【正文】 此外，在物理結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計的參數(shù)，只是初步的，要在系統(tǒng)運行階段根據(jù)實際情況進一步進行調(diào)整和優(yōu)化。 聚簇主要思想是：將經(jīng)常進行連接操作的兩個和多個數(shù)據(jù)表，按連接屬性 (聚簇碼 )相同的值存放在一起，從而大大提高連接操作的效率。在進行物理設(shè) 計前，注意以下 幾個方面的問題： 1〉 . DBMS的特點 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計只能在特定的 DBMS下進行，必須了解 DBMS的特點，充分利用其提供的各圖書館信息管理系統(tǒng)設(shè)計報告 第 29 頁 共 31 頁 種手段，了解其限制條件。此外也可以通過垂直分解的方式來實現(xiàn)。關(guān)系模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)，其目的是消除各種數(shù)據(jù)庫操作異常，提高查詢效率，節(jié)省存儲空間，方便數(shù)據(jù)庫的管理。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)是將概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計階段設(shè)計的 ER 圖，轉(zhuǎn)化為選用的 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型相符的邏輯結(jié)構(gòu)，形成邏輯模型。在合并局部 ER 圖時，消除實體命名和屬性命名方面不一致的地方 也很重要 。 設(shè)計局部 分 ER 圖 實體和屬性的 基本 定義： 圖書（ 圖書編號 ，圖書名稱，作者，出版社， 類型， 數(shù)量， 是否借出 ） 出版社 （ 出版社 編號 ，聯(lián)系人姓名，身份證號，電話，地址，供應(yīng)類別） 借閱者（ 證 件 號 ，姓名，性別，身份證 號 ， 身份， 聯(lián)系電話，密碼） 身份（ 身份編號 ，身份描述，最大借閱數(shù) ） 工作人員（ 工作號 ，姓名，電話，密碼， ID,維護范圍） 管理人員（ 工作號 ，姓名，電話，密碼， ID） ER 模型的 “聯(lián)系 ”用于刻畫實體之間的關(guān)聯(lián)。 當(dāng)然在系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行期后，系統(tǒng)管理人員就不需要隨時隨地的維護了，只要進行一些必要的簡單日常處理就可以了。數(shù)據(jù)流可以從數(shù)據(jù)存儲流入或流出，可以不標明數(shù)據(jù)流名。 需求分析可以劃分為需求收集和需求分析兩個階段， 但是這兩個階段沒有明確的界限，可能交叉或同時進行。 所以， 此 系統(tǒng)在經(jīng)濟上 也 是可行的。 2〉 讀者通過登陸 、對自己的個人信息進行編輯，并且查詢書籍的基本情況。 圖書館信息管理系統(tǒng)設(shè)計報告 第 5 頁 共 31 頁 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計按規(guī)范化設(shè)計方法，劃分為五個階段 (圖 11)，每個階段有相應(yīng)的成果： 報告 可行性研究的前提 當(dāng)今時代是飛速發(fā)展的信息時代。因此， 圖書館使用計算機來管理成為必然。 而圖書館信息管理系統(tǒng)則是這類信息管理系統(tǒng)的典型代表，對于我們這類具有實驗性質(zhì)的實踐項目來說是最合適不過的了。 B. 系統(tǒng)必須運行在 Win32 平臺上。在用戶需求分析中，除了充分考慮現(xiàn)有系統(tǒng)的需求外，還要充分考慮系統(tǒng)將來可能的擴充和修改，從開始就讓系統(tǒng)具有擴展性。 在本系統(tǒng)中，四類用戶都需要通過登陸界面進入系統(tǒng)。 DD可以采用卡片形式。在本系統(tǒng)中由于 沒有打印機設(shè)備供試驗，所以 把報表打印改成報表預(yù)覽。全局概念結(jié)構(gòu) 不僅要 支持所有局部 ER 模式，而且必須合理地表示一個完整、一致的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)。其次，就是命名沖突比較明顯，所以 在合并時對產(chǎn)生了命名沖突的屬性進行了重命名，比如“借 閱者”與“工作人員”都有“姓名”這一屬性，則可以用“姓名 1”與“姓名 2”來進行區(qū)分，依此類推，從而得到了基本可行的初步 ER 圖。 ⑵ 實體間的聯(lián)系根據(jù)聯(lián)系的類型，轉(zhuǎn)換如下： ① 1:n的聯(lián) 系： 1:n 的聯(lián)系是比較普遍的聯(lián)系，其轉(zhuǎn)換比較直觀。 將兩個或多個高范式通過自然連接，重新合并成一個較低的范式過程稱為逆規(guī)范化。有些數(shù)據(jù)，如企業(yè)產(chǎn)品的成本信息是企業(yè)比較重要的信息，只有部分用戶才能查詢和使用，客戶一般不能查詢，可以定義客戶視圖，屏蔽其中的成本信息，確保系統(tǒng)的安全。此外，數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個不斷完善的過程，開始只能是一個初步設(shè)計，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中要不斷檢測并進行調(diào)整和優(yōu)化。并不是所有的表都適合 HASH存取，選擇 HASH方法的原則是： (1) 主要是用于查詢的表（靜態(tài)表），而不是經(jīng)常更新的表； (2) 作為查詢條件列的值域（散列鍵值），具有比較均勻的數(shù)值分布； (3) 查詢條件是相等比較，而不是范圍（大于或等于比較）。首先按照結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)策略對系統(tǒng)進行分析和操作做出一個基本符合實際應(yīng)用的圖書館操作系統(tǒng)，再根據(jù)原形法的操作方式對圖書館管理信息系統(tǒng)進行模擬測試、發(fā)現(xiàn)問題、進行設(shè)計編程修改、完善系統(tǒng)。為了系統(tǒng)的安全性，一般將日志文件和重要的系統(tǒng)文件存放在多個磁盤上 ,互為備份。 B+樹索引和位圖索引是常用的兩種索引?？傊菫榱耸箶?shù)據(jù)庫系統(tǒng)在時間和空間上最優(yōu)。當(dāng)然，通過視圖的方式可以達到同樣的效果。 如：在 ER圖中借閱者 和圖書的聯(lián)系是 m:n聯(lián)系，轉(zhuǎn)換成： 表：借閱者 （ 借書 號 、姓名、性別、密碼、 電話號碼） 表：圖書（ 圖書 號 、書名、出版社編號、 作者 、數(shù) 量 、是否借出 ）。此外， 除了使用分析方法外，還可以用規(guī)范化理論 來消除冗余 。 3) 消除沖突 數(shù)據(jù)庫中的 沖突 可 分為三類：屬性沖突、結(jié)構(gòu)沖突、命名沖突。在這里就不再列出最后成形的表格了，因為在后面的“系統(tǒng)實現(xiàn) 報告”中會詳細給出。 圖書館工作人員對圖書借閱者的 借閱及還書要求進行操作，同時形成借書或還書報表給借閱者查看確認 。結(jié)構(gòu)化分析方法主要采用數(shù)據(jù)流圖對用戶需求進行分析，用數(shù)據(jù)字典和加工說明對數(shù)據(jù)流圖進行補充和說明。 . 處理需求 指用戶完成哪些處理，處理的對象是什么，處理的方法和規(guī)則，處理有什么要求，如：是聯(lián)機處理還是批處理？ 處理周期多長？處理量多大？ 本系統(tǒng)中用戶分了四種，即借閱者、工作人員、管理人員和圖書 出版社 ，所需處理信息無非圖書信息或者個人的基本信息，要求不高，處理量根據(jù)所應(yīng)用的圖書館的規(guī)模大小而有很大的區(qū)別。 NetBeans 本身 所攜帶的面向?qū)ο蟪绦虻拈_發(fā)界面 ，以及對 SQL 的支持，符合本系統(tǒng)的開發(fā)需求。數(shù)據(jù)處理手工操作，工作量大，出錯率高，出錯后不易更改。 2．李建中，王珊編著， 《 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理 》 ，電子工業(yè)出版社， 1998年 。 參考資料 1．薩師暄，王珊 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》， 第四版， 高等教育出版社 。盡管有的圖書館有計算機，但是尚未用于信息管理，沒有發(fā)揮它的效力，資源閑置比較突出，這就是管理信息系統(tǒng)的開發(fā)的基本環(huán)境。 同時，系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)庫的靈活和快捷的操作，因此強大的 SQL語言是開發(fā)此類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的最佳選擇。 當(dāng)然在本次用來做系統(tǒng)演示的數(shù)據(jù)庫中存入的數(shù)據(jù)只是為求簡便而編纂的一些無意義數(shù)據(jù)，僅供實驗用。結(jié)構(gòu)化分析方法（ Structured Analysis 簡稱 SA方法）采用自頂向 下、逐層分解的 圖書館信息管理系統(tǒng)設(shè)計報告 第 10 頁 共 31 頁 方法進行需求分析，從最上層的組織機構(gòu)入手，逐步分解。這些是很難得到的，特別是密碼，所以不但滿足了圖書借閱者的要求，還保護了圖書借閱者的個人隱私。 3〉以上是設(shè)計初根據(jù)系統(tǒng)需求 所列出的基本初始表格，可能在實際操作中所建立的數(shù)據(jù)庫表格會跟這些初始表格有些出入，但基本上原理不會有變化，只是根據(jù)實際需要為了更方便的操作所做出的改變。 則可知 合并的原則是：首先進行兩兩合并；先和合并那些現(xiàn)實世界中有聯(lián)系的局部結(jié)構(gòu)；合并從公共實體類型開始，最后再加入獨立的局部結(jié)構(gòu)。 在小型的系統(tǒng)設(shè)計中，對于比較簡單的數(shù)據(jù)關(guān)系，我們常用分析的方法來去掉實際應(yīng)用中多余的關(guān)系或者屬性。 ③ m:n的聯(lián)系： 通過引進一個新表來表達兩個實體間多對多的聯(lián)系，新表的主碼由聯(lián)系兩端實體的主碼組合而成，同時增加相關(guān)的聯(lián)系屬性。垂直分解也是關(guān)系模式規(guī)范化的途徑之一，同時，為了應(yīng)用和安全的需要，垂直分解將經(jīng)常一起使用的數(shù)據(jù)或機密的數(shù)據(jù)分離。 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計 物理 結(jié)構(gòu) 設(shè)計 概述 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的主要有兩點：一是提高數(shù)據(jù)庫的性能，滿足用戶的性能需求；二是有效地利用存儲空間。但索引本身占用存儲空間，索引是系統(tǒng)自維護的。如果系統(tǒng)采用多個磁盤和磁盤陣列，將表和索引存放在不同的磁盤上，查詢時，由于兩個驅(qū)動器并行工作，可以提高 I/O讀寫速度。 它 將采用 Java集成開發(fā)環(huán)境和 MySQL數(shù)據(jù)庫進行連接操作， 具有 開發(fā)時間短，成本低，而且數(shù)據(jù)量的傳輸快等優(yōu)點 。 存儲結(jié)構(gòu) 的確定 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)，主要是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存放位置，合理設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。 對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容有： ⑴ 為關(guān)系模式選取存取方法 ⑵ 設(shè)計關(guān)系及索引的物理存儲結(jié)構(gòu) 存取方法選擇 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是多用戶共享的系統(tǒng)，為了滿足用戶快速存取的要求，必須選擇有效的存取方法。 3〉簡化用戶對系統(tǒng)的使用 某些查詢是比較復(fù)雜的查詢，為了方便用戶使用，并保證查詢結(jié)果的一致性，經(jīng)常將這些復(fù)雜的查詢定義為視圖，大大簡化了用戶的使用。規(guī)范化和逆規(guī)范化是一對矛盾，何時進行規(guī)范化、何時進行逆規(guī)范化、進行到什么程度，在具體的應(yīng)用環(huán)境中，需要設(shè)計者仔細分析和平衡。如： ER圖中出版社和圖書的關(guān)系是1:n的聯(lián)系，轉(zhuǎn)換成： 表：出版社（ 編號 、 聯(lián)系人、所在地、電話、供應(yīng)類別 ）； 表：圖書（圖書 號、書名、 出版社編號 、數(shù)量、是否借出 ）。 基于以上理論，對前面所列出的局部分 ER 圖進行合并，所得到的初步 全局 ER 圖 如 下所示 （ 其中，用矩形來表示實體，如借閱者，同時用綠色標出；橢圓表示屬性， 屬性中加下劃線的為主碼，其余為非主碼 ；菱形為實體間的關(guān)系，同時用黃色標出 ） ： 圖書館信息管理系統(tǒng)設(shè)計報告 第 23 頁 共 31 頁 圖 書供 應(yīng) 商借 閱 者工 作 人 員身 份管 理 人 員編 號 2聯(lián) 系 人I D 2所 在 地 供 應(yīng) 類 別電 話 4供求借閱維護屬 于工 作 號 2 姓 名 3電 話 3密 碼 3I D 3維 護 范 圍證 件 號姓 名 2性 別電 話 2密 碼 2 身 份 證 號代 碼身 份 描 述最 大 借 閱 數(shù)管理信息管理信息工 作 號 1姓 名 1 電 話 1 密 碼 1I D 1編 號 1書 名出 版 社作 者類 別數(shù) 量是 否 借 出 圖 36 初步全局 ER 圖 圖書館信息管理系統(tǒng)設(shè)計報告 第 24 頁 共 31 頁 消除不必要的冗余，設(shè)計基本 ER圖 在初步 ER 圖 中，可能存在一些冗余的數(shù)據(jù)和實體間冗余的聯(lián)系，所謂冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，冗余的聯(lián)系是指可由其它聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。 1) 確定公共實體類型 為了給多個局部 ER 模式的合并提供開始合并的基礎(chǔ)，首先要確定各局部結(jié)構(gòu)中的公共實體類型。具體功能如下： 設(shè)計不同用戶的操作權(quán)限和登陸方法 對所有用戶開放的圖書查詢 借閱者維護借閱者個人部分信息 借閱者查看個人借閱情況信息 維護借閱者個人密碼 根據(jù)借閱情況對數(shù)據(jù)庫進行操作并生成報表 根據(jù)還書情況對數(shù)據(jù)庫進行操作并生成報表 查詢及統(tǒng)計各種信息 維護圖書信息 維護工作人員和管理員信息 維護借閱者信息 圖書館信息管理系統(tǒng)設(shè)計報告 第 13 頁 共 31 頁 用 戶 登 錄圖 書 信 息 更 新用 戶 信 息 更 新借 書 操 作還 書 操 作個 人 借 閱 情 況 查 詢個 人 信 息 更 新書 目 出 版 更 新館 藏 書 借 閱 情 況管 理 人 員供 應(yīng) 商借 閱 人 員工 作 人 員數(shù)據(jù)