【文章內(nèi)容簡介】 【順序圖說明】 管理員對書籍進行掃描，若發(fā)現(xiàn)書籍已經(jīng)超過了圖書館規(guī)定的還書期限，則按每天一定金額進行罰款，過期天數(shù)和罰款金額由系統(tǒng)自動計算。用戶交完罰金后，則對讀者借閱信息進行更新。 24 、系統(tǒng)的狀態(tài)圖 圖書館的書籍狀態(tài)圖如圖 7 所示。 【狀態(tài)圖說明】 書籍在未變成圖書館在庫書籍時，為新加書籍狀態(tài)。書籍處于在庫狀態(tài)時既可以預訂也可以外借，外借后變?yōu)榻璩鰻顟B(tài)。處于預訂狀態(tài)時也可以外借，超出預訂時間期限則從預訂狀態(tài)直接轉(zhuǎn)為可用狀態(tài)。借閱者在規(guī)定的預訂時間內(nèi) 也可以考慮取消預訂，取消預訂后書籍的狀態(tài)轉(zhuǎn)為可用。外借書籍歸還后變?yōu)榭捎脿顟B(tài)。 圖 16：圖書館的書籍狀態(tài)圖 、系統(tǒng)的活動圖 活動圖描述的是某流程中的任務的執(zhí)行，活動圖描述活動是如何協(xié)同工作的，當一個操作必須完成一系列事情，而又無法確定以什么樣的順序來完成這些事情時，活動圖可以更清晰地描述這些事情。 25 在本圖書館管理系統(tǒng)中，我們主要描述了圖書館系統(tǒng)的借書、還書和預訂的活動圖。 【借書活動圖說明】 管理員首先要掃描讀者的借書證，檢驗證件是否符合圖書館借書條件，若該讀者的借書數(shù) 量還未達到最大規(guī)定數(shù)量，并且其所借書籍均未屬于過期范圍，則符合借書條件。則再掃描書籍條形碼，檢查書籍是否是不可借書籍或者已經(jīng)被預訂，若被預訂，則取消預訂，方可借書。在這些條件都符合時則更新書籍信息和讀者的借閱信息，記錄好借書的時間。 圖 17：圖書館管理系統(tǒng)的借書活動圖 26 還書活動圖 【還書活動圖說明】 圖書管理員對書籍進行掃描，若書籍已經(jīng)過期，則要求讀者還請欠款才能還書，讀者繳應交罰款后，更新書目信息和讀者信息。 圖 18：圖書館管理系統(tǒng)的還書活動圖 、圖書館管理系統(tǒng)的類圖 【類圖說明】 （ 1） reader 類是借閱者的類，它的屬性很多，包括借閱者的賬戶 ID 27 （ reader_id）、姓名（ reader_Name）、地址（ Address）、班級（ class）、所借書籍的書目（ borrowed）等。其中主要操作有借書（ addborrowed ）和還書 (deleteborrowed) 和預訂(reservation)等。 （ 2） admin 類是管理員類，他有編號和姓名屬性，操作主要是書籍的增刪改和讀者的增刪改等等。 （ 3） Title 類是記錄書目信息的類，包括書籍的名字（ name）、作者（ author）、 book_id 等屬性。 （ 4） Item 類是具體某本書的類，屬性包括書籍號（ id）。操作包括預訂（ reserve）、按書目查找（ find_on_title）等。 （ 5） borrow 類是某本書的借閱信息類，包括所借閱書籍的 ISBN、借閱的時間（ date）等。 （ 6） Reservation 類是預訂信息類，每個預訂信息包括預訂日期（ date）、所預訂書籍的 ISBN、預訂書籍的用戶 ID（ UserID）等屬性。 (7) persistent store 類是書籍永久的存儲類，在數(shù)據(jù)庫中的存儲數(shù)據(jù)，其他對與書籍有關(guān) 的活動都要經(jīng)過其存儲類。 28 圖 19：圖書館管理系統(tǒng)的類圖及關(guān)系 七、數(shù)據(jù)庫分析與設計 數(shù)據(jù)庫環(huán)境說明 1）運行環(huán)境： 29 Windows 2021/XP/2021 操作系統(tǒng)下，安裝并配置軟件Microsoft SQL Server 2021 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 2）所需硬件接口環(huán)境：普通 PC 機。 3）所需軟件接口環(huán)境：運行于裝有 Windows XP 的操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設計 任務與目標 （ 1）選擇中層數(shù)據(jù)流為切入點，通常選擇實際系統(tǒng)中的子系統(tǒng)； （ 2）設計分 ER 圖，即各子模塊的 ER 圖； （ 3）生成初步 ER 圖，通過合并方法，做到各子系統(tǒng)實體、屬性、聯(lián)系統(tǒng)一； （ 4）生成全局 ER 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(shù)據(jù)流程圖下手。分析各 3 層數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)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(jù)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(zhì)。 ○ 2 “屬性”不能與其他實體具有聯(lián)系。數(shù)據(jù)流程圖 、圖 、圖 可綜合成借閱子系統(tǒng)的分 ER 圖 ，數(shù)據(jù)流程圖 ER圖 ，數(shù)據(jù)流程圖 ER圖 ，數(shù)據(jù)流程圖 可抽象為分 ER 圖 。然后采用逐步集成的方式將各分 ER 圖合并，消除不必要的冗余和沖突后就生成了基本ER 圖如圖 。 各階段的結(jié)果 （ 1）根據(jù)不同的對象，從第 3 層數(shù)據(jù)流程圖入手，分別畫出各分 E 30 － R 圖： （ a）從數(shù)據(jù)流程圖圖 (三 ) 與圖 (四 )抽象出的分 E－ R 圖如下： （ c）從數(shù)據(jù)流程圖圖 (六 )抽象出的分 E－ R 圖： （ d）從數(shù)據(jù)流程圖圖 (七 )抽象出的分 E－ R 圖： （ e）從數(shù)據(jù)流程圖圖 (八 )抽象出的分 E－ R 圖： 31 （ 2）合并各分Ｅ－Ｒ圖 ,消除屬性沖突、命名沖突、結(jié)構(gòu)沖突等三類沖突，得到初步 ER 圖，再消除不必要冗余，得到的基本 ER 圖如下所示： 圖 UR 圖 E－ R 圖中實體的屬性和聯(lián)系的屬性 各 E－ R 圖各實體的屬性如下所示： 圖書： Book(BookID, BookNo, BookName, BookWriter, BookPublish, BookPrice, BookDate, BookClass, BookMain, BookPrim, BookCopy, BookState,BookRN) 32 讀者： Reader(ReaID, ReaName, ReaSex, ReaNo, ReaLBID, ReaType, ReaDep, ReaGrade, ReaPref, ReaDate) 管理員： Maneger(MID, MName, MSex, Mpwd, MAuth, MTeleph, MAddre) 館室： Room(RoomNo,RoomMID,RoomNum,RoomAddre) 讀者類別： ReaderTpye(LBID, LBName, LBnum, LBbqx, LBqx) 各 E－ R 圖中聯(lián)系的屬性如下所示： 借 閱 信 息 ： Borrow (BookID,ReaderID,BookName,BookWriter, Outdate,YHdate) 借 閱 歷 史 ： History(BookID,ReaderID,BookName, BookWriter, Outdate,Indate) 罰款信息 ： Fine(BookID,ReaderID,BookName, Outdate,Indate, Fine, CLState, MID) 數(shù)據(jù)庫邏輯設計 33 以上的概念設計階段是獨立于任何一種數(shù)據(jù)模型的，但是邏輯設計階段就與選用的 DBMS 產(chǎn)品發(fā)生關(guān)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 ER 圖轉(zhuǎn)換為選用 DBMS 產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。具體內(nèi)容包括數(shù)據(jù)組織（將 ER 圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型、模型優(yōu)化 、數(shù)據(jù)庫模式定義、用戶子模式設計）、數(shù)據(jù)處理（畫出系統(tǒng)功能模塊圖）兩大任務。 邏輯設計步驟與設計原則 1） 將 ER 圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型 實體型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的碼就是關(guān)系的碼。對于實體間的聯(lián)系則有以下不同的情況： 一個 m： n 聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為各實體碼的組合。 一個 1： n 聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與 n 端對應的關(guān)系模式合并。 如果轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，則與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為 n 端實體的碼。 一個 1： 1 聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應的關(guān)系模式合并。三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。與該多元聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為各實體碼的組合具有相 34 同碼的關(guān)系模式可合并。 由于讀者類別與讀者、館室與圖書的聯(lián)系方式是 1:n（一對多），可以將其之間的聯(lián)系與 n 端實體讀者、圖書合并，管理員與圖書之間的 維護聯(lián)系也是 1:n（一對多），同樣也將其之間的聯(lián)系與 n 端實體合并，而讀者與圖書之間的借閱和歸還聯(lián)系方式則是 n:m（多對多），這樣要把它們之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為獨立的關(guān)系模式，讀者與管理員之間的罰款聯(lián)系是 m:n（多對多），將其聯(lián)系也轉(zhuǎn)化成獨立的關(guān)系模式， 2）具體的基本 ER圖向關(guān)系模型轉(zhuǎn)化 具體的基本 ER 圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化如下： 圖書： Book(BookID,BookNo,BookName,BookWriter,BookPublish,BookPrice,BookDate,BookClass,BookMain,BookPrim,BookCopy,BookState,BookRNo) 讀者： Reader(ReaID,ReaName,ReaSex,ReaNo,ReaLBID,ReaType,ReaDep,ReaGrade,ReaPref, ReaDate) 管理員： Maneger(MID,MName,MSex,Mpwd,MAuth,MTeleph,MAddre) 讀者類別： ReaderTpye(LBID, LBName, LBnum, LBbqx, LBqx) 館室： Room(RoomNo,RoomMID,RoomNum,RoomAddre) 35 借閱信息： Borrow(BookID,ReaderID,BookName,BookWriter, Outdate,YHdate) 借閱歷史： History(BookID,ReaderID,BookName,BookWriter, Outdate,Indate,YHdate) 罰款信息： Fine(BookID,ReaderID,BookName,Outdate,Indate,Fine,CLState,MID) （注：標有直線下劃線的為主屬性，標有波浪線下劃線的 是外鍵屬性，主屬性與外鍵屬性一起構(gòu)成主碼） 數(shù)據(jù)庫物理設計 數(shù)據(jù)庫的物理設計就是為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最合適應用要求的物理結(jié)構(gòu)的過程，在這個階段中要完成兩大任務： （ 1）確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要是存取方法和存儲結(jié)構(gòu)； （ 2）對物理結(jié)構(gòu)和功能進行評價，評價的重點是時間和空間效率。 數(shù)據(jù)庫物理設計步驟 1）數(shù)據(jù)存儲方面 為數(shù)據(jù)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(jīng)常在查詢條件 36 和連接操作的連接條件中出現(xiàn)，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(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)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(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)，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(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)，考慮在其之上建立聚簇索引 ； 2)系統(tǒng)功能模塊 (1)讀者基本信息的查詢和更新模塊 將實現(xiàn)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： 圖 37 八、 人機界面設計 界面設計意義及任務 意義：人機界面是用戶與計算機交流的中間媒介，是用戶運行程序時的第一感覺，用戶只能通過顯示在屏幕上的人機界面了解并掌握運行整個系統(tǒng)，因此人機界面設計非常重要 主要任務： 必須對用戶的特性進行分析，對界面的功能進行任務分析（即建立任務模型），還要確定用戶