摘  要

        在計算機日益普及的今天，對個人而言若采用一套行之有效的圖書管理系統(tǒng)來管理自己的書籍，會方便許多。對圖書管理部門而言，以前單一的手工檢索已不能滿足人們的要求，往往是投入了大量的人力和財力卻得不到高效的管理效率。為了便于圖書資料的管理需要有效的圖書管理軟件，減輕工作人員的工作量，方便工作人員對它的操作，提高管理的質量和水平，做到高效、智能化管理，達到提高圖書借閱信息管理效率的目的。采用數據庫技術生成的圖書館借閱管理系統(tǒng)將會極大地方便借閱者并簡化圖書館管理人員和工作人員的勞動，使工作人員從繁忙、復雜的工作進入到一個簡單、高效的工作中?；谶@個問題，開發(fā)了大學圖書館借閱系統(tǒng)。系統(tǒng)采用C/S模式，實現了借還書的方便、高效性、有效性和及時性。本文通過作者設計和開發(fā)一個中小型高校圖書館管理系統(tǒng)的實踐，闡述了高校圖書管理軟件中所應具有的基本功能、設計、實現。 關鍵字：圖書借閱；人員管理；圖書維護；

        ．引言

        隨著社會信息量的與日俱增，職場競爭的日趨激烈，越來越多的人更關注知識的積累、能力的培養(yǎng)。作為信息存儲的主要媒體之一圖書，數量、規(guī)模比以往任何時候都大的多，不論個人還是圖書管理部門都需要使用方便而有效的方式來管理自己的書籍。

        在計算機日益普及的今天，對個人而言若采用一套行之有效的圖書管理系統(tǒng)來管理自己的書籍，會方便許多。對圖書管理部門而言，以前單一的手工檢索已不能滿足人們的要求，為了便于圖書資料的管理需要有效的圖書管理軟件。對于日益擴大的圖書館，查找特定的書目總是借閱者或工作人員勞神費力，有時還沒有結果。因此往往是投入了大量的人力和財力卻得不到高效的管理效率。為了縮短借閱者的等待時間，減輕工作人員的工作量，方便工作人員對它的操作，提高管理的質量和水平，做到高效、智能化管理，從而達到提高圖書借閱信息管理效率的目的，采用數據庫技術生成的圖書館借閱管理系統(tǒng)將會極大地方便借閱者并簡化圖書館管理人員和工作人員的勞動，使工作人員從繁忙、復雜的工作進入到一個簡單、高效的工作中。

        本文以高校圖書館管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)開發(fā)過程為背景，全文分為目錄、需求分析、概要設計、邏輯設計、物理設計，以及系統(tǒng)的實現等全過程。在程序設計與調試上采用了自上而下，逐步細化，逐步完善的原則。采用結構化的功能模塊設計系統(tǒng)功能，可讀性好，易于擴充?；竟δ苋妫到y(tǒng)可讀性好，易于維護、更新，安全性好。

        .  需求分析階段

        .1 引言

        進行系統(tǒng)設計，首先要對系統(tǒng)的現狀進行分析。根據系統(tǒng)的目標、需求和功能，制定和選擇一個較好的系統(tǒng)方案，從而達到一個合理的優(yōu)化系統(tǒng)。每個學校都有圖書館，最初由于圖書數量和種類較少，人工手動管理比較方便和靈活。隨著社會的發(fā)展，圖書的數量和種類越來越多，人工手動管理會降低工作的效率，希望建立一個圖書管理系統(tǒng)，是為了解決人工手動管理圖書信息在實踐的問題，從而達到系統(tǒng)化、規(guī)范化、標準化的水平。該系統(tǒng)的建立不但給管理者帶來了方便，也節(jié)省了工作時間從而提高了工作效率。

        需求分析是在于要弄清用戶對開發(fā)的數據庫應用系統(tǒng)的確切要求。數據庫設計的第一步是明確數據庫的目的和如何使用，也就是說需要從數據庫中得到哪些信息。明確目的之后，就可以確定您需要保存哪些主題的信息（表），以及每個主題需要保存哪些信息（表中字段）。

        在構造系統(tǒng)時，首先從需求出發(fā)構造數據庫表，然后再由數據庫表結合需求劃分系統(tǒng)功能模塊。這樣，就把一個大的系統(tǒng)分解成了幾個小系統(tǒng)。這里把系統(tǒng)的層次劃分為了四個部分：圖書維護，人員信息管理，圖書借閱管理，信息查詢。能夠實現以下功能：

        ○1 進行新書入庫、現有圖書信息修改以及刪除； ② 能夠實現對讀者基本信息的查詢和編輯管理； ③ 能夠進行超期罰款功能； ④ 能夠進行借閱信息的查詢功能；

        .2 需求分析階段的目標與任務 

        2.2.1處理對象

        讀者信息：讀者編號，姓名，性別，學號，學院，專業(yè)，年級，類型，類別編號，辦證日期

        管理員信息：管理員編號，姓名，性別，權限，登錄口令，住址，電話

        館藏圖書信息：圖書編號，索書號，圖書名稱，作者，出版社，單價，摘要，關鍵字，副本數，分類，出版日期，狀態(tài)

        借閱信息：圖書編號，讀者編號，圖書名，作者，借閱日期，歸還日期，歸還日期，應還日期，罰金

        借閱歷史信息：圖書編號，讀者編號，圖書名，作者，借閱日期，還書日期 罰款信息：讀者編號，圖書編號，圖書名，作者，借閱日期，應還日期，歸還日期，罰款金額，處理狀態(tài)，管理員編號

        .2.2處理功能及要求

        ．能夠存儲一定數量的圖書信息,并方便有效的進行相應的書籍數據操作和管理，這主要包括：

        1)  圖書信息的錄入、刪除及修改。    

        2)  圖書信息的多關鍵字檢索查詢。

        3)  圖書的出借、返還及超期罰款或丟失賠償。

        ２．能夠對一定數量的讀者、管理員進行相應的信息存儲與管理，這其中包括：    

        1)  讀者信息的登記、刪除及修改。       

        2） 管理員信息的增加、刪除及修改。      

        3)  讀者資料的統(tǒng)計與查詢。

        3．能夠提供一定的安全機制，提供數據信息授權訪問，防止隨意刪改、查詢。 

        4．對查詢、統(tǒng)計的結果能夠列表顯示。

        .2.3.安全性和完整性要求

        1） 安全性要求

        系統(tǒng)安全性要求體現在數據庫安全性、信息安全性和系統(tǒng)平臺的安全性等方面。安全性先通過視圖機制，不同的用戶只能訪問系統(tǒng)授權的視圖，這樣可提供系統(tǒng)數據一定程度上的安全性，再通過分配權限、設置權限級別來區(qū)別對待不同操作者對數據庫的操作來提高數據庫的安全性；系統(tǒng)平臺的安全性體現在操作系統(tǒng)的安全性、計算機系統(tǒng)的安全性和網絡體系的安全性等方面。

        2） 完整性要求

        系統(tǒng)完整性要求系統(tǒng)中數據的正確性以及相容性。可通過建立主、外鍵，使用check約束，或者通過使用觸發(fā)器和級聯更新。

        .3 需求分析階段成果

        .3.1 體會與收獲

        系統(tǒng)需求分析主要是通過對本校圖書管理員的咨詢、請教，了解我校圖書館的管理規(guī)則和運行機制，并通過上網搜索有關圖書管理系統(tǒng)的知識，了解到了圖書管理的現狀，以及在管理中的一些問題。由于是第一次做這樣的需求調查，開始總是覺得無從下手，不知道自己該了解、該清楚那些方面的知識，在繪制系統(tǒng)業(yè)務流程圖時，也遇到了很多的問題，但通過老師的幫助與指導，和自己一遍一遍的分析和完善，才逐步把業(yè)務弄清楚，最終順利完成了需求分析階段的任務。

        .3.2 圖書管理系統(tǒng)業(yè)務流程圖 從讀者角度考慮的業(yè)務流程圖：

        2.3.3 圖書管理系統(tǒng)數據流程圖 頂層數據流圖：

        第2層數據流圖：（讀者借閱，讀者還書，讀者查詢，管理員查詢，管理員修改） 

        第3層數據流圖：（讀者借閱）

        第3層數據流圖：（讀者還書） 

        第3層數據流圖：（查詢圖書信息，查詢讀者信息，查詢借閱歷史，查詢罰款信息）

        第3層數據流圖：（管理員添加、刪除、修改圖書信息）

        第3層數據流圖：（管理員添加、刪除、修改讀者信息）

        第3層數據流圖：（管理員添加、刪除、修改系統(tǒng)用戶信息）

        .3.4 圖書管理系統(tǒng)數據字典

        （a）數據項：系統(tǒng)涉及的數據項有44項

        讀者類別 管理員信息 館室信息

        .3.5 處理邏輯描述

        表1.3 處理邏輯列表

        3  概念設計階段

        .1 引言

        系統(tǒng)開發(fā)的總體目標是實現圖書館管理的系統(tǒng)化和自動化，縮短借閱者的等待時間，減輕工作人員的工作量，方便工作人員對它的操作，提高管理的質量和水平，做到高效、智能化管理，從而達到提高圖書管理效率的目的。

        主要任務是對讀者信息、管理員信息、圖書資料信息、借閱信息、歸還圖書信息、罰款信息的基本信息的操作及外理。

        概念設計階段主要是將需求分析階段得到的用戶需求抽象為信息結構(概念模型)的過程,它是整個數據庫設計的關鍵。

        .2 任務與目標

        （1）選擇中層數據流為切入點，通常選擇實際系統(tǒng)中的子系統(tǒng)；    

        （2）設計分E-R圖，即各子模塊的E-R圖；

        （3）生成初步E-R圖，通過合并方法，做到各子系統(tǒng)實體、屬性、聯系統(tǒng)一；  

        （4）生成全局E-R圖，通過消除沖突等方面。

        在本圖書管理系統(tǒng)中，從第3層數據流程圖下手。分析各3層數據流圖和數據字典，知道整個系統(tǒng)功能圍繞“讀者”、“管理員”和“圖書”的處理。根據實體與屬性間的兩條準則：○1作為“屬性”，不能再具有需要描述的性質?！?“屬性”不能與其他實體具有聯系。數據流程圖2.4 、圖2.5、圖2.6可綜合成借閱子系統(tǒng)的分E-R圖3.1，數據流程圖2.7可抽象為分E-R圖3.2，數據流程圖2.8可抽象為分E-R圖3.3，數據流程圖2.9可抽象為分E-R圖3.4。然后采用逐步集成的方式將各分E-R圖合并，消除不必要的冗余和沖突后就生成了基本E-R圖3.5。

        .3 階段結果

        （1）根據不同的對象，從第3層數據流程圖入手，分別畫出各分E－R圖：

        （a）從數據流程圖圖(三) 與圖(四)抽象出的分E－R圖：

        （c）從數據流程圖圖(六)抽象出的分E－R圖：

        （d）從數據流程圖圖(七)抽象出的分E－R圖：

        （e）從數據流程圖圖(八)抽象出的分E－R圖：

        （2）合并各分Ｅ－Ｒ圖,消除屬性沖突、命名沖突、結構沖突等三類沖突，得到初步E-R圖，再消除不必要冗余，得到的基本E-R圖如下所示：

        （3）各E－R圖各實體的屬性如下所示：

        ．邏輯設計階段

        .1邏輯設計的任務和目標

        以上的概念設計階段是獨立于任何一種數據模型的，但是邏輯設計階段就與選用的DBMS產品發(fā)生關系了，系統(tǒng)邏輯設計的任務就是將概念設計階段設計好的基本E-R圖轉換為選用DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。具體內容包括數據組織（將E-R圖轉換成關系模型、模型優(yōu)化、數據庫模式定義、用戶子模式設計）、數據處理（畫出系統(tǒng)功能模塊圖）兩大任務。

        .2數據組織

        .2.1將E-R圖轉換為關系模型

        實體型轉換為關系模式。實體的屬性就是關系的屬性，實體的碼就是關系的碼。對于實體間的聯系則有以下不同的情況：

        一個m：n聯系轉換為一個關系模式。與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性一個1：n聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與n端對應的關系模式合并。如果轉換為一個獨立的關系模式，則與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，而關系的碼為n端實體的碼。

        一個1：1聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與任意一端對應的關系模式合并。三個或三個以上實體間的一個多元聯系可以轉換為一個關系模式。與該多元聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，而關系的碼為各實體碼的組合     具有相同碼的關系模式可合并。

        由于讀者類別與讀者、館室與圖書的聯系方式是1:n（一對多），可以將其之間的聯系與n端實體讀者、圖書合并，管理員與圖書之間的維護聯系也是1:n（一對多），同樣也將其之間的聯系與n端實體合并，而讀者與圖書之間的借閱和歸還聯系方式則是n:m（多對多），這樣要把它們之間的聯系轉化為獨立的關系模式，讀者與管理員之間的罰款聯系是m:n（多對多），將其聯系也轉化成獨立的關系模式，具體的基本E-R圖向關系模型的轉化如下：

        .2.2模型優(yōu)化

        關系模式Book,Reader,Room,ReaderType ,Maneger不存在非主屬性對主屬性的部分函數依賴，也不存在傳遞函數依賴，已經達到了3NF，但是借閱關系模式、借閱歷史關系模式、罰款關系模式（Borrow,History,Fine）中存在著一些數據冗余，現將三個關系模型進行合并，消除冗余

        .2.3數據庫模式定義 

        便于查詢和修改圖書的基本信息 方便讀者基本信息的查詢、更新 便于借閱歷史信息的查詢 用于當前借閱信息的查詢 便于查詢罰款信息 

        5．物理設計階段

        .1物理設計階段的目標與任務

        數據庫的物理設計就是為邏輯數據模型選取一個最合適應用要求的物理結構的過程，在這個階段中要完成兩大任務：

        （1）確定數據庫的物理結構，在關系數據庫中主要是存取方法和存儲結構； 

        （2）對物理結構進行評價，評價的重點是時間和空間效率。

        .2數據存儲方面

        為數據庫中各基本表建立的索引如下：

        . 由于基本表Reader，Book的主碼ReaID，BookID經常在查詢條件和連接操作的連接條件中出現，且它們的值唯一，在兩個屬性上建立唯一性索引；

        . 由于基本表Reader的屬性ReaDep，Book的屬性BookPublish經常在查詢條件中出現在兩個屬性上建立聚簇索引；

        . 借閱信息基本表Borrow的一屬性ReaID,BookID，經常在查詢條件中出現，考慮在其之上建立聚簇索引；

        . 罰款信息基本表Fine的一屬性ReaID,BookID，經常在查詢條件中出現，考慮在其之上建立聚簇索引；

        .3系統(tǒng)功能模塊

        .3.1 讀者基本信息的查詢和更新模塊

        將實現對讀者基本信息的查詢和更新（修改、添加、刪除）操作，用于新生入學，畢業(yè)生離校，以及讀者補辦借閱證或更改信息的情況，具體的功能模塊圖如下：

        .3.2 圖書基本信息的查詢和更新模塊

        將完成對圖書基本信息的查詢、更新（修改、添加、刪除）操作，用于讀者對圖書信息的查詢及管理員添加新書、刪除淘汰的舊書，具體的功能模塊圖如下所示：  

        6．數據庫實施階段

        .1建立數據庫、數據表、視圖、索引 

        6.1.1 建立數據庫

        database Book;

        .1.2 建立數據表

        （1）讀者類別信息表的建立： create table ReaderType(

            char(5)  primary key, LBName  char(20) not null, LBnum    char(5)  not null, LBbqx    char(4)  not null, LBqx     char(3)  not null,

        )

        （2）管理員基本信息表的建立： create table Maneger(

          char(10)  primary key, MName char(10)  not null, MSex  char(2),

         char(8)  not null, MAuth char(40)  not null, MTeleph char(15), MAddre char(30),

        (MSex ='男' or MSex ='女')

        )

        （3）圖書館室基本信息表的建立： create table Room(

           char(5)  primary key, RoomMID   char(10) not null, Roomnum   char(5), RoomAddre char(20),

        key(RoomMID) references Maneger(MID),

        )

        （4）館藏圖書基本信息表的建立：

        create table Book(

             char(9)  primary key,  BookNo     char(20) not null,  BookName  char(50) not null,  BookWriter  char(30) not null,  BookPublish char(20) not null,  BookPrice   char(7),  BookDate    datetime,  BookClass   char(20),  BookMain    char(200),  BookPrim    char(30),  BookCopy   char(5),

          char(10)  not null,  BookRNo    char(5)  not null,

        key(BookRNo) references Room(RoomNo),

        )

        （5）讀者基本信息表的建立： create table Reader(

              char(9)  primary key, ReaName    char(10) not null, ReaSex      char(2)  not null, ReaNo       char(9)  not null, ReaLBID     char(5)  not null, ReaType     char(20), ReaDep      char(20), ReaGrade    char(5), ReaPref      char(20), ReaDate     Datetime,

        key(ReaLBID) references ReaderType(LBID), check(ReaSex ='男' or ReaSex ='女')

        )

        （6）借閱基本信息表的建立： create table Borrow(

         char(9), ReaID   char(9),

         Datetime not null, YHdate  Datetime not null, Indate   Datetime, Fine     char(5), CLState  char(8),

        MID     char(10) not null, primary key(BookID,ReaID),

        key(MID) references Maneger(MID)

        )

        .1.3 建立視圖

        （1）用于查詢圖書基本信息的視圖定義如下：

        view Bookview (索書號, 書名, 作者, 出版社, 圖書狀態(tài)) as

        BookNo,BookName,BookWriter,BookPublish,BookState from Book

        （2）用于讀者基本信息查詢的視圖定義如下：

        view Readerview (讀者姓名,類型,學院,專業(yè),辦證日期) as

        ReaName,ReaType,ReaDep,ReaPref,ReaDate from Reader

        （3）用于顯示當前借閱基本信息的視圖定義如下：

        view Borrowview (讀者編號,書名,作者,借閱日期,到期日期) as

        ReaID,BookName,BookWriter,Outdate,YHdate from Borrow,Book

        Borrow.BookID=Book.BookID and Borrow.Indate is null

        （4）用于借閱歷史信息查詢的視圖定義如下：

        view Historyview (讀者編號,書名,借閱日期,歸還日期) as

        ReaID,BookName,Outdate,Indate from Borrow,Book

        Borrow.BookID=Book.BookID and Borrow.Indate is not null

        （5）用于查詢罰款信息的視圖定義如下：

        view Fineview (讀者編號,書名,借閱日期,歸還日期,罰款,處理狀態(tài)) as

        ReaID,BookName,Outdate,Indate,Fine,CLState from Borrow,Book

        Borrow.BookID=Book.BookID and Fine is not null

        .1.4 建立索引

        clustered index BookPublish on Book(BookPublish); create clustered index ReaDep on Reader(ReaDep);

        6.1.5 建立觸發(fā)器

        ．當刪除Reader表中某一讀者基本信息時，觸發(fā)Borrow表，刪除相應的記錄 create trigger Reader_delete on Reader for delete as

        Borrow from deleted

        Borrow.ReaID=deleted.ReaID

        ．當在中增加一條借閱記錄時，使該圖書的狀態(tài)由“可借”變?yōu)椤安豢山琛?create trigger Borrow_insert1 on Borrow for insert as

        @BookID char(9) select @BookID=BookID from inserted update Book

        BookState='不可借' where BookID=@BookID

        .2數據入庫

        系統(tǒng)包括圖書基本信息管理、讀者基本信息管理、管理員信息管理、借閱信息管理、查詢信息管理等四大功能模塊，共有6張基本表,采用事先在Excel中錄入數據,然后使用SQL Server 2000數據導入/導出向導功能,直接將數據導入到相應的基本表中。

        .3創(chuàng)建各個功能的存儲過程

        ．系統(tǒng)調試和測試

        對該圖書管理系統(tǒng)進行測試，驗證每個功能是否符合要求，具體的測試如下： 

        （1）通過視圖查看各個基本表和視圖中的數據（見附錄2） 

        （2）檢測各個存儲過程的功能：（見附錄2）

        ．實習心得

        . 這次課程設計使我熟悉了系統(tǒng)設計的整體步驟。系統(tǒng)設計大體可分為需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計、數據庫的實施及調試測試六大步驟。其中，讓我感觸最深的是需求分析階段，在這個階段，必須對所要設計的系統(tǒng)有總體的構思和了解，知道自己要做什么，要實現什么，并且要實際的進行相關的調查，不能憑想象或自己的了解，這樣會在后續(xù)的工作中遇到很多的問題。

        . 這次課程設計加深了我對數據庫系統(tǒng)概論相關知識和SQL SERVER相關功能的理解。例如對建立基本表、視圖、索引、存儲過程、觸發(fā)器等，都比以前更加的熟練。并在解決遇到的各種問題的過程中，學到了很多新的知識。 

        . 我進一步掌握了相關的SQL語句方面的知識。不但糾正了以前的錯誤認識和理解，而且學會了建立存儲過程和觸發(fā)器。通過查閱資料，我還明白了存儲過程是編譯后放在服務器端的程序，它可以被別的模塊調用，且不需要重新編譯，這樣就大大減輕了客戶端的負擔，且有效的提高了系統(tǒng)執(zhí)行的效率。

        . 當然，在實習的過程中也存在一些問題。由于需求分析階段的工作完成的不是很充分，在后面的設計過程中，前后時常會出現矛盾，不一致現象，因此要反復的修改前面的結果，導致整個工作進行的不是很順利。

        ．存在的問題及建議

        1．我覺得在這次課程設計中，需求分析階段是致關重要的，但由于同學們都是第一次做這樣的系統(tǒng)設計，都不是很熟悉需求分析的主要方法和主要任務，所以都很盲目，認為隨便從網上搜點相關的知識就可以了，但其實，這直接影響著后面的各個階段的工作的進行。所以希望老師在實習前能給我們對需求分析階段的工作進行一定的指導。 

        2．在實習過程中，雖然我們每個班都配備了兩到三名指導老師，可各指導老師輪流上班，當我們遇到問題時，有時在身邊找不到老師，而浪費了一些寶貴的時間，或者是本班的指導老師在給別班的學生指導，所以也可能會耗費一定的等待時間。

        3．但總的說來，這次實習的各個指導老師都是知識淵博，經驗豐富，并且十分熱情的，我們請教的任何問題，老師都會耐心而認真的為我們解決，老師不但幫我們解決了問題，同時也教會了我們解決此類問題的方法，這對我們今后的學習是十分有益的。