Theschooladministrationinformationsystemisintheusualsignificancecomputermanagementinformationsystemintheeducationdomainconcreteutilization.Inrecentyears,themanagementinformationsystemthetheoryandthepracticedevelopmentisextremelyrapid,themanagementinformationsystemtheresearchmoreandmoretoappearinthemodernmanagementimportantly.Asacomputerapplicationpart,usesthecomputertocarryonthemanagementforschooleachkindofinformation,ishavingthemeritwhichthemanualadministrationcenterisunabletocompare.Forexample:

Retrieves,theinquiryrapidlyconvenient,theefficiencyhigh,thereliabilitygood,thereservesbig,thesecrecygood,thelifelong,thecostlowstatus.Thesemeritscanenhancetheschoolinformationmanagementenormouslytheefficiency,alsoisaunitscientificstyle,thestandardizedmanagement,withworldtrailconnectionimportantcondition.

Thegoalacceleratesalongwiththenationaleconomytodevelop,myschoolscaleofstudyprogramsunceasingexpansion,carriesontheteachingmanagementaccordingtothetraditionalartificialway,becausethebusinessvolumeisbig,aswellastheartificialsubjectivefactorinfluence,metthenewsituationneedwithdifficulty,isnotadvantageousfortheworksmoothdevelopment.Inordertostrengthenthemanagement,lightensstaff'sburden,enhancestheworkingefficiency,designsasetofusablestrongteachingmanagementsystemmanagementsystem.Providesthestrongmessage,thequickinquirymethodfortheuser.Enabletheusertogetridofthemanualcontroltheworkingpattern,therealizationteachinginformationmanagementscientificstyle,themodernization.Thisgraduationprojectcontentisestablishesonetakethedatabaseasthecentralteachingmanagementsystemmanagementsystem.Thememoryinformationcontainstheconcernedstudent,theteacher,thecurriculum,finishessupposesaspectandsoontopiccontents.ThedatabaseserverusestheXPsystem,thedatabaseusestheOracledatabase,establishesonetohavecertainsecureandthecompletecontrolteachinginformationsystem,supportstheSQLinquiry.

Keywords:

informationsystems；informationmanagement；oracle；SQL；

第一章概述

本毕设的主要目的是建立实验性的一个用于教学信息管理系统的数据库。

数据库包含有关学生、教师、课程、毕设题目等方面的内容。

数据库服务器采用我WindowsXP操作系统，用Oracle搭建，应支持SQL查询，具有一定的安全性和完整性控制。

目前数据库的种类很多例如：

oracle，SQLsever，Sybase，DB2，Mysql，Access等，这些数据库都是各有优点。

都可以在不同的操作上运行。

我这个毕业设计选用的是Oracle数据库。

我所要完成的任务是在一台安装着XP操作系统的电脑上安装一个Oracle10g的数据库，并把它命名为JM，然后建立四张表格：

teacher，student，selection，subject.。

并给他们设定一些有数关系，在添加数据时互相约束，完成一个教学信息系统数据库设计与实现。

一.1引言

随着科学技术的发展，计算机技术不断应用到各行各业，信息存储不断膨胀的需要，对信息加工，信息传递，信息存贮以及信息利用提出了更高的要求，从而信息系统在数据的存储方面越来越重要。

数据库作为信息系统的核心和基础技术，也是计算机学科领域中发展最为迅速的重要分支。

建成一个完整统一的教学信息的数据库系统。

这是一个集教务工作自动化和信息化为一体的先进的信息系统，在为教务工作有关部门提供优质、高效的业务管理和事务处理的同时，采用安全可靠的现代化处理和控制技术，及时、准确、可靠地采集和传输信息，建立完备、可靠的教学信息处理系统。

对本系教学实现统一的信息浏览、学生、老师、课程、毕设题目的管理。

借助于教学信息的数据库系统的建设，可以促进我校的教学管理水平和效率的提高；通过提供方便的教务信息服务和先进实用的使用手段，为老师管理学生的毕设提供方便。

一.2技术背景

一.2.1信息系统

管理信息系统是一个不断发展的新型学科，管理信息系统的定义随着计算机技术和通讯技术的进步也在不断更新，在现阶段普遍认为管理信息系统是由人和计算机设备或其他信息处理手段组成并用于管理信息的系统。

1.管理信息系统的对象就是信息

信息是经过加工的数据，信息是对决策者有价值的数据。

信息的主要特征是来源分散，数量庞大。

信息来源于生产第一线，来源于社会环境，来源于市场，来源于行政管理等部门。

信息具有时间性。

信息的加工方式有多种形式。

企业从信息管理的角度可划分为物流和信息流。

生产过程是一个物流的投入产出过程，且是不可逆的过程。

管理过程是信息流的过程，且具有信息反馈的特征。

2.系统是由相互联系、相互作用的若干要素按一定的法则组成并具有一定功能的整体。

系统有两个以上要素，各要素和整体之间，整体和环境之间存在一定的有机联系。

系统由输入、处理、输出、反馈、控制五个基本要素组成。

信息系统是输入的数据，经过处理，输出的是信息的系统。

3.管理信息由信息的采集、信息的传递、信息的储存、信息的加工、信息的维护和信息的使用五个方面组成。

任何地方只要有管理就必然有信息，如果形成系统就形成管理信息系统。

计算机设备使管理信息系统更有效，尤其是现代社会，管理信息系统已和计算机设备不可分离，因此一般来说管理信息系统就是计算机管理信息系统。

管理信息系统包括计算机、网络通讯设备等硬件成份，包括操作系统、应用软件包等软件成份。

并随着计算机技术和通讯技术的迅速发展还会出现更多的内容。

计算机设备并不是管理信息系统的必要条件

信息系统在技术上有4个特点：

（1）涉及的数据量大。

数据一般需存放在辅助存储器中，内存中只暂存当前要处理的一小部分数据；

（2）绝大部分数据是持久的，即不随程序运行的结束而消失，而需长期保留在计算机系统中；

（3）这些持久数据为多个应用程序所共享，甚至在一个单位或更大范围内共享；

（4）除具有数据采集、传输、存储和管理等基本功能外，还可向用户提供信息检索、统计报表、事务处理、规划、设计、指挥、控制、决策、报警、提示、咨询等信息服务。

一.2.2数据库技术的发展，

数据库已经成为先进信息技术的重要组成部分，是现代计算机信息系统和计算机应用系统的基础和核心。

数据库技术最初产生于20世纪60年代中期，根据数据模型的发展，可以划分为三个阶段：

第一代的网状、层次数据库系统；第二代的关系数据库系统；第三代的以面向对象模型为主要特征的数据库系统。

第一代数据库的代表是1969年IBM公司研制的层次模型的数据库管理系统IMS和70年代美国数据库系统语言协商CODASYL下属数据库任务组DBTG提议的网状模型。

层次数据库的数据模型是有根的定向有序树，网状模型对应的是有向图。

这两种数据库奠定了现代数据库发展的基础。

这两种数据库具有如下共同点：

1.支持三级模式（外模式、模式、内模式）。

保证数据库系统具有数据与程序的物理独立性和一定的逻辑独立性；2.用存取路径来表示数据之间的联系；3.有独立的数据定义语言；4.导航式的数据操纵语言。

第二代数据库的主要特征是支持关系数据模型（数据结构、关系操作、数据完整性）。

关系模型具有以下特点：

1.关系模型的概念单一，实体和实体之间的连系用关系来表示；2.以关系数学为基础；3.数据的物理存储和存取路径对用户不透明；4.关系数据库语言是非过程化的。

第三代数据库产生于80年代，随着科学技术的不断进步，各个行业领域对数据库技术提出了更多的需求，关系型数据库已经不能完全满足需求，于是产生了第三代数据库。

主要有以下特征：

1.支持数据管理、对象管理和知识管理；2.保持和继承了第二代数据库系统的技术；3.对其它系统开放，支持数据库语言标准，支持标准网络协议，有良好的可移植性、可连接性、可扩展性和互操作性等。

第三代数据库支持多种数据模型（比如关系模型和面向对象的模型），并和诸多新技术相结合（比如分布处理技术、并行计算技术、人工智能技术、多媒体技术、模糊技术），广泛应用于多个领域（商业管理、GIS、计划统计等），由此也衍生出多种新的数据库技术。

分布式数据库允许用户开发的应用程序把多个物理分开的、通过网络互联的数据库当作一个完整的数据库看待。

并行数据库通过cluster技术把一个大的事务分散到cluster中的多个节点去执行，提高了数据库的吞吐和容错性。

多媒体数据库提供了一系列用来存储图像、音频和视频对象类型，更好地对多媒体数据进行存储、管理、查询。

模糊数据库是存储、组织、管理和操纵模糊数据库的数据库，可以用于模糊知识处理。

一.2.3SQL语言的发展

SQL（StructureQueryLanguage）语言是数据库的核心语言，是面向集合的描述性非过程化语言，通常使用于数据库的通讯。

ANSI（美国国家标准学会）声称，SQL是关系数据库管理系统的标准语言。

SQL的发展是从1974年开始的，其发展过程如下：

1974年-----由Boyce和Chamberlin提出，当时称SEQUEL。

1976年-----IBM公司的Sanjase研究所在研制RDBMSSYSTEMR时改为SQL。

1979年-----ORACLE公司发表第一个基于SQL的商业化RDBMS产品。

1982年-----IBM公司出版第一个RDBMS语言SQL/DS。

1985年-----IBM公司出版第一个RDBMS语言DB2。

1986年-----美国国家标准化组织ANSI宣布SQL作为数据库工业标准。

一.3本文的主要内容

本课题研究Oracle数据库的开发，其主要内容：

在XP系统上搭建一个Oracle数据库，建立一个名为JM的数据库，再安装的过程中设立等录用的用户名和密码。

通过SQL数据库语言对表进行管理和创建的工作，设定表和表之间的约束关系和录入数据进行调试等工作。

本课题涉及的主要技术有：

设计并定义数据库对象表格；

建立数据库，装入数据并调试运行；

测试数据库，包括功能和完整性测试；

性能测试。

在进行Oracle10g数据库的安装之前，必须了解Oracle10g数据库的软硬件需求，以免装到一半就无法安装下去了。

请先设置好计算机名和通信协议IP的地址，方便日后的管理。

Oracle

10g数据库的软件需求如图1-1所示：

软件

说明

数据库系统构架

32位的数据库必须安装在32位的操作系统上

64位的数据库必需选装在64位的操作系统上

操作系统

WindowsNTserver4.0

Windows2000加装ServicePack1以上

Windows2003Sever

WindowsXPProfessional

图1-1软件需求

硬件需求如图1-2所示：

硬件

说明

CPU

200MHz以上，建议使用2.4GHz以上

RAM

256MB以上，建议使用512MB以上

Video卡

256色以上，建议使用百万色以上

虚拟内存

2倍的RAM

图1-2硬件需求

第二章技术基础

本节简要介绍课题所涉及的基础知识，如：

Oracle、表、SQL功能、数据类型、约束关系等。

以及设计数据库时所要考虑的方面。

二.1信息管理系统和信息管理的介绍

随着科学技术特别是信息工程、计算机技术等高科技技术的飞速发展和普及，当今世界已进入到了信息时代。

企业和组织要求信息处理的数量越来越大，速度越来超快。

为了让管理者及时掌握准确、可靠的信息，以及执行之后构成真实的反馈，必须建立一个功能齐全和高效率的信息管理系统。

信息管理系统采用以电子计算机为主的技术设备，通过自动化通信网络，与各种信息终端相连接，利用完善的通信网，沟通各方面的联系，以保证迅速、准确、及时地收集情况和下达命令。

信息管理系统对信息管理地要求有两点：

及时和准确。

1.及时

所谓及时就是信息管理系统要灵敏、迅速地发现和提供管理活动所需要的信息。

这里包括两个方面：

一方面，要及时地发现和收集信息。

现代社会的信息纷繁复杂，瞬息万变，有些信息稍纵即逝，无法追忆。

因此信息的管理必须最迅速、最敏捷地反映出工作的进程和动态，并适时地记录下已发生的情况和问题。

另一方面要及时传递信息。

信息只有传输到需要者手中才能发挥作用，并且具有强烈的时效性。

因此，要以最迅速、最有效的手段将有用信息提供给有关部门和人员，使其成为决策、指挥和控制的依据。

2.准确

信息不仅要求及时，而且必须准确。

只有准确的信息，才能使决策者做出正确的判断。

失真以至错误的信息，不但不能对管理工作起到指导作用，相反还会导致管理工作的失误。

为保证信息准确，首先要求原始信息可靠。

只有可靠的原始信息才能加工出准确的信息。

信息工作者在收集和整理原始材料的时候必须坚持实事求是的态度，克服主观随意性，对原始材料认真加以核实，使其能够准确反映实际情况。

其次是保持信息的统一性和唯一性。

一个管理系统的各个环节，既相互联系又相互制约，反映这些环节活动的信息有着严密的相关性。

所以，系统中许多信息能够在不同的管理活动中共同享用，这就要求系统内的信息应具有统一性和唯一性。

因此，在加工整理信息时，要注意信息的统一，也要做到计量单位相同，以免在信息使用时造成混乱现象。

二.2Oracle技术介绍

二.2.1Oracle的简介

美国oracle公司研制的一种关系型数据库管理系统，是一个协调服务器和用于支持任务决定型应用程序的开放型RDBMS。

它可以支持多种不同的硬件和操作系统平台，从台式机到大型和超级计算机，为各种硬件结构提供高度的可伸缩性，支持对称多处理器、群集多处理器、大规模处理器等，并提供广泛的国际语言支持。

oracle是一个多用户系统，能自动从批处理或在线环境的系统故障中恢复运行。

系统提供了一个完整的软件开发工具Developer2000，包括交互式应用程序生成器、报表打印软件、字处理软件以及集中式数据字典，用户可以利用这些工具生成自己的应用程序。

Oracle以二维表的形式表示数据，并提供了SQL（结构式查询语言），可完成数据查询、操作、定义和控制等基本数据库管理功能。

Oracle具有很好的可移植性，通过它的通信功能，微型计算机上的程序可以同小型乃至大型计算机上的oracle，并且能相互传递数据。

另外oracle还具有与C语言的接电子表格、图形处理等软件。

oracle属于大型数据库系统，主要适用于大、中小型应用系统，或作为客户机/服务器系统中服务器端的数据库系统。

据悉：

目前超大型通讯、民航及银行证券等信息、交易系统80%采用了Oracle作后台数据库服务器。

二.3Oracle的特点

1、ORACLE7.X以来引入了共享SQL和多线索服务器体系结构。

这减少了ORACLE的资源占用，并增强了ORACLE的能力，使之在低档软硬件平台上用较少的资源就可以支持更多的用户，而在高档平台上可以支持成百上千个用户。

2、提供了基于角色（ROLE）分工的安全保密管理。

在数据库管理功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现。

3、支持大量多媒体数据，如二进制图形、声音、动画以及多维数据结构等。

4、提供了与第三代高级语言的接口软件PRO*系列，能在C,C++等主语言中嵌入SQL语句及过程化（PL/SQL）语句，对数据库中的数据进行操纵。

加上它有许多优秀的前台开发工具如POWERBUILD、SQL*FORMS、VISIABASIC等，可以快速开发生成基于客户端PC平台的应用程序，并具有良好的移植性。

5、提供了新的分布式数据库能力。

可通过网络较方便地读写远端数据库里的数据，并有对称复制的技术。

二.4由oracle管理数据库文件

由oracle管理数据库文件避免了由DBA直接管理组成oracle数据库的操作系统文件。

管理员不必了解数据库中各个文件的文件名，而是以数据库对象的形式对文件进行了管理操作。

而Oracle在内部则使用标准的文件系统借口来创建，删除以下各种数据库结构所需的文件：

●表空间；

●重做日志文件；

●控制文件；

二.4.1表空间，数据文件，控制文件介绍

表空间：

数据库是由一个或多个被称为表空间的逻辑存储单位构成的。

表空间内的逻辑存储单位为段，段又可以继续划分为数据扩展。

而数据扩展是由一组连续的数据块构成。

表空间是数据库的逻辑划分，每个数据库至少有一个表空间，叫做系统表空间。

一个表空间只能属于一个数据库。

每个表空间由同一个磁盘上的一个或多个文件组成,这些文件称为数据文件。

数据文件一旦加入到表空间中，就不能从表空间中移走,也不能与其他表空间发生联系。

数据库必须的三类文件是datafile，controlfile，redologfile。

下图2-1说明了二者之间的关系：

图2-1表空间和数据文件的关系

数据文件：

Oracle数据库中每个表空间都是由一个或多个物理数据文件构成的。

一个数据文件只能由一个数据库的一个表空间使用。

Oracle为表空间创建数据文件时，分配的磁盘空间总和为用户指定的存储容量家管理开销所需的文件头空间，当数据文件被创建后，Oracle所在的操作协同负责清除文件的数据及授权信息，并将她分配给Oracle使用。

如果文件很大，这个过程将会消耗较长的时间。

Oracle数据库中的第一个表空间总是SYSTEM表空间，因此Oracle在创建数据时总是将第一个数据文件分配给SYSTEM表空间。

控制文件：

数据库控制文件是一个二进制文件，供数据库启动及正常工作时使用。

在数据库运行过程中，控制文件会频繁的被Oracle修改，因此数据库处于开启状态时控制文件必须可改写。

如果控制文件因故不能访问，数据库也将无法正常工作。

二.5Oracle数据库类型

二.5.1数据库类型分类

在ORACLE8中定义了：

标量（SCALAR）、复合（COMPOSITE）、引用（REFERENCE）和LOB四种数据类型。

二.5.2各个类型的的特性

标量（SCALAR）

合法的标量类型与数据库的列所使用的类型相同，此外它还有一些扩展。

它又分为七个组：

数字、字符、行、日期、行标识、布尔和可信。

数字，它有三种基本类型--NUMBER、PLS_INTEGER和BINARY_INTENER。

NUMBER可以描述整数或实数，而PLS_INTEGER和BINARY_INTENER只能描述整数。

NUMBE