数据库原理与应用大作业

《数据库原理与应用》综合设计任务书

前言

《数据库原理与应用》课程的重点知识模块包括：1）数据库设计、2）用SQL实现建库、建表、查询、更新、和创建视图、3）存储过程和触发器设计。针对这三个应用能力，用一个案例作为背景，布置三次大作业。

在校大学生都能理解“图书管理系统”的应用场合和业务流程。因此，以图书管理系统作为案例来布置作业，可以降低业务分析难度，让学生将主要精力放在知识消化与技术应用上。

本文档包括四个部分。第一部分描述系统的需求，第二部分提出E-R模型设计和关系模型设计的任务；第三部分提出在SQL Server中，用SQL语句来建库、建表、查询、更新数据、创建视图的任务；第四部分，根据应用需求、安全需求和数据完整性要求，提出设计存储过程和触发器的任务。 每个任务之前，都给出了完成任务所需要掌握的关键知识点，学生可以在对这些知识点进行复习的基础上完成任务，每个任务是一次大作业。

第一部分 案例的需求描述

本部分描述“图书管理系统”的需求，学生通过阅读本部分内容，了解系统的功能要求、运行环境，对系统所需的数据有总体认识，作为三次作业的基础。

1.1 需求故事 洁是图书阅览室的管理员，她找到程序开发小组 “枫”，请他们帮助开发一套管理程序。他们围坐在一起，开始以下对话： 洁：你们进来都看到了，那几排大柜子，全都放满了书，很多教师来借书，管理起来越来越难，希望帮我开发一个管理软件。 枫：你希望软件提供哪些功能。 洁：首先是能登记和查看图书信息，借书和还书的时候要方便操作。对于我来说，看图书的状态很重要，就是说要知道哪些图书已经借出去了，哪些书已经过了借阅期，此外还要做一些统计表……大概就是这些吧。 枫：你怎么登记借书呢？规定的借阅期有多长？过了借阅期怎么办？ 洁：每个老师都有一个工号，我就计工号和图书的ISBN号，一个人最多能借2本书。不同类型的书借阅期限是不一样的，比如文学作品的借阅期规定是15天，教学参考书的借阅期限是半年。有的人不自觉，过期好久都不还，我现在是翻记录本一个个地找，然后打电话到他的部门，并且发催还邮件。 枫：同一ISBN只有一本书吗？ 洁：是的，现在把书分成这样几类：教学参考书、文学作品、学术期刊、学术专著。 枫：你想统计一些什么数据 洁：主要是分类统计图书册数和价值、图书借阅次数。我们想知道哪些图书最受欢迎。 枫：阅览室是你一个人在管么？ 洁：阅览室有两个人。我们俩都有一台计算机，最好两台计算机都可以用上这个软件。 1.2 需求分析 1）功能需求

教师信息管理图书信息管理借书登记管理员还书登记催还

图1-1：功能需求示意图

教师信息管理：用于教师基本资料的增删改查。

图书信息管理：用于图书基本信息的增删改查，分类统计图书册数和价值。 借书登记：记录借书时间、所借图书、借书人、办理人。 还书登记：记录还书时间、所还图书、还书人、办理人。

催还：查询借阅逾期的借书信息，给借书人发电子邮件，给借书人的部门打电话。 2）运行环境要求

DBMSPCLANPC

图1-2：运行环境拓扑图

系统采用C/S模式，有两台PC和一台服务器，联成一个局域网。PC上安装图书管理软件的客户端，服务器上安装DBMS，服务器也可由两台PC中的一台来代替。

第二部分 作业1——E-R模型与关系模型设计

（满分8分）

本部分的任务是：在需求分析的基础上，进行E-R图设计，然后将E-R模型转换为关系模型。 任务： 1） 2）

根据需求描述，绘制E-R图。

将E-R图转换成关系模型，写出所有的关系模式，并写出每一个关系是按照什么规则转换而成的。

3） 在已经形成的关系模型下，举例说明连接运算、投影运算、选择运算。 参考答案：（属性写在了实体和联系图形内） 任务：

1） 根据需求描述，分别为“图书管理系统”的不同功能模块绘制局部E-R图。 教师信息管理：

教师（教师工号，姓名，性别，电话，Email） N 属于 1 部门（部门名，电话）

图书基本信息管理：

图书（ISBN,书名，作者，出版社，出版时间，单价，状态） N 归类 1 类型（类型名，借阅期限）

借还书登记：

图书 N 借/还（借日期，还日期）） M 教师 p 管理员（管理员名，口令） 催还书登记：

图书 N 催/还（催还日期）） M 教师 p 管理员（用户名，口令） 2） 整体E-R图

类型（类型1 名，借阅期限） 1 N 归类 P 图书（ISBN,书名，作者，出版社，出版时间，单价，状态） 借/还（借日期，还日期） N 管理员（管理员名，口M 催/还（催还日期） P M 教师（教师工号，姓名，性别，电3） 关系模式

N 属于 1部门（部门名，电话）

? 类型表(类型名，借阅期限)，依据：实体转换为关系。

? 图书表（ISBN，书名，作者，出版社，出版时间，单价，类型名，状态），依据：

实体转换为关系，1：N的联系合并到N，在N方增加一个外键: 类型名。注：状态属性为（库存，借出）

? 管理员表(管理员名，性别，口令) ，依据：实体转换为关系。

? 教师表(教师工号，姓名,性别，Email，部门名)， 依据：实体转换为关系，1：N的联系合并

到N，在N方增加一个外键: 部门名。

? 部门表(部门名，电话)，依据：实体转换为关系。

? 借还表(借还业务编号，ISBN，教师工号，借办理人，借出日期，还办理人，归还日期)，依

据，M:N联系转换为一个关系，取联系的实体的键加联系属性作为其属性，可以增加一个列作为主键。

? 催还表(催还业务编号，ISBN，教师工号，办理人，催还日期)，依据，M:N联系转换为一个

关系，取联系的实体的键加联系属性作为其属性，可以增加一个列作为主键。 4） 在已经形成的关系模型下，举例说明连接运算、投影运算、选择运算。

连接运算：查看类型的图书已经超过了有效借出期限。（需要图书，类型，借还关系） 投影运算：查看图书的书名、作者。 选择运算：查看单价高于50元的图书。

第三部分 作业2——用SQL语句建库、查询、更新数据、创建视图

（满分9分）

本部分的任务是：在关系模型的基础上，设计出数据库的逻辑结构，然后在SQL Server中用SQL语句创建数据库、数据表、并输入一些原始数据，写SQL语句，进行数据增删改，创建视图。

任务：

1） 在第一次大作业的参考答案基础上，将每个关系转换为SQL Server支持的表结构，写出表结

构。

2） 使用SQL语句，创建数据库，数据库名为BookStore

3） 使用SQL语句，在数据库中创建表，设定表的主键约束、外键约束、检查约束、非空约束。 4） 写以下增删改查操作的SQL语句

1、 增加三条类型表数据 2、 增加三条教师表数据 3、 增加五条图书表数据

4、 某教师今天借了某书，涉及两个操作，一是图书表的状态改为“借出”，二是增加一

个借还表记录

5、 将某书的单价改为32元。

5） 写出创建以下视图的SQL语句

1. 查询某教师的借还书记录 2. 查询某本书的流转记录 3. 借出但未归还的图书视图 4. 借阅逾期视图

5. 图书分类统计册数和总价值的视图

参照完成： 1） 表结构

管理员表

列名 用户名 性别 口令 列名 类型名 借阅期限 tinyint 图书表 列名 ISBN 书名 作者 出版社 出版时间 单价 类型名 状态 列名 部门名 电话 列名 工号 姓名 性别 姓名 Email 部门名 列名 业务编号 ISBN 工号 借办理人 借出日期 还办理人 归还日期 列名 int char(20) Char(4) Char(10) datetime Char(10) datetime 催还记录表 类型 约束 Char(4) Nchar(4) Char(2) Nchar(4) Char(30) Nchar(10) 借还记录表 类型 约束 Pk 自动标示 Fk references 图书表.isbn Fk references 教师表.工号 NOT NULL NOT NULL 类型 Char(20) Nchar(20) Nchar(20) Nchar(20) DateTime money Nchar(10) Nchar(2) 部门表 类型 NChar(10) char(11) 教师表 类型 pk NOT NULL NOT NULL,且默认为男 类型 Char(10) Char(2) Nchar(20) 类型表 类型 NChar(10) pk pk 约束 NOT NULL,且默认为男 NOT NULL 约束 NOT NULL 约束 pk NOT NULL NOT NULL NOT NULL NOT NULL NOT NULL FK references 类型表.图书类型 状态 in (库存，借出) 约束 pk NOT NULL 约束 NOT NULL NOT NULL Fk references 部门表.部门名 业务编号 ISBN 工号 办理人 催还日期 int char(11) Char(4) Char(10) datetime Pk 自动标示 Fk references 图书表.isbn Fk references 教师表.工号 NOT NULL NOT NULL 1） 2）

使用SQL语句，创建数据库，数据库名为BookStore

使用SQL语句，在数据库中创建表，设定表的主键约束、外键约束、

语句：Create Databse Bookstore

检查约束、非空约束。

语句：

CREATE TABLE 管理员表(

管理员名nchar(10) NOT NULL,

性别Char(2) not null DEFAULT '男' , 口令nchar(20) NOT NULL,

CONSTRAINT PK_管理员 PRIMARY KEY CLUSTERED (管理员名 ASC) ) ON [PRIMARY] GO CREATE TABLE 类型表(

类型名nchar(10) NOT NULL, 借阅期限tinyint NOT NULL,

CONSTRAINT PK_类型PRIMARY KEY CLUSTERED (类型名 ASC) ) ON [PRIMARY] GO

CREATE TABLE 图书表(

ISBN char(20) NOT NULL,

书名 nchar(20) NOT NULL, 作者 nchar(20) NOT NULL, 出版社 nchar(20)NOT NULL , 出版时间 datetime NOT NULL , 单价 money NOT NULL,

类型名 nchar(10) NOT NULL,

状态 nchar(2) NOT NULL CHECK(状态in('库存','借出')), CONSTRAINT PK_图书 PRIMARY KEY CLUSTERED (ISBN ASC),

CONSTRAINT FK_图书_类型FOREIGN KEY(类型名)REFERENCES 类型表(类型名) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE ) ON [PRIMARY]

GO

CREATE TABLE 部门表(

部门名 nchar(10) NOT NULL, 电话 char(11) ,

CONSTRAINT PK_部门表 PRIMARY KEY CLUSTERED ( 部门名 ASC)

) ON [PRIMARY] GO

CREATE TABLE 教师表(

工号 char(4) NOT NULL, 姓名 nchar(4) NOT NULL,

性别 Char(2) not null DEFAULT '男' , Email char(30) NOT NULL,

部门名 nchar(10) NOT NULL,

CONSTRAINT PK_教师表PRIMARY KEY CLUSTERED (工号ASC),

CONSTRAINT FK_部门表_教师表FOREIGN KEY(部门名)REFERENCES 部门表(部门名) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE, ) ON [PRIMARY] GO

CREATE TABLE 借还记录表(

业务编号 int identity(0,1) NOT NULL , ISBN char(20) NOT NULL,

工号 char(4) NOT NULL,

代办理人char(10) NOT NULL, 借出日期datetime NOT NULL, 还办理人char(10) NULL, 归还日期datetime NULL,

CONSTRAINT PK_借还记录表PRIMARY KEY CLUSTERED (业务编号ASC),

CONSTRAINT FK_借还记录表_教师表FOREIGN KEY(工号)REFERENCES 教师表(工号) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE,

CONSTRAINT FK_借还记录表_借还记录表FOREIGN KEY(ISBN) REFERENCES 图书表(ISBN) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE ) ON [PRIMARY] GO

CREATE TABLE 催还记录表(

业务编号int identity(0,1) NOT NULL, ISBN char(20) NOT NULL,

工号 char(4) NOT NULL, 办理人 char(10) NOT NULL, 催还日期 datetime ,

CONSTRAINT PK_催还记录表PRIMARY KEY CLUSTERED(业务编号 ASC),

CONSTRAINT FK_催还记录表_教师表FOREIGN KEY(工号) REFERENCES 教师表(工号) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE,

CONSTRAINT FK_催还记录表_图书FOREIGN KEY(ISBN) REFERENCES 图书表(ISBN) ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE ) ON [PRIMARY]

GO

3） 写以下增删改查操作的SQL语句

1. 增加三条类型表数据

语句：

INSERT INTO 类型表(类型名,借阅期限) VALUES('计算机',150) INSERT INTO 类型表(类型名,借阅期限)VALUES('文学',180) INSERT INTO 类型表(类型名,借阅期限)VALUES('经济',30)

--delete 类型表

--select * from 类型表

2. 增加三条部门表数据 语句：

INSERT INTO 部门表(部门名,电话) VALUES('网络系','020-8188483') INSERT INTO 部门表(部门名,电话) VALUES('外语系','020-8188482') INSERT INTO 部门表(部门名,电话) VALUES('管理系','020-8188481') --select * from 部门表 3. 增加三条教师表数据 语句：

INSERT INTO 教师表(工号,姓名,性别,Email ,部门名) VALUES('J001','张三','女','zs@163.com','网络系')

INSERT INTO 教师表(工号,姓名,性别,Email ,部门名)VALUES('J002','李四','男','LS@163.com','网络系')

INSERT INTO 教师表(工号,姓名,性别,Email ,部门名)VALUES('J003','王五','男','ww@163.com','外语系')

--select * from 教师表

4. 增加五条图书表数据 语句：

INSERT INTO 图书表(ISBN,书名,作者,出版社,出版时间,单价,类型名,状态)

VALUES('9789302218661','C#','江红','清华大学出版社','2012.2.10',45,'计算机','库存')

INSERT INTO 图书表(ISBN,书名,作者,出版社,出版时间,单价,类型名,状态) VALUES('9787802229761','人生博弈密码','吕叔春','中国华侨出版社','2009.2.1',36.8,'文学','库存')

INSERT INTO 图书表(ISBN,书名,作者,出版社,出版时间,单价,类型名,状态)

VALUES('9787301150894','经济学原理','梁小民','北京大学出版社','2009.4.1',54,'经济','借出')

--select * from 图书表

5. 增加三条管理员表数据 语句：

INSERT INTO 管理员表(管理员名,性别,口令) VALUES('吴管','男','wg001') INSERT INTO 管理员表(管理员名,性别,口令) VALUES('李管','女','Lg002') INSERT INTO 管理员表(管理员名,性别,口令) VALUES('徐管','男','Xg003')

--select * from 管理员表 --select * from 教师表 --select * from 部门表 --select * from 类型表 --select * from 图书表 --select * from 管理员表

6. 某教师今天借了某书，涉及两个操作，一是图书表的状态改为“借出”，二是增加一个借还表记

录 语句：

insert 借还记录表(ISBN ,工号,代办理人,借出日期,还办理人,归还日期)

values('9787802229761','J001','wg001','2012.3.20','Lg002','')

--select * from 借还记录表 --delete 借还记录表

update 图书表 set 状态='借出'

where ISBN='9787802229761'

--select * from 图书表

7. 将某书的单价改为32元。 语句：

update 图书表 set 单价=32

where ISBN='9787802229761'

--select * from 图书表

8. 查询某教师的借还书记录 语句：

--select * from 教师表 --select * from 部门表 --select * from 类型表 --select * from 图书表 --select * from 管理员表 --select * from 借还记录表

select a.工号,姓名,部门名,书名

from 教师表 a join 借还记录表 c on a.工号=c.工号

join 图书表 b on c.ISBN=b.ISBN where a.工号='J001' go

9. 查询某本书的流转记录 语句：

--select * from 借还记录表

select a.工号,姓名,部门名,书名,借出日期,归还日期 from 教师表 a,图书表 b,借还记录表 c

where a.工号=c.工号 and b.ISBN=c.ISBN and b.ISBN='9787802229761'

4） 写出创建以下视图的SQL语句

1. 借出图书视图 语句：

--select * from 借还记录表 --select * from 图书表

Create view 借出图书视图 As

select * from 图书表 where 状态='借出' go

2. 借阅逾期视图 语句：

--select * from 图书表 --select * from 借还记录表 --select * from 类型表

Create View 借阅逾期视图 As

SELECT a.ISBN, a.书名, b.工号, b.借出日期

FROM 图书表 a JOIN 借还记录表 b ON a.ISBN=b.ISBN JOIN 类型表 C ON a.类型名=c. 类型名

WHERE a.状态='借出' and datediff(day, b.借出日期,getdate())>c.借阅期限

--select * from 借阅逾期视图 GO

3. 图书分类统计册数视图 语句：

--select * from 图书表

Create View 图书统计视图 As

SELECT 类型名,count(*) 各类图书册数, sum(单价) 各类图书总价 FROM 图书表

GROUP By 类型名

--select * from 图书统计视图

第四部分 作业3——存储过程与触发器设计（满分8分）

任务：

1） 为BookStore数据库增加一个用户oper1，该用户可以进行系统所需的应用操作，权限尽可能精简。

请描述该用户的权限。 2） 设计存储过程

a) 数据初始化过程sp_Init。包含的操作有：所有的用于测试图书信息、教师信息、历史记录清

空，输入图书分类、输入管理员信息、输入借书规定。 b) 某教师在某时间借了某本书，由某管理员办理。 c) 某教师在某时间还了某本书，由某管理员办理 d) 查看某人的全部借还书记录 e) 查看某本书的历史流转记录

f) 某管理员在某时间给全部借阅过期者发催还邮件。

g) 对书名进行模糊搜索（搜索条件可以是多个模糊列值的组合，例如：搜索书名包含“网络”

两个字，并且是近3年出版的图书）

3） 设计触发器

a) 拒绝超级用户sa对所有的数据的修改，凡是SA进行的修改全部回退。 b) Oper1用户对图书状态进行修改时，在历史记录表中追加相应的数据。

1） 为BookStore数据库增加一个用户oper1，该用户可以进行系统所需的应用操作，权限尽可能精简。

请描述该用户的权限。

use bookstore go

exec sp_addlogin oper1, '123456','bookstore'--sl, '123456','bookstore':依次为用户名，密码，默认数据库 go

EXEC sp_addrolemember 'db_datareader', ' oper1'—授权oper1用户对所有表具有查询权 GRANT UPDATE ON 图书表 TO oper1 --允许用户oper1对数据表直接更新 go

2） 设计存储过程

a) 略

b) create proc proc_lendbook

@jsID char(4), @time datetime, @shuISBN char(20), @gly nchar(20) as

select a.姓名,借出日期,d.书名,b.管理员名

from 教师表 a join 借还记录表 c on a.工号=c.工号

join 管理员表 b on b.口令=c.代办理人 join 图书表 d on c.ISBN=d.ISBN

where a.工号= @jsID and c.借出日期=@time and c.ISBN=@shuISBN

and c.代办理人=@gly

go

EXEC proc_lendbook 'J001', '2012-3-20', '9787802229761','WG001'

c) d) e) f) g)

略 略 略 略

对书名进行模糊搜索（搜索条件可以是多个模糊列值的组合，例如：搜索书名包含“网络”两个字，并且是近3年出版的图书） Create proc getbook @tsname nchar(20), @nx tinyint As

Select * from 图书表

Where 图书名 LIKE Coalesce('%',@tsname,'%') and datediff(year,出版时间,getdate())<@nx Go

Exec getbook '网络',3

略

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