武汉理工大学图书检索数据库系统的设计与实现

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1、 数据库系统综合实验报告 题题 目目 图图书馆图书检索系统书馆图书检索系统 小小 组组 编编 号号 第第 N N 组组 小小 组组 成成 员员 指导老师姓名指导老师姓名 刘刘 洪洪 星星 学学 生生 姓姓 名名 啦啦 啦啦 啦啦 学学 生生 学学 号号 学生专业班级学生专业班级 2016 2017 学年 第一学期 报告原创性声明 本人郑重声明：所呈交的报告是我在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了特别加以标注和致谢的地方外，报告中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。本人在设计小组所做的工作和贡献及同一小组同学的分工和贡献均已在本报告中作了明确的说明。 作者签名： 年 月 日目 录

2、 目 录 I 第 1 章 需求分析1 1.1 问题提出.1 1.2 功能需求.2 1.3 非功能性需求.3 1.4 开发与运行环境.3 1.4.1 Visual Studio 2015 3 1.4.2 SQL Server 数据库 .4 第 2 章 数据库设计5 2.1 概念设计.5 2.1.1 E-R 模型 .5 2.1.2 扩展的 E-R 模型 .7 2.2 逻辑设计.7 2.3 物理设计与实现.8 第 3 章 应用程序设计10 3.1 界面设计.10 3.1.1 系统主界面10 3.1.2 检索结果显示界面 11 3.2 数据库存取技术（ADO.Net） . 11 3.2.1 什么是 A

3、DO.Net . 11 3.2.2 ADO.Net 中的基本类和对象 11 3.2.3 ADO.Net 的数据访问方式 12 3.3 程序详细设计和实现.12 3.3.1 基本检索12 3.3.2 高级检索15 3.3.3 系统帮助、皮肤设置16 3.3.4 数据库典型程序代码18 3.4 系统测试.20 3.4.1 数据基本查询模块20 3.4.2 数据高级检索模块21 3.4.3 数据详细信息显示模块21 第 4 章 工作总结24 4.1 总结24 4.2 展望.24 4.3 参与开发的设计人员.25 4.4 个人体会.25 参考文献26 武汉理工大学数据库综合设计(实践报告) 1 第 1

4、 章 需求分析 1.11.1 问题提出问题提出 近年来信息技术飞速的发展已经使其走入了我们生活的方方面面。作为信息技术和传统图书馆的结合，众多的图书检索工具和应用出现在人们的视野当中，极大的改善了人们查找图书以及相关信息的体验，大大减少了人们查询的时间消耗，提高了效率。而有些图书馆仍然使用着传统非信息化的查询方式。人工查询时间成本高、查找过程繁琐、查找效率低，不能满足人们的现代化需求。与传统的查询方式相比，信息化查询方式具有检索效率高、数据安全性高、信息存储空间大、保存成本低等优点。因此，图书馆实现信息化管理是其发展的必然趋势。 目前，非信息化的图书馆检索过程存在三个特点： （1）图书数目众多

5、，图书中所包含的信息也很多。每一本图书都对应的 ISBN，出版社，作者，图书主题，目录，基本内容等众多信息。随着图书馆的不断拓展，图书馆中的图书基本信息在不断增大，对应着的图书内容信息，作者信息，出版社等信息也在不断填充着整个图书馆，给图书馆的管理和读者的查询带来了极大的不便。 （2）传统的图书查询方式只能通过书名和图书的分类来人工的在众多的书籍中逐一查找，人们的恍惚之间便可能错过了需要查找的图书。不光费时费力，还有可能得不到预期的结果。 （3）无法获得书籍的相关信息，在传统方式中找到图书只能获取图书中具有的信息，对于该图书的出版社信息，作者信息，以及某些其他信息很难获得，而传统方式中想要保存

6、这些信息又存在着很大的难度。 针对上述传统图书馆的检索特点，有必要通过数据库等现代技术手段改进传统图书检索方式的众多问题以及给人们带来的体验，建设一个数据详实、资源共享、安全保密、实用方便的“图书检索数据库系统” ，提供高效地查询图书信息以及图书相关信息的功能，全面提高图书查询效率和效果。 武汉理工大学数据库综合设计(实践报告) 2 1.21.2 功能需求功能需求 根据图书检索数据库系统的需求，将本系统分为三个功能模块：基本检索功能模块，高级检索功能模块，帮助系统设置模块。基本检索和高级检索是通过检索各种字段及其组合来得到对应的图书， 并在最终显示出图书的各种信息， 并可以通过图书类目来查找图

7、书。帮助系统设置功能主要是显示系统的一些信息，使用指南以及系统皮肤设置。功能结构图如图 1.1 所示。 下面将详细描述系统的三个功能模块。 （1）基本检索功能模块 该模块主要实现图书的基本检索，通过对于图书的 ISBN，书名，出版社，作者，关键字等字段来进行检索。得到检索结果之后，可以在检索结果窗体中看到一些图书的基本信息，并可以通过左侧的图书分类查看不同种类的图书，方便用户通过类别进行查询。点击图书的检索结果之后可以显示图书所有详细信息，其中除了基本信息之外，还包括图书封面，编目情况，图书目录，前言和序等具体信息内容。并可以查看该图书作者和出版社的详细信息。 （2）高级检索功能模块 该模块最

8、后检索得到的结果所包含的子模块是与基本检索功能模块一致的，仅在检索过程中存在区别，所以查询结果的模块在此不再赘述。该模块的检索过程是通过多字段之间的逻辑关系(与，或，非)的组合来实现查询。比如可以通过作者和书名组合来搜索图图 1.1 图书检索数据库系统功能结构图 武汉理工大学数据库综合设计(实践报告) 3 书。还可以通过设置图书的出版时间范围来查询图书。 （3）帮助，系统设置模块 系统帮助主要是以文字描述指导的形式展示系统的使用方法，帮助用户快速的了解和使用系统。系统设置模块可以设置系统的皮肤风格。 1.3 1.3 非功能性需求非功能性需求 （1）性能方面 在性能方面，系统需达到响应速度快，不

9、卡顿，运行消耗资源小等方面的要求。系统对事务的响应应该及时而且迅速，减少用户的等待时间。同时，系统应该能够容纳多个用户同时在线，当出现多用户并发操作系统时，不能出现死锁现象。 （2）安全性方面 在安全性方面，系统应当从操作系统、应用软件、网络通信等各个方面增强安全性，因其使用范围的特殊性，尤其要注意病毒防范和非法入侵等方面的安全性问题。 （3）易用性方面 系统界面应当简洁明了，方便用户操作，系统应该具有帮助文档，方便用户快速了解系统的使用流程。 （4）先进性需求 系统设计应当具有前瞻性，使用成熟先进的技术进行开发，并且考虑系统的升级和未来业务的发展需要，保证系统具有较强的生命力。 1.4 1.

10、4 开发与运行环境开发与运行环境 本系统在开发和实现过程中， 运用C#编程语言， 使用由美国Microsoft公司推出的Visual Studio 2015 集成开发环境作为开发平台，并使用 SQL Server 2016 作为服务器的数据库管理系统。 1.4.1 Visual Studio 2015 Visual Studio 是微软公司提供的运行在 windows 平台的应用程序的集成开发环境。本系统的客户端程序是 windows 应用程序，系统开发语言选择 C#，开发环境选用 Visual Studio 2013，它的优点如下： （1） Visual Studio 2015 提供了可视化

11、编程界面，在控件属性栏中，对控件属性和事件有详细描述，开发人员可以根据需要直接用系统提供的控件进行布局画出图形界面； 武汉理工大学数据库综合设计(实践报告) 4 （2） Visual Studio 2015 面向组件开发，组件使用方便，简化了系统开发难度，C#中的 ADO.NET 数据访问组件是一个典型的代表10； （3） Visual Studio 2015 自带 Microsoft 帮助查看器，可下载离线帮助文档，也可以直接联机查看，方便开发者查找问题的解决方案和学习控件的属性方法； （4） Visual Studio 2015 有 IntelliTrace（智能跟踪）功能，它智能地将调试

12、信息和程序状态自动跟踪并展示给开发人员，开发人员可以点击全部中断，查看调试信息，从而快速发现异常原因并定位到对应代码。 1.4.2 SQL Server 数据库 一个完善的信息系统需要一个稳定可靠的后台数据库作为支撑。Microsoft SQL Server 2016 是由美国 Microsoft 公司所推出的关系数据库解决方案，可以组织管理任何数据。可以将结构化数据（可以用二维表结构来逻辑表达实现的数据） 、非结构化数据（不能用二维表结构来逻辑表达实现的数据）和半结构化数据（介于结构化和非结构化之间的数据）直接存储到数据库中。 武汉理工大学数据库综合设计(实践报告) 5 第 2 章 数据库设

13、计 2.12.1 概念设计概念设计 2.1.1 E-R 模型 数据模型是数据库系统的核心和基础，概念模型是显示世界到机器世界的一个过渡的中间层次。下面将采用 E-R 图（Entity-Relationship，实体-联系）来表示本系统的数据库概念模型。 在本系统中，涉及的实体有： （1） 图书 图书属性有：ISBN、书名、馆藏数、版面规格、文种、字数、页数、出版日期、内容摘要。 （2） 出版社 出版社属性有：出版社码、出版社、地址、电话、邮箱。 （3） 评分 评分属性有：图书评分。 （4） 中图代码 中图代码属性有：中图代码、说明。 （5） 主题词 主题词属性有：主题词代码、主题词。 （6）

14、封面 封面属性有：封面图片。 （7） 前言和序 前言和序属性有：前言和序。 （8） 图书目录 图书目录属性有：图书目录 （9） 可读章节内容 可读章节内容属性有：章节代码，章节内容。 （10） 编目情况 编目情况属性有：编目职工代码，编目日期 （11） 图书馆员 图书馆员属性有：职工代码、性别、职务、职称、来馆日期。 武汉理工大学数据库综合设计(实践报告) 6 （12） 作者 作者属性有：作者代码、作者姓名、简介。 经分析可知，图书与图书_主题词、图书_作者、编目情况、可读章节内容之间都是 1:n的关系。出版社、中图代码与图书是 1:n 的关系，即一个出版社可以出版多本图书，每种中图代码之下有

15、多种图书。图书与其其余的评分、封面、前言和序、图书目录等实体之间都是 1:1 的关系。由此，可得到图书管理数据库系统的 E-R 模型。如图 2.1 所示。 图 2.1(a) 图书检索系统 E-R 图 图 2.1(b) 图书检索系统 E-R 图 武汉理工大学数据库综合设计(实践报告) 7 2.1.2 扩展的 E-R 模型 为了减少数据冗余，可以将作者、出版社等以信息代码表的形式存在，与图书实体外键关联，经分析，可得到如下图所示的扩展的 E-R 模型。 图 2.2 图书检索数据库系统扩展 E-R 模型 在扩展 E-R 模型中，出版社表存放了全国主要出版社的出版社代码，中图代码表中存放的是中图代码和名称， 图书_作者表中存放了作者代码和姓名。 出版社代码和图书实体是1：n 的联系，作者代码和图书也是 1：n 联系。在数据库设计中尽量保证了各个关系的高范式，使得各个表达到 3NF 及以上，后来分析得出这种情况