【文章內(nèi)容簡介】 提高 ， 在忙碌的工作告一段落后更多的人選擇旅行來放松自己豐富生活 ，但是 當(dāng)我們第一次來到這個要旅行的 城市 時 ， 我們知道自己要去的旅游景區(qū)但是對于如何 到達的路線是未知的，通常只能請導(dǎo)游隨身而行 ， 這時 一個能查看具體公交線路的 城市 公交 換乘 信息 系統(tǒng) 變便得很有實用價值、實際意義 。本系統(tǒng) 在實現(xiàn)信息系統(tǒng)的整體功能時 采用 了 面向?qū)ο?設(shè)計 思想和方法， 將 信息系統(tǒng)的每個 模塊 的 功能 應(yīng)用 達到系統(tǒng)所需標(biāo)準(zhǔn) ，即將 整體 系統(tǒng) 進行 合理的劃分 ， 使每個不同的模塊能夠完成其 相應(yīng) 的功能 ， 將 各個功能 模塊之間和模塊內(nèi)部的聯(lián)系 清晰的體現(xiàn) ， 避免系統(tǒng)設(shè)計凌亂無序，正確合理完整的將 存儲信息的 數(shù)據(jù)庫 進行相互 關(guān)聯(lián) ， 實現(xiàn)每個功能模塊之間的數(shù)據(jù)信息共享， 確定 各 個 功能 模塊 其 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計 ， 在 模塊 內(nèi)部 的 功能 設(shè)計 完成的同時建 立各個功能模塊之間的數(shù)據(jù)、邏輯聯(lián)系，達到預(yù)先計劃要求的 系統(tǒng) 的 整 體 功能 。 城市公交換乘信息系統(tǒng) 總共 分為 5 個 功能 模塊， 公交 線路查詢 模塊 、 公交 站點查詢 模塊 、公交換乘 信息 模塊 、數(shù)據(jù) 與 維護 模塊 和 系統(tǒng)賬戶管理 模塊。 1. 功能名稱：線路查詢 功能概述： 在公交換乘信息系統(tǒng)中 輸入 某條公交線路的公交編號 查詢得到該條公交線路上面 所 途經(jīng)的 所有公交 站點。 2. 功能名稱：站點查詢 功能概述： 在公交換乘信息系統(tǒng)中 輸入的指定 目標(biāo)公交 站點查詢 得到途經(jīng) 該站點的 每條 公交路線 信息 。 3. 功能名稱：公交換乘查詢 功能概述：通過輸入起始站和目的站，系統(tǒng)根據(jù) dijkstra 算法給出一個基于最短路徑的乘車方案。 4. 功能名稱： 數(shù)據(jù)維護 功能概述： 管理員登錄公交換乘信息系統(tǒng) ，可以 對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行 添加、修改、刪除公交線路 等更新和維護。 5. 功能名稱： 管理賬戶 功能概述： 管理員登錄公交換乘信息系統(tǒng) ， 實現(xiàn)對管理員的信息資料、安全密碼 進行 修改 和 保存功能操作 。 系統(tǒng)分析 建模 在設(shè)計該系統(tǒng) ，首先 要 考慮如何 將 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與語義 通過數(shù)據(jù)模型表示、描述出來 ， 將公交線路的相關(guān)信息進行抽象，把公交線路的各種信息存 入數(shù)據(jù)庫 中 。目前獨立于計算機系統(tǒng)的 “概念數(shù)據(jù)模型 ”，如 “實體聯(lián)系模型 ”和 直接面 向數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的 “結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 ”是 使用 比較 廣泛 的數(shù)據(jù)模型。在 該公交換乘線路信息 系統(tǒng)采用 “實 體聯(lián)系模型 ”（ ER 模型）來 構(gòu)建 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與 描述數(shù)據(jù)庫 ，以 此對現(xiàn)實的公交信息以及彼此的邏輯關(guān)聯(lián) 進行 初步的 抽象 化 。 通過 數(shù)據(jù)庫 ER 圖直接從現(xiàn)實 中 抽象出實體類型及實體間聯(lián)系， 再 用 數(shù)據(jù)庫 ER 圖 來對 數(shù)據(jù)模型 進行描述 。 “實體聯(lián)系模型 ”（ ER模型）有兩個明顯的優(yōu)點： 與人的思維方式相類似 ， 比較 容易理解 實體之間的關(guān)系、邏輯關(guān)聯(lián) ，易于 對 實體和實體聯(lián)系 進行抽象使用 ； 與 計算機 本身 無關(guān) ，用戶 接受起來相對容易 。但 是建立 ER 模型 只是 構(gòu)建 數(shù)據(jù)庫的第 一 個步驟 。 ER 圖是直觀表示概念模型的工具，構(gòu)成 ER 圖的基本要素是實體型、屬性和聯(lián)系 ,其中用矩形框來描述實體類型，將現(xiàn)實中的目標(biāo)對象抽象成為實體類型；用菱形框來描述聯(lián)系類型，此聯(lián)系即為實體類型之間的邏輯關(guān)聯(lián)；用橢圓形狂來描述實體的屬性。 實體和屬性的定義如下： 管理員表（登錄姓名，登錄密碼） 站名表（站名編號， 公交 站名） 公交 線路編號表（車次， 線路公交 類型） 公交 線路表（線路編號， 公交 車次， 公交站 名， 公交站點的 次序） 各實體屬性圖如圖 所示 ： 圖 實體屬性圖 本系統(tǒng)的總體 ER 圖如圖 所示。 管 理 員 登錄姓名 登錄密碼 車 輛 發(fā)車時間 車次 末班時間 編號 首班時間 站 名 站名編號 站名 車輛線路編號 車次 車輛類型 線 路 線路編號 次序 車次 站名 車次 運行區(qū)間 車輛編號 票價 車輛類型 能否刷卡 時 刻 站 名 車 輛 線 路 擁有 包含 屬于 M 1 M 1 M 1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫需求分析 在完成一個 信息管理系統(tǒng) 的實現(xiàn)過程中， 數(shù)據(jù)庫 的設(shè)計和實現(xiàn)是至關(guān)重要的 ， 整個信息管理系統(tǒng)是否高效，是否合理，能否實現(xiàn)要求達到的應(yīng)用效果完全要依賴于 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 與實現(xiàn) 。 一個優(yōu)良的信息管理系統(tǒng)需要有高效的 數(shù)據(jù)存儲的效率 ， 而 合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 可以 保證數(shù)據(jù)的 整體性 和一致 性 。 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 是在 傳統(tǒng)的文件系統(tǒng) 基礎(chǔ)上 發(fā)展 而來的 ， 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型的發(fā)展依次從 層次模型、網(wǎng)狀模型 發(fā)展到 關(guān)系模型。數(shù)據(jù)管理 是數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展至今的最新 技術(shù) ，此技術(shù)是計算機科學(xué)的一個重要分支，它能 規(guī)范、指導(dǎo) 我們 完成 正確地數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 設(shè)計 ， 數(shù)據(jù)管理 出現(xiàn) 極大地推動了 計算機應(yīng)用的發(fā)展。 在我們開發(fā)一個信息管理系統(tǒng)時，想要更有效的設(shè)計完成實用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)便需要依賴 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的原理和方法。 設(shè)計構(gòu)建一個完善、結(jié)構(gòu)清晰 的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 需要涵蓋 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DBMS），數(shù)據(jù)庫管理員（ DBA）、數(shù)據(jù)庫（ DB）、應(yīng)用程序和相應(yīng)的硬件設(shè)施 等各部分內(nèi)容 。 現(xiàn)在 許多數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 的基礎(chǔ)模型都是以 關(guān)系模型 為主 ，關(guān)系模型的主體特點是利用表格結(jié)構(gòu)表達實體，用鍵來表示實體與實體之間的聯(lián)系。 把關(guān)系 模型 與層次模型和網(wǎng)狀模型 相比較起來看 ，關(guān)系模型 容易而且實用 ， 對于 初學(xué)者 來說使用起來簡單易于接受 。關(guān)系模型 是代表著 一個集合， 它自身包含有 若干個關(guān)系模式，關(guān)系模式 類似于 記錄類型， 我們通常把 關(guān)系模式的實例稱 之 為關(guān)系。 我們將每個關(guān)系用一張表格來描述 。 關(guān)系 表格 的結(jié)構(gòu)越是 簡單， 實例關(guān)系越是容易 被用戶理解 、 接受 ， 用戶在對數(shù)據(jù)庫 進行數(shù)據(jù)操作 時 只需用簡單的查詢語句 便可完成目標(biāo)操作 ， 此過程并不需要用戶具備 存儲結(jié)構(gòu)，訪問技術(shù)等細節(jié) 知識點 。關(guān)系模型 其實就是 數(shù)學(xué)化的模型， 構(gòu)建關(guān)系模型需 要用到集合論 、 離散數(shù)學(xué)等 方面的 知識。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫是 SQL 語言的代表性語言， 現(xiàn)在在一些信息管理系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用 。 在 設(shè)計數(shù)據(jù)庫的時候， 首先要考慮 數(shù)據(jù)的安全性，確保 系統(tǒng)運行過程中系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全，防止非法用戶 通過非法操作入侵到 數(shù)據(jù)庫， 造成數(shù)據(jù)庫中的一些 重要信息 泄露 ， 安全嚴(yán)密的數(shù)據(jù)庫保護結(jié)構(gòu)能夠有效 防止非法用戶對數(shù)據(jù)庫進行蓄意破壞 。保護數(shù)據(jù)的方法有許多，如采用用戶標(biāo)識，口令和密碼或訪問控制等。用戶標(biāo)識 是 一個完善的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng) 所必須具備的 ，每個合法用戶都 擁有 一個 系統(tǒng)內(nèi)的 用戶名和用戶名 口令， 在登錄系統(tǒng)時只有輸入正確的用戶名和用戶名口令 才能進入系統(tǒng)，這 樣做才能較為有效的保證 合法的用戶 對 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 的獨立操作 。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù) 需要具備完整性約束，保證數(shù)據(jù)的語義是合法 的，即 用戶輸入 的數(shù)據(jù)是符合數(shù)據(jù)庫設(shè)計要求的，是合法的數(shù)據(jù)輸入操作 。 設(shè)計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時 ， 要提前了解、考慮到用戶現(xiàn)有的使用需求和在未來可能增加的系統(tǒng)操作需求，以此來使得系統(tǒng)更加完善，用戶使用更加長久化 。 4 系統(tǒng)設(shè)計 與實現(xiàn) 功能設(shè)計及實現(xiàn) 在 功能設(shè)計與實現(xiàn) 過程中 劃分出系統(tǒng)的物理元素 和 設(shè)計軟件的 結(jié)構(gòu) 是這個階段的主要任務(wù) ， 在 軟件定義 期間 的任務(wù) 完成 之后就 要完成 系統(tǒng) 的 總體設(shè)計， 通過分析系統(tǒng)， 確定 系統(tǒng) 整體是 由哪些系統(tǒng)和 功能 模塊組成，這些系統(tǒng)和 功能 模塊 之間又是怎樣有機的結(jié)合 成為一個整體 ，每 一 個 功能 模塊的 相應(yīng) 功能 怎樣 實現(xiàn)。系統(tǒng) 功能 設(shè)計的 最終完成目標(biāo) 是 能夠?qū)崿F(xiàn) 系統(tǒng) 應(yīng)用 所要求的功能，同時， 是系統(tǒng)管理便捷 高效 ， 用戶使用起來安全 可靠 ， 后期更新維護過程中便于 修改， 用戶容易 操作 使用。 模塊化 的目的是將 較為 復(fù)雜 的 問題 分割為 許多容易解決的小問題 ， 將這些小問題逐個解決，最終將原有問題簡單化，清晰化的解決 。模塊化設(shè)計是 將 大型軟件 按照一定的軟件設(shè)計原則、軟件設(shè)計要求分割為一個個較小型的功能模塊，但是這些小型功能模塊在功能上是 較為獨立的但在邏輯上是相關(guān)聯(lián)的 。 劃分出來的 每 一 個 小型 模塊 只需要 完成一個特定的子功能 ， 最后 將所有 小型功能模塊進行有序的整合，形成一個完整的系統(tǒng)，系統(tǒng)每個界面、每個功能塊能夠 完成 特定 的功能，滿足 系統(tǒng)應(yīng)用 原始的設(shè)計 需求 。軟件結(jié)構(gòu)清晰， 程序便于 測試和調(diào)試 是 采用模塊化 設(shè)計 的優(yōu)點 ， 這樣的模塊化設(shè)計能夠提升系統(tǒng)應(yīng)用 的 安全性、 可靠性 和 后期維護的 可修改性 ，在 軟件開發(fā) 過程中更好 分工完成，有序方便的進行開發(fā)的 組織管理。 每 一個大型軟件可 基本都可以劃分為不同的功能模塊進行 編寫。模塊化理論的幾個重要概念如下： 抽象。 將 事物的本質(zhì)特 抽象 出來 而暫時不 去 考慮 事物 細節(jié)。處理復(fù)雜系統(tǒng) 時 用層次的方式構(gòu)造和分析它 是 唯一有效的方法。一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)首先 要進行抽象化，能夠組合一些高級的抽象化概念進行構(gòu)造分解 ， 而 高級 的抽象化 概念又可以 利用 一些較低級的 概念對其進行 分割理解 ，直 到將整個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)分割、分解為最低等級的實體 元素。 信息隱蔽和局部化。信息隱蔽是指 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中和確定功能模塊之間的關(guān)聯(lián)性時 ， 一個模塊內(nèi)的信息對于不涉及這些信息的功能模塊來說是不允許進信息接觸的，功能模塊是不能訪問、利用這些數(shù)據(jù)信息的。 局部化是指 在系統(tǒng)設(shè)計時 軟件元素 有關(guān)聯(lián)性 的 物理的放 在一起 。 這樣做 有 利 于 對數(shù)據(jù) 信息 進行 隱蔽 ， 防止無關(guān)功能模塊的訪問 。 在 程序 測試期間以及軟件維護期間 由于應(yīng)用 信息隱蔽原理和局部化 ， 使得 程序開發(fā)者方便、快捷 的 修改軟件。因為其它部分 的子模塊 是訪問不到這些數(shù)據(jù)信息和過程的，這些信息對于子模塊 是隱蔽的， 這樣就 避免 了 由 于 系統(tǒng)一部分產(chǎn)生錯誤從而影響到其他子模塊的正常實現(xiàn)其功能的可能性 。 逐步求精的模塊化概念。逐步求精 與 模塊化的抽象 有著密切的聯(lián)系 。 在每一層的 軟件結(jié)構(gòu)中模塊 是將 軟件抽象層次 更加的 細化。 由程序軟件頂端逐步向下求精 ， 從抽象到具體的方式分配控制， 使 軟件設(shè)計 和 實現(xiàn) 過程 更為清晰、簡單化 ， 程序 軟件 更 容易理解，增加程序軟件的 可測試性，并 且 軟件 進行 后期更新、 維