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高校成绩管理数据库系统分析与设计

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高校成绩管理数据库系统分析与设计

2023-12-20 04:05| 来源: 网络整理| 查看: 265

数据库设计 1、需求分析1.1小组分工1.2 数据需求描述1.3 系统功能需求1.4 其他性能需求 2、概念结构设计2.1 局部E-R图2.2 优化全局E-R图 3、逻辑结构设计3.1 关系模式设计3.2 数据类型定义3.3 关系模式的优化 4、物理结构设计4.1 聚簇设计4.2 索引设计 5.数据库实施5.1基本表建立5.1.1 student学生表5.1.2 college学院表5.1.3 grade班级表5.1.4 teacher教师表5.1.5 course课程表5.1.6 class教学班 5.1.7 report选课表15.1.8 report选课表25.1.9 classroom教室资源表 5.2 视图的建立5.2.1可选课程视图5.2.2选课结果视图5.2.2个人信息视图 5.3 索引的建立5.3.1建立学生姓名一索引5.3.2 建立教师电话唯一索引 6、应用系统开发与试运行6.1 开发平台和开发环境介绍。前台界面与后台数据库连接说明，代码实现。6.3 系统各功能设计和运行界面截图。6.3.1学生功能：6.3.2教师界面测试：6.3.3管理员界面测试： 7、实验总结7.1 遇到的问题和解决的办法7.2 系统设计的不足7.3 进一步改进思路7.4 实验体会

1、需求分析

高校成绩管理系统是一个记录和管理学生成绩的系统,该系统可以使学生、教师和管理员进行查询、更新、插入、删除各项信息操作。高校成绩管理系统使得学校、老师对学生信息的管理更加简单，更加高效，在提供便捷的同时也使成本得以降低。

使用计算机对成绩信息的管理，具有手工管理所无法比拟的优点:信息存储及时，检索迅速、查找方便、可靠性高、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生成绩管理的效率，也是高校成绩正规化管理的重要途径。

应用环境：SQL Server 2008 R2 Management Studio、Visual Studio 2019

根据实际工作需要，提出了以下数据和业务处理需求:

1.1小组分工

小组完成一个高校成绩管理系统，本人主要做学生的退补选课，选课结果的增删改，并且完成了登陆界面，输入账号自动识别相应用户的身份，转到不同的界面，以及相应的修改密码操作。

1.2 数据需求描述

图1-1 初级数据流图

在这里插入图片描述 图1-2 系统功能模块图 在这里插入图片描述

1.3 系统功能需求 学生：

课程的退补选

学生查询可选课程

进行选课

对所选课程进行补选、退选

查询信息

学生成绩查询，得到个人每学期成绩单

学生课表查询，可打印出每学期课表

学生选课结果查询

学生个人信息查询

登录密码修改

教师：

教师教学班成绩录入

学生名册浏览

成绩录入

成绩提交

成绩分析

打印成绩单

登录密码修改

管理员:

对教学班的增删改查

新增教学班

对已结课的教学班进行删除

对教学班中的数据进行修改

对教学班的信息进行查询

登录密码修改

1.4 其他性能需求

对于并发用户数的需求，可供多个学生或老师同时使用此系统。

在用户进行输入修改时，可以进行检查并产生提示。

响应时间应该尽可能的小。

安全性需求高。

2、概念结构设计 2.1 局部E-R图

图2-1 学生实体及其属性图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-g81cs3M6-1598330023989)(media/f156292fcf2fbf20d5756e2ec3956750.png)]

图2-2 课程实体及其属性图

图2-3 教师实体及其属性图

图2-4 教学班实体及其属性图

图2-5 教室资源实体及其属性图

图2-6班级实体及其属性图

图2-7联系产生的实体及其属性图

2.2 优化全局E-R图

图2-8 优化全局E-R图

3、逻辑结构设计 3.1 关系模式设计

实体型的关系模式转换：

Login登录表（用户名，密码）

student学生表（学号，学生姓名，性别，出生日期，生源所在地，已修学分，联系方式 ，班级号）

teacher教师表（教师号，教师姓名，性别，出生日期，职称，联系方式，学院编号）

college学院表（学院编号，学院名称）

course课程表（课程号，课程名称，学时，学分，开设学期，考察方式，课程类别，学院编号）

class教学班表（教学班号，学年，学期，上课时间，课程号，教师号，教室编号，校区，楼号）

grade班级表（班级号，专业名称，学年，学院编号）

classroom教室资源表（教室编号，校区，楼号，场地类别，座位数）

report选课表（学号，教学班号，学年，平时成绩，期末成绩，总评，备注）

report2选课表（编号，学号，教学班号，学年，平时成绩，期末成绩，总评，备注）

3.2 数据类型定义 login登录表

表3-1

字段名数据类型长度完整性约束描述namechar12主键，唯一，非空用户名pswchar12密码 student学生表

表3-2

字段名数据类型长度完整性约束描述Snochar12主键，唯一，非空学号Snamechar15学生姓名Ssexchar2性别Sbornchar10出生日期Saddresschar15生源地Screditint已修学分Stelchar11联系方式Gnochar12外键班级号

3、teacher教室表

表3-3

字段名数据类型长度完整性约束描述Tnochar12主键，唯一，非空教师号Tnamechar15教师姓名Tsexchar2性别Tbirthchar10出生日期Tpostchar15职称Tcallchar11联系方式Cnolchar12外键学院编号

4、course课程表

表3-4

字段名数据类型长度完整性约束描述Conochar12主键，唯一，非空课程号Conamechar15课程名称Coperiodint学时Cocreditint学分Cotermint开设学期Cowaychar5考查方式CoTypechar20课程类别Cnochar12外键学院编号

5、report2选课表

表3-5

字段名数据类型长度完整性约束描述REnochar20主键、唯一、非空编号Snochar12外键学号Rusualint平时成绩Rtestint期末成绩Rfinalint总评Rremarkchar5备注Clnochar20外键教学班号Clyearchar12外键学年

6、college学院表

表3-6

字段名数据类型长度完整性约束描述namechar12主键，唯一，非空用户名pswchar12密码

7、grade班级表

表3-7

字段名数据类型长度完整性约束描述Gnochar12主键、唯一、非空班级编号Mnamechar15专业名称Yearint年级Cnochar12外键学院编号

8、classroom教室资源表

表3-8

字段名数据类型长度完整性约束描述Rnochar12主键、唯一、非空教室编号Areachar5主键、唯一、非空校区Buildingchar12主键、唯一、非空楼号Typechar12场地类别Seatint座位数 3.3 关系模式的优化

为查询操作更加的方便快速高效，创建一下视图：

视图Scores： 方便查询学生的成绩

表3-9

字段数据类型字段大小必填字段Clnochar12是Clyearchar12是Mnamechar15否Snochar12否Snamechar15否Rusualint否Rtestint否Rfinalint否Rremarkchar2否

2、视图C_Cl

表3-10

字段数据类型字段大小必填字段Conochar12是Conamechar15否Clnochar12否Clyearchar12否Tnochar12否

3、视图CJ: 查询成绩用的视图

表3-11

字段数据类型字段大小必填字段Snochar12是Snamechar15否Clyearchar12否Cltermint否Conamechar15否Rusualint否Rtestint否Rfinalint否Rremarkchar2否

4、视图KB：查询课表

表3-12

字段数据类型字段大小必填字段Snochar12是Clyearchar12是Cltermint否Conamechar15否Clnumberchar12否Tnamechar10否Areachar5否Buildingchar12否Rnochar12否Cowaychar5否Coperiodint否Cocreditint否CoTypechar20否

5.视图XK：查询课表

表3-13

字段数据类型字段大小必填字段Clyearchar12是Cltermint否Conochar12否Conamechar15否Cnamechar15否Cocreditint否CoTypechar20否Snochar12否Snamechar15否Tnochar12否Tnamechar10否Clnumberchar12否Coperiodint否Areachar5否Buildingchar12否Rnochar12否Ssexchar2否Mnamechar15否Stelchar11否

6、视图RR：选课结果

表3-14

字段数据类型字段大小必填字段序号char20是课程char15否教师char10否上课时间char12否上课地点char24否学分int否课程类型char20否学号char12否

7、视图S:查询个人信息

表3-14

字段数据类型字段大小必填字段Snochar12是Snamechar15否SCchar15否SGchar15否Bchar10否Schar2否Tchar11否Achar15否

8、视图RC：

表3-15

字段数据类型字段大小必填字段学院char15是教学班号char15否教学班char15否教师char10否课程类型char20否上课时间char12否上课地点char24否学分int否开课学年char12否开课学期int否学时int否 4、物理结构设计 4.1 聚簇设计

聚簇索引：学生学号Sno、教师编号Tno、登陆用户名name、教学班号Clno、班级编号Gno、学院编号Cno、课程号Cono

4.2 索引设计

聚簇索引：学生姓名Sname、教师联系方式Tcall

唯一索引：无

5.数据库实施 5.1基本表建立 5.1.1 student学生表

1.建表语句

create table student( Sno char(12) primary key, Sname char(15), Ssex char(2), Sborn char(10), Saddress char(15), Scredit int, Stel char(11), Gno char (12), constraint S_Gno foreign key (Gno) references grade); 5.1.2 college学院表

1.建表语句

create table college( Cno char(12) primary key, Cname char(15)); 5.1.3 grade班级表

1.建表语句

create table grade( Gno char(12) primary key, Mname char(15), Year int, Cno char(12), constraint G_Cno foreign key(Cno) references college); 5.1.4 teacher教师表

1.建表语句

create table teacher( Tno char(12) primary key, Tname char(10), Tsex char(2), Tbirth char(10), Tpost char(15), Tcall char(11), Cno char(12), constraint T_Cno foreign key(Cno) references college ); 5.1.5 course课程表

1.建表语句

create table course( Cono char(12) primary key, Coname char(15), Coperiod int, Cocredit int, Coterm int, Coway char(5), CoType char(5), Cno char(12), constraint Co_Cno foreign key(Cno) references college); 5.1.6 class教学班

1.建表语句

create table class( Clno char(12) primary key, Clyear char(12) primary key, Clterm int, Clnumber char(12), Cono char(12), Tno char(12), Rno char(12), Area char(5), Building char(12), constraint Cl_Building foreign key(Building) references classroom, constraint Cl_Area foreign key(Area) references classroom, constraint Cl_Rno foreign key(Rno) references classroom, constraint Cl_Cono foreign key(Cono) references course, constraint Cl_Tno foreign key(Tno) references teacher); 5.1.7 report选课表1

1.建表语句

create table report( Sno char(12), Clno char(12), Clyear char(12), Rusual int, Rtest int, Rfinal int, Rremark char(2), constraint R_Sno foreign key(Sno) references student, constraint R_Clno foreign key(Clno) references class constraint R_Clyear foreign key(Clyear) references class); 5.1.8 report选课表2

1.建表语句

create table report( REno char(20) primary key, Sno char(12), Rusual int, Rtest int, Rfinal int, Rremark char(2), Clno char(12), Clyear char(12), constraint R_Sno foreign key(Sno) references student, constraint R_Clno foreign key(Clno) references class); 5.1.9 classroom教室资源表

1.建表语句

create table classroom( Rno char(12), Area char(5), Building char(12), Type char(12), Seat int(3), primary key(Rno,Area,Building) ); 5.2 视图的建立 5.2.1可选课程视图 create view RC(学院,教学班号,教学班,教师,课程类型,上课时间,上课地点,学分,开课学年,开课学期,学时) as( select Cname,Clno,Coname,Tname,CoType,Clnumber,Building+Rno,Cocredit,Clyear,Clterm,Coperiod from college,class,course,teacher where college.Cno=course.Cno and class.Cono=course.Cono and class.Tno=teacher.Tno) WITH CHECK OPTION 5.2.2选课结果视图 create view RR(序号,课程,教师,上课时间,上课地点,学分,课程类型,学号) as( select REno,Coname,Tname,Clnumber,Building+Rno,Cocredit,CoType,Sno from course,class,teacher,report2 where class.Tno=teacher.Tno and class.Clno=report2.Clno and class.Cono=course.Cono ) with check option 5.2.2个人信息视图 create view S(Sno,Sname,SC,SG,B,S,T,A) as( select Sno,Sname,Cname,Mname,Sborn,Ssex,Stel,Saddress from student,grade,college where student.Gno=grade.Gno and grade.Cno=college.Cno) with check option 5.3 索引的建立 5.3.1建立学生姓名一索引

Create unique index Sname on student(Sname);

5.3.2 建立教师电话唯一索引

Create unique index Tcall on teacher(Tcall);

6、应用系统开发与试运行 6.1 开发平台和开发环境介绍。

开发平台：SQL Server 2018 Management Studio、Visual Studio 2019

开发环境：利用c#语言和数据库sql语言

前台界面与后台数据库连接说明，代码实现。

C#数据库编程：其中有几个重要的数据库访问对象：DataSet对象、Connection对象、Command对象、DataReader对象、DataAdapter对象，用以上几个对象实现前台界面与后台数据库连接。

与数据库连接类SqlConnect：

namespace database { class SqlConnect { public SqlConnection conn = null; public SqlConnect()//构造函数，连接数据库 { if (conn == null) { conn = new SqlConnection("Data Source=(local);database=University_CourseSystem_Mis;uid=admin;password=123456;"); if (conn.State == ConnectionState.Closed) conn.Open(); } } public void CloseConnect()//关闭连接函数 { if (conn.State == ConnectionState.Open) conn.Close(); } public SqlDataReader aa(string sql)//判断是否有该元组 { if (conn.State == ConnectionState.Closed) conn.Open(); SqlCommand cmd = new SqlCommand(sql, conn); cmd.CommandType = CommandType.Text; SqlDataReader sdr; sdr = cmd.ExecuteReader(); return sdr; } public DataSet Getds(string sql)//获取DATESET类型的数据库查询结果 { if (conn.State == ConnectionState.Closed) conn.Open(); DataSet ds = new DataSet();//表集合 SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter(sql, conn);//查询 da.Fill(ds);//填充 conn.Close();//关闭连接 return ds;//返回结果 } public int OperateData(string sql)//修改数据库结果 { if (conn.State == ConnectionState.Closed) conn.Open(); SqlCommand sqlcom = new SqlCommand(); sqlcom.CommandText = sql;//文本 sqlcom.CommandType = CommandType.Text;//类型 sqlcom.Connection = conn;//连接 int x = sqlcom.ExecuteNonQuery();//执行 conn.Close();//关闭 return x;//返回一个影响行数 } public void Tos(string s){//将查询结果的某个具体值绑定到公共参数上 SqlCommand sc = conn.CreateCommand(); sc.CommandText = s; SqlDataReader r = sc.ExecuteReader(); r.Read(); pub.Sname = Convert.ToString(r["Sname"]); pub.SC= Convert.ToString(r["SC"]); pub.SG = Convert.ToString(r["SG"]); pub.B= Convert.ToString(r["B"]); pub.S = Convert.ToString(r["S"]); pub.T = Convert.ToString(r["T"]); pub.A = Convert.ToString(r["A"]); } public DataSet BindDataGridView(DataGridView dgv, string sql)//数据视图 { if (conn.State == ConnectionState.Closed) conn.Open(); SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter(sql, conn); DataSet ds = new DataSet(); da.Fill(ds); dgv.DataSource = ds.Tables[0]; return ds; } } } 6.3 系统各功能设计和运行界面截图。

登录界面：分别学生、教师、管理员三种用户登录（自动识别不同身份的用户名，登陆进不同的主界面）

图6-1登录界面

6.3.1学生功能：

1、学生登录

图6-2 学生登录界面

2、学生主界面

图6-3 学生登陆的主界面

3、查询个人信息

图6-4 学生查询个人信息

4、学生选课界面

、

图6-5 学生选课界面

图6-6 根据可选课程进行筛选，以及验证数据库

图6-7 文本框输入模糊查询结果

图6-8 选课

图6-9 不会重复选同一节课

图6-10 查看已选课程，并验证数据库

图6-11 退选

图6-12 验证是否退课成功

图6-13 同一时间段的两节课禁止选

5、修改密码

图6-14 修改密码需要两次输入相同密码

图6-15 密码修改成功

6.3.2教师界面测试：

图6-16 教师账号登陆

图6-17 教师账号登陆

6.3.3管理员界面测试：

图6-18 管理员账号登陆

图6-19 管理员账号登陆

7、实验总结 7.1 遇到的问题和解决的办法

a)前期没有充分的思考用户需求导致思路不清晰

一开始和队友大概的分析了用户需求，并没有十分详细的了解并且系统的分析，所以在建基本表以及写嵌入式语言、写前端时需要反复的改基本表的属性以及一些条件约束等等。所以在以后的大实验过程中，前期的讨论与充分的分析十分重要，应当重视。

b)在vs上写嵌入式sql语句时常见错误

在vs上写sql语句时，需要用到双引号。而一些属性需要单引号才可以使用。所以在执行系统时，会遇到不能进行此操作这种提示。遇到这类的问题，我首先会排查是否是sql语句写的不正确，我会将这条语句复制到数据库进行执行，如果在数据库中执行成功，则大多是单引号双引号的问题，再进行排查即可。

c)如何获取数据库内容

窗体中有组件可以放数据库数据，但是不知道如何在选中行直接获取某一列的值以及或者是DateSet中的某一个单元格的值，为了解决这个问题，查了比较多的资料，才成功解决了该问题。

第一种是用SqlCommand来绑定相应的值，并显示在固定位置： public void Tos(string s){//将查询结果的某个具体值绑定到公共参数上 SqlCommand sc = conn.CreateCommand(); sc.CommandText = s; SqlDataReader r = sc.ExecuteReader(); r.Read(); pub.Sname = Convert.ToString(r["Sname"]); pub.SC= Convert.ToString(r["SC"]); pub.SG = Convert.ToString(r["SG"]); pub.B= Convert.ToString(r["B"]); pub.S = Convert.ToString(r["S"]); pub.T = Convert.ToString(r["T"]); pub.A = Convert.ToString(r["A"]); } 第二种获取数据库视图中某一个单元的具体值： private void dataGView_CellContentClick(object sender, DataGridViewCellEventArgs e) { int index = dataGView.CurrentRow.Index; pub.Rcl = dataGView.Rows[index].Cells[1].Value.ToString();//教学班编号 //MessageBox.Show(pub.Rcl); pub.Ry = dataGView.Rows[index].Cells[8].Value.ToString();//学期 pub.Rn = dataGView.Rows[index].Cells[5].Value.ToString();//节数 } 第三种，获取dataset中某行某列的值，还可以判断查询结果是否为空 sql = "select \* from RR where 上课时间='" + pub.Rn + "'";//是否有时间冲突 ds = con.Getds(sql); time = ds.Tables[0].Rows[0]["序号"].ToString(); if (ds == null \|\| ds.Tables[0].Rows.Count == 0)//是否查询结果为空

d) 数据库绑定下拉框

可以将数据库中的属性值绑定到下拉框中，但是如何再绑定后的下拉框中再加一个项，增加一个全部项，增加查询条件：

protected void cmbTBind() { try { cmbT.DropDownStyle = ComboBoxStyle.DropDownList; cmbT.Items.Clear(); ds = con.Getds("select distinct 课程类型 from RC"); DataRow dt = ds.Tables[0].NewRow();//增加项 dt["课程类型"] = "全部"; ds.Tables[0].Rows.InsertAt(dt, 0); cmbT.DisplayMember = "课程类型"; cmbT.DataSource = ds.Tables[0]; cmbT.SelectedIndex = 0; //cmbT.Items.Insert(0, "全部"); } catch (Exception) { MessageBox.Show("不能作该操作！", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information); } } 7.2 系统设计的不足 并发操作

在这次的构建系统中，我没有思考到并发操作这一问题。高校学生管理系统是一个多用户会同时在线的系统，如何保证在并发操作时，实现数据的安全性、正确性是十分重要的。所以我认为并发操作不可缺少。

基本表之间的联系以及属性的约束

在建表的过程中，通过不断的讨论和设计，已经建立了一个较为完整的系统结构，但是在设计实际过程中就发现有很多实际问题，比如选课的时候，不可能选同一节课，同一时间也不可能选两节课，这就需要很多的唯一索引，但是在建表的时候并没有考虑到，所以只能用代码来尽量优化。

7.3 进一步改进思路 安全性

学生以及老师的登录用户名和密码需要进行保护，最重要的是管理员的用户名与密码。可以通过动态定时改变密码，也可以创建一个触发器，设置当输入密码错误，就自动更换一个密码，并传送到管理员的手机中等等的方法。

用户登录问题

在登录界面上，可以设置一个注册界面，并且当设置成功时，将学号或者用户名自动添加到学生信息表和教师信息表中，同时将用户名与密码添加到login表中。

界面的美化

c#写的前端界面不够简洁好看，可以尝试使用javaweb的方法写html和jsp文件，实现前端界面的美化以及一些前端的表示逻辑。

管理员和教师的功能实现

我的数据库部分只需要实现学生的选课功能，但是在界面设计的时候也放了一些查询的功能，以及管理员和教师登陆后的主界面窗口，时间足够的话，可以将小组实验尝试合并，形成一个完整的数据库管理系统，使系统的功能更加的丰富饱满，提高系统的实用性。

7.4 实验体会

在这次短学期中，利用短短4天的时间要完成学生选课模块的功能，写了，虽然只需要完成这一个功能，但是为了提高实用性，不断地优化和改进选课模块的各个细节以及现实问题，做了较多的考虑和修改。

而且在实际执行sql语言后，发现前期与队友分析的一些用户需求不够全面完整，所以反反复复修改了好几次基本表。所有的sql语言其实不是特别的难，需要的是编写代码的时候的细心。

再解决完一些基础问题、实现基础功能之后，最大的问题是如何优化该功能，为了更加的方便操作贴近生活，增加可选功能，一个一个细节的慢慢优化，可能编写基础框架只用了优化的1/4时间，并且再改进过程中查询了大量的资料，了解了很多相关知识，才能够最后实现预想的成果，比如选中某一行数据，在点击按钮就可以添加选课，而不需要再次筛选条件来插入选课记录。在查询现有的可选课程时，参考了正方系统的选课界面，添加四个条件选项，并且还可以通过文本搜索来实现查询，尽量将系统做到人性化。

源码链接：https://github.com/bumor/database.git



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