实验八 图书管理系统数据库设计
一、实验学时
2学时
二、实验目的
（1）熟悉SQL Sever基本操作。
（2）利用T-SQL语句实现相关操作。
（3）通过完成从用户需求分析、概念结构设计，逻辑结构设计等一系列的数据库设计到上机编程、调试和应用等全过程，掌握数据库设计的基本步骤。
（4）进一步理解和掌握数据库原理的相关内容。
三、实验内容
设计一个简单的图书管理系统包括图书馆内书籍的信息、学校在校学生的信息以及学生的借阅信息。此系统功能分为面向学生和面向管理员两部分，其中面向学生部分可以进行预定、续借和查询书籍等操作，面向管理员部分可以完成书籍和学生的增加、删除和修改以及对学生借阅、归还的确认。
1．需求分析
（1）学生
学生的操作流程如图8-1所示。
图8-1 学生的操作流程
（2）管理员
管理员可完成书籍和学生的增加、删除和修改以及对学生借阅、续借、归还的确认，其操作流程如图8-2 所示。
图8-2 管理员操作流程
2．概念模型设计
数据库需要表述的信息有以下几种：
（1）图书信息
（2）学生信息
（3）管理员信息
（4）学生预定图书信息
（5）学生借阅还图书信息
说明：
1）书号是图书的键码，每本书有唯一的书号。一个学生可同时借阅多本书。一个管理员可处理多个同学的借阅等事宜。
2）一般情况下，学生、管理员和图书之间的联系为1：1：n，借书关系Lend作为连接关系，其键码为n端实体集的键码，即书号为借书关系的键码。这反映了如果还书时也把当初的借书记录删除，则书号就能唯一识别一个元组。
如果还书时不同时删除借书记录，则意味着同一本书前后可借给不同的学生，于是学生、管理员和图书之间的联系变为m：1：n，这时借书关系的键码为书号和学号的组合。
如果在不删除借书记录的情况下，同一学生再次借同一本书，这时，学生、管理员和图书之间的联系变为m:p:n，于是，借书关系的键码为书号、学号和管理员号的组合。但这里有一个隐含的信息，即同一学生前后两次借同一本书所遇到的管理员不同，而这种不同可能仅仅是“日期”不同。因此，借书日期成了必不可少的成分，也就是说，在这种情况下，属性全集才是借书关系的键码。
总之，借书关系的键码与图书管理模式有关，读者可按照自己的理解确定键码，并编写相应的事务处理流程。其他关系也有类似之处。
3）要知道图书当前的状态，是在图书馆存放，还是被借阅等，需要在Book的模式中增加对应项用以表示图书当前的状态。比如我们增加State，并且约定取值和状态的对应关系如下：
0：在图书馆中并且没有被预定
1：在图书馆中并且已被预定
2：被借出并且没有被预定
3：被借出并且已被预定
用E-R模型表达该模型的设计，画出E-R模型如下：
图8-3 模型的E-R图
3．逻辑设计
通过E-R模型到关系模型的设计，请写出关系模式：（实体或属性的英文可以自取）
1、Book（BookID，Title，Author，Publisher，Pyear，Language，State）
2、Student（ID，Name，Dept）
3、Assist（ID，Name）
4、BBook（BookID，StuID，BDate）
5、RBook（BookID，StuID，RDate）
6、Lend（StuID，AstID，BookID，LDate）
7、BookRtn（StuID，AstID，BookID，RDate）
4．物理设计
为了提高在表中搜索元组的速度，在实际实现的时候应该基于键码建立索引。下面是各表中建立索引的表项：
（1）在书表中按书号建立索引
T-SQL语句：
CREATE INDEX Book_Idx ON Book(BookID);
（2）在学生表中按学号建立索引
T-SQL语句：
CREATE INDEX Student_Idx ON Student(ID);
5．用T-SQL实现设计
（1）建立数据库表（注意自定义约束）
1）建Book（图书信息）表
T-SQL：
CREATE TABLE Book(
BookID varchar(20) PRIMARY KEY,
Title varchar(50) NOT NULL,
Author varchar(50),
Publisher varchar(50),
Pyear char(8),
Language char(2),
State char(1) DEFAULT ‘0’);
2）建Student（学生信息）表
T-SQL：
CREATE TABLE Student(
ID varchar(10) PRIMARY KEY,
Name varchar(18) NOT NULL,
Dept varchar(18) NOT NULL);
3）建Assist（管理员信息）表
T-SQL：
CREATE TABLE Assist(
ID varchar(8) PRIMARY KEY,
Name varchar(18) NOT NULL);
4）建BBook（学生预定图书信息）表
T-SQL：
CREATE TABLE BBook(
BookID varchar(20) NOT NULL,
StuID varchar(10) NOT NULL,
BDate datetime NOT NULL,
CONSTRAINT PK_BBOOK
PRIMARY KEY(BookID,StuID),
CONSTRAINT FK_BBOOK_BID
FOREIGN KEY(BookID) REFERENCES Book(BookID),
CONSTRAINT FK_BBOOK_StdID
FOREIGN KEY(StuID) REFERENCES Student(ID));
5）建RBook（学生续借图书信息）表
T-SQL：
CREATE TABLE RBook(
BookID varchar(20) NOT NULL,
StuID varchar(10) NOT NULL,
RDate datetime NOT NULL,
CONSTRAINT PK_RBOOK
PRIMARY KEY(BookID,StuID),
CONSTRAINT FK_RBOOK_BookID
FOREIGN KEY(BookID) REFERENCES Book(BookID),
CONSTRAINT FK_RBOOK_StdID
FOREIGN KEY(StuID) REFERENCES Student(ID));
6）建Lend（学生借阅信息）表
T-SQL：
CREATE TABLE Lend(
StuID varchar(10) NOT NULL,
AstID varchar(8) NOT NULL,
BookID varchar(20) NOT NULL,
LDate datetime NOT NULL,
CONSTRAINT PK_LEND
PRIMARY KEY(StuID,AstID,BookID),
CONSTRAINT FK_LEND_StuID
FOREIGN KEY(StuID) REFERENCES Student(ID),
CONSTRAINT FK_LEND_AstID
FOREIGN KEY(AstID) REFERENCES Assist(ID),
CONSTRAINT FK_LEND_BookID
FOREIGN KEY(BookID) REFERENCES Book(BookID));
7）建BookRtn（学生还书信息）表
T-SQL：
CREATE TABLE BookRtn(
StuID varchar(10) NOT NULL,
AstID varchar(8) NOT NULL,
BookID varchar(20) NOT NULL,
RDate datetime NOT NULL,
CONSTRAINT PK_BookRtn
PRIMARY KEY(StuID,AstID,BookID),
CONSTRAINT FK_BookRtn_StdID
FOREIGN KEY(StuID) REFERENCES Student(ID),
CONSTRAINT FK_BookRtn_AstID
FOREIGN KEY(AstID) REFERENCES Assist(ID),
CONSTRAINT FK_BookRtn_BookID
FOREIGN KEY(BookID) REFERENCES Book(BookID));
（2）管理员操作
1）在学生表中增加一位学生的基本信息：
T-SQL：
INSERT INTO Student(ID,Name,Dept) VALUES(#StuNo,#Name,#Dept);
2）在学生信息表中删除一学生的信息。
T-SQL：
DELETE FROM Student WHERE(ID=#ID);
3）在学生信息表中修改一学生信息。
T-SQL：
UPDATE Student SET Name=#Name, Dept=#Dept WHERE ID=#ID;
4）在图书表中增加一本图书信息。
T-SQL：
INSERT INTO Book(BookID,Title,Author,Publisher,Pyear,Language)
VALUES(#BookID,#Title,#Author,#Publisher,#Pyear,#Language);
5）在图书表中删除一本图书信息。
T-SQL：
DELETE FROM Book WHERE BookID=#BookID;
6）在图书信息表中修改一本图书信息。
T-SQL：
UPDATE Book SET Title=#Title, Author=#Author, Publisher=#Publisher,
Pyear=#Pyear, Language=#Language WHERE BookID=#BookID;
事务定义：
1）定义学生借阅图书这一事务（即向学生借阅信息表中插入一条记录，同时修改图书信息表中相关书籍的状态信息）。
T-SQL：
BEGIN TRANSACTION
INSERT INTO Lend(StuID,AstID,BookID,LDate)
VALUES(#StuID,#AstID,#BookID,#LDate);
UPDATE Book SET State=‘2’ WHERE BookID=#BookID
COMMIT;
2）定义学生归还图书这一事务（即向学生还书信息表中插入一条记录，同时修改图书信息表中相关书籍的状态信息）。
T-SQL：
BEGIN TRANSACTION
INSERT INTO BookRtn(StuID,AstID,BookID,RDate)
VALUES(#StuID, #AstID, #BookID, #RDate);
UPDATE Book SET State=‘0’ WHERE BookID=#BookID;
COMMIT;
（3）学生操作
存储过程定义：
1）定义学生预定图书的存储过程
提示：学生预定图书，假设图书已经被预定了，则不允许继续预定。否则的话应该根据图书是在馆内还是被借出去两种情况，修改图书当前的状态。最后在预定表中插入一条记录。修改记录和插入新记录都发生或都不发生，所以将这个动作封装成一个事务，保证这个操作的原子性。
自定义如下：
CREATE PROC Book_Book
@BookID varchar(20),@StdID char(6), @BDate datetime
AS
DECLARE @TransName VARCHAR(20)
SELECT @TransName=’Book_Book’
BEGIN TRANSACTION @TransName
DECLARE @booked int, @book_state_before char(1), @book_state_after char(1)
SELECT @booked=count(*) FROM BBook WHERE BID=@BookID
IF @booked>0
ROLLBACK TRANSACTION @TransName
ELSE BEGIN
SELECT @book_state_before=state FROM Book WHERE BookID=@BookID
IF @book_state_before=’0’
SELECT @book_state_after=’1’
ELSE IF @book_state_before=’2’
SELECT @book_state_after=’3’
UPDATE Book SET state=@book_state_after WHERE BookID=@BookID
INSERT INTO BBook(BID,StdID,BDate) VALUES(@BookID,@StdID,@BDate)
COMMIT TRANSACTION @TransName
END
GO
2）定义学生续借图书的存储过程
提示：学生续借图书，假定图书已经被预定了，则不允许续借。否则，在续借记录中插入一条记录就可以了。把这个动作封装成一个存储过程是为了使用方便明了。
自定义如下：
CREATE PROC Renew_Book
@BookID varchar(20),@StdID char(6), @RDate datetime
AS
DECLARE @TransName VARCHAR(20)
SELECT @TransName=’Renew_Book’
BEGIN TRANSACTION @TransName
DECLARE @booked int
SELECT @booked=count(*) FROM BBook WHERE BID=@BookID
IF @booked=0
INSERT INTO RBook(BID,StdID,BDate) VALUES(@BookID,@StdID,@RDate)
COMMIT TRANSACTION @TransName
END
GO