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概念结构设计的方法和步骤

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概念结构设计的方法和步骤

概念结构设计的方法和步骤范文第1篇

【关键词】数据库设计;数据库应用;分析初探

一、数据库的设计任务、特点及方法

1.数据库的设计任务

数据库的设计,是做到对用户信息需求、处理需求及支撑环境的满足,做到对数据模式及典型应用程序的设计。信息需求是指用户对数据及数据结构的需要,处理需求是指用户经常需要对数据进行处理。信息需求是内容性结构要求,是静态需求的一种,而处理需求是对数据库的处理需求,是动态需求的一种。在数据库设计时,操作系统及硬件设备既是数据库的软件及硬件基础,同时也是设计的制约因素。数据库在设计时,会产生两项成果:一是数据模式;二是数据库为基础的典型应用程序。

对于应用程序来说,其是在应用过程中发展而来的,比如在一些检索类的数据系统中,需要在设计时做到对检索程序的编写。由此可见,数据库的设计是数据模式的体现,并能够对数据进行快速、方便、有效的处理。

2.数据库的设计特点

数据库的设计,是技术与管理相互融合的过程,在数据设计时,对于技术与管理界面,也就是俗称的“干件”来说非常关键。因为数据库设计的特点之一就是将软件、硬件及干件的有效结合。而数据库的另外一个特点便是将数据库与应用系统结合起来。对于结构设计与行为设计来说,这两者紧密联系、相互促进、相辅相成。结构设计与行为设计示意图如图1所示。

图1 结构设计与行为设计示意图

3.数据设计的相关方法

在对数据库进行设计时,一般方法为手工试凑法和规范设计法。规范设计法是在手工设计方法的基础上采用过程迭代和逐步求精所得到的结果,具有较高的质量,比较常用的方法有新奥尔良方法、S.B.Yao方法I.R.Palmer方法和计算机辅助设计方法等,如:ORACLE公司的ORACLE Designer2000、SYBASE公司的Power Designer、Rational 公司的Rational Rose,CA 公司的Erwin和Bpwin等辅助工具建模工具都可以使用。笔者推荐应用较为广泛的新奥尔良法,这种方法将数据库设计分为四个阶段来进行,其分别为:需求分析、概念设计、物理设计及逻辑设计。后来在发展中,有人将其改变为五个阶段,后经过不断的优化与改进,添加了一些辅助设计,并在设计时采用一步连着一步的过程来完成。对于E-R模型数据库设计法、3NF设计法,都是一些较为抽象与理论的语法规范设计法,是对数据库不同阶段的满足。

二、数据库有效设计的相关步骤

1.用户的需求分析

在对数据库进行设计时,首先要解决的是对用户的需求进行分析,需求分析是数据库设计的基础,同时也是最麻烦及耗费时间的一个过程。需求分析的准确性将直接决定着数据库在未来构建时的质量及构建速度。需求分析的失误,可能会造成整个数据库设计的失败,具有极为重要的意义。

用户的需求包括:

软件需求、易维护性、易扩充性、易升级性、可读性、空间占用效率及潜在延伸需求;关键及重要数据的一致性、冗余性、访问的时效、可靠性等等。

针对数据库设计过程中的侧重点,是要在数据库设计的过程里去感受、对比、总结以及分析的。一个优秀的系统与数据库的设计密不可分,所以数据库工作者对数据库的设计要有较为深入的认识以及灵活多变的设计技巧,很大程度上取决于数据库设计者的经验和专业水平。

2.概念结构的设计

数据库及数据库应用系统的开发整个过程的完成需要设计到六个步骤,这六个步骤分别为:用户的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库的实施及数据库的维护这六大部分。而概念结构设计,即概念模式的设计,是整个系统中用户所关注的信息结构,因此其在构建时,需要独立于计算机数据模型之外,并不受到其它数据系统所干扰,同时能够方便用户与数据库的交流。另外还需要在应用需求分析中所得到的数据流图来对数据运行轨迹进行动态展示。这一过程仅是对应用需求的反映,并不涉及到数据之间的内在联系。

3.逻辑结构的设计

对逻辑结构设计时,需将概念结构设计中的数据库概念模式进行转化,将其变为DBMS逻辑数据模型。逻辑设计的主要目的是做到对客户要求数据安全性及完整性的有效满足,并能够在逻辑上做到对数据运行过程的有效支持。另外,数据库逻辑设计并不仅仅是对数据模型进行转换,而是对数据模型中所涉及到的一些技术问题进行处理与解决。

4.物理结构的设计

在对数据库物理结构进行设计时,需要以数据库逻辑模式及概念模式主基础。运用DBMS与计算机所提供的功能及限制,在做到对数据库文件物理储存结构、存取路径、存储空间分配、记录格式的有效设计。虽然这种物理结构设计不是直接面向用户,但就整个系统的运行来说,还是会产生较大的影响,因此在设计时需要做到足够的重视。

5.数据库的有效实施

在数据库的实施阶段,设计人员运用DBMS提供的数据语言及其宿主语言。根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库、编制与调试应用程序、组织数据入库及进行试运行。

6.数据库的运行及维护

数据库在通过试运行之后便可以投入到正常的使用与运行当中。但是在数据库的运行及使用过程中,必须对数据库进行定期的评价、调试以及做到对数据库的修改与维护。

三、数据库在未来的发展及应用趋势

1.数据库在我国的发展现状及趋势

目前就一些实际现状来说,很多基础设施,比如有线通信设施及交通设施,都没能做到在技术上的跟进及对数据库的应用,因此在未来发展过程中,数据库在此方面应用将会有巨大的优势及广阔的前景。现在,随着电子商务的快速发展,计算机技术已经得到信息产业部及相关企业用户的高度重视,并将成为未来信息产业发展的一个重大方向,会在各个行业及领域中得到应用。

2.数据库在未来的应用趋势

数据库的未来发展方向是能够轻松处理你所需要的有线信息系统上复杂的数据类型,并能方便地进行远程控制和应用升级。当然,数据库应用与发展还依赖于应用软件的推广,Sybase公司已经为开发人员准备了适合不同行业的应用模板,以提高他们开发移动式电子商务应用的速度。作为电子商务的一个重要组成部分,数据库的应用与发展已经得到我国行业主管部门、技术与解决方案供应商和用户的高度重视,正在成为信息产业的重要发展方向,并将不断渗透到各个领域。

四、总结

如何做好对数据库的有效设计,关键在于对设计方法步骤的有效掌握。笔者通过对数据库设计及应用实践和多方调研,对数据库设计时各个步骤目标、方法及相关事项进行了研究。认为在对数据库进行设计时,首先要对用户需求进行深入的了解,尤其是用户需要的侧重点,重点及关键重要数据,并充分挖掘用户的潜在延伸需求;其次再进行数据库的概念结构设计及逻辑结构设计,这是数据库设计的关键要素;再次要充分融入以往的设计经验和成功案例。随着信息技术及数据库设计技术的快速发展,相信未来在电子商务及其它领域,数据库能够得到有效的利用及发展。

参考文献

[1]师胜利,董瑞卿,杨彦锡.时态数据库在电子商务中的应用[J].计算机与信息技术[J].2008(03).

[2]陈曦.数据库设计的注意事项[J].中国水运(学术版), 2007(05).

概念结构设计的方法和步骤范文第2篇

【关键词】 餐饮管理;数据库

对于实现餐饮管理系统,我们主要运用的还是数据库的知识数据库作为存取数据并对数据进行操作的工具在系统中所起到的作用至关重要。数据库设计是指对于一个给定的应用环境,构造优化的数据库逻辑模式和物理模式结果,并据此建立数据库及其应用系统,使之能有效地存储和管理数据,满足应用需求,包括信息管理要求和数据操作。信息管理要求是指在数据库中应该存储和管理哪些数据对象;数据操作要求是指对数据对象进行哪些操作,如查询、增、删、改、统计等操作。数据库设计地目标是维用户和各种应用系统提供的一个信息基础设施和高效率地运行环境。高效率的运行环境包括:数据库数据的存取速率、数据库存储空间的利用率、数据库系统运行管理的效率等都是高的。

在概念设计方面我们应该了解的是如下内容;在需求分析阶段所得到的应用需求应该首先抽象为信息世界的结构,才能更好地、更准确地实现这些需求。

概念结构主要特点:

(1)能真是、充分地反映显示世界,包括事物和事物之间的联系,能满足用户对数据的处理要求,是对现实世界的一个只是模型;

(2)易于理解,从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见,用户的积极参与是数据库设计成功的关键。

(3)易于更改,当应用环境和应用要求改变时,容易对概念模型修改和扩充;

(4)易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。

概念结构时各种数据模型的共同基础,它比数据模型更独立于机器、更抽象,从而更加稳定。

现在对所设计系统的需求作进一步的分析,产生概念结构设计的E-R模型。由于这个系统并不复杂,因此可采用自顶向下的设计方法。自顶向下设计的关键是确定系统的核心活动。所谓核心活动就是系统中的其它活动都要围绕这个活动展开,或与此活动密切相关。确定了核心活动之后,系统就有了可扩展的余地。此系统包含的实体有:

(1)用户:用来描述酒店操作员的有关信息,用用户编号来标志。

(2)餐台:用来描述餐台的有关信息,用餐台编号来标志。

(3)菜品:用来描述酒店菜品的有关信息,用菜品编号来标志。

(4)菜系:用来描述菜品分类的有关信息,用菜系编号来标志。

(5)消费单:用来描述酒店某一餐台消费的有关信息,用消费单编号来标志。

经过初步分析,可以得到此系统中各实体所包含的基本属性如下:

(1)用户(序号,姓名,性别,密码) ;

(2)餐台(编号,人数);

(3)菜品(编号,所属菜系,名称,祝记码,单位,单价,菜品状态);

(4)菜系(序号,名称);

(5)消费单(编号,所属餐台号,时间,消费额,操作用户)。

在逻辑设计方面我们所需要了解的是概念结构设计所得的E-R模型是对用户需求的一种抽象的表达形式,它独立于任何一种具体的数据模型,因而也不能为任何一个具体的DBMS所支持。为了能够建立起最终的物理系统,还需要将概念结构进一步转化为某一DBMS所支持的数据模型,然后根据逻辑设计的准则、数据的语义约束、规范化理论等对数据模型进行适当的调整和优化,形成合理的全局逻辑结构,并设计出用户子模式。这就是数据库逻辑设计所要完成的任务。数据库逻辑结构的设计分为两个步骤:首先将概念设计所得的E-R图转换为关系模式然后对关系模型进行优化。

关系模型是由一组关系(二维表)的结合,而E-R模型则是由实体、实体的属性、实体间的关系三个要素组成。所以要将E-R模型转换为关系模型,就是将实体、属性和联系都要转换为相应的关系模型。

有了基本的E-R模型就可以进行逻辑结构设计,也就是设计基本的关系模式。设计基本的关系模式主要从E-R模型出发,将其直接转换为关系模式。

在物理设计方面我们应该了解数据库在物理上的存储结构与存储方法称为数据库的物理结构,它依赖于选定的数据库管理系统。为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构的过程,就是物理设计。

数据库的物理设计通常分为两步:

(1)确定数据库的物理结构,在关系数据库中主要指存取方法和存储结构;

(2)对物理结构进行评价,评价的中的是时间和空间效率。

为数据库中各基本表建立的索引如下:

1.由于用户信息表,消费项目信息表的主码―用户序号,用户序号经常在查询条件和连接操作的连接条件中出现,且它们的值唯一,在两个属性上建立唯一性索引;

2.由于菜品信息表的―菜系序号,菜系信息表的属性菜系序号经常在查询条件中出现在两个属性上建立聚簇索引;

3.餐台信息基本表的―餐台编号,经常在查询条件中出现,考虑在其之上建立聚簇索引;

4.消费单类别表的―名称,经常在查询条件中出现,考虑在其之上建立聚簇索引。

在了解完这些之后就可以建立一个数据表,如:

(1)消费单类别表的建立:

create table 消费单类别表(

消费单编号 Int primary key,

所属餐台号 Int not null,

时间 datetime not null,

餐台编号 Int not null,

菜品编号 Int not null,

用户序号 Int not null,

(2)消费项目信息表的建立:

create table 消费项目信息表(

用户序号 Int primary key,

人数 Int not null,

时间 datetime not null,

菜品名称 char(20) not null,

消费额 Int not null,

建立如上等等的数据表。

对于餐饮管理系统的设计还有很多细节上的东西值得我们了解,此次所说的知识对此一个大概的阐述,对设计的一个大局上的概括。

参考文献

[1]周立柱,冯建华,孟小峰等着.SQL Server数据库原理[M].北京:清华大学出版社,2004.

概念结构设计的方法和步骤范文第3篇

1传统教学的弊端

在传统的教学过程中,教师往往给出1-2个题目,每个学生选择一个题目,课程结束时上交自己完成的系统。这种方式似乎完美,每个学生都完成了一套完整的锻炼:需求分析、模式设计、系统设计、编程调试等。但这只是教师一厢情愿想达到的教学效果,几乎无法实现。

首先,在这个网络时代,几乎没有网络上找不到的信息。少数学生为了完成任务,极可能直接从网络上下载一个系统,敷衍了事,就如本科生的毕业设计一般。还有,题目过少,多数同学都做同一个题目,很难避免相互抄袭行为。因此,不仅不能使学生得到实践的锻炼,还可能助长他们的坏习惯。

其次,不利于团队精神的培养。团队精神是现代企业最重视的品质之一,任何一个项目都不可能由一个人单打独斗来完成,必须学会与人交流、与人协作。而这种每个学生单独完成一个题目的做法无益于团队精神的培养。

最后,不利于培养学生的交流能力。在实际项目过程中,与客户交流、了解他们的需求是必不可少的工作,往往需要经过多次交流才能掌握客户的真实需求。对需求的把握程度直接影响着项目的进度和满意度。这种自己根据自己的需求做项目不但没有培养学生的交流能力,也与现实生活中的项目方式完全脱节。

因此,要培养出满足用人单位需要的合格人才,这种教学模式必须改变,实践课程必须贴近实际的项目开发过程。笔者在教学的过程中采用模拟项目开发的教学模式,不仅增加了课程设计的趣味性,还能培养学生的主动性、提高他们与人交流的能力,取得了较好的教学效果。

2课前准备

数据库课程设计的目的一方面是提供这样一个机会,让学生将所学的数据库理论运用于实践,巩固所学的知识,一方面是要培养学生的动手能力、团队精神和了解数据库技术的基本应用。基于这两点,教师需要从选题、实施规划等方面做好合理的安排。选题是数据库课程设计的一个重要环节,好的题目能激发学生的兴趣。一般来讲,应该选取学生熟悉或有一定了解的应用领域,如学校图书馆管理系统、学生信息管理系统等等。这些熟悉的应用不仅有利于学生收集系统的需求,也有利于他们设计功能。选题的个数不应过少,至少应保证每个小组的题目不重复。实施规划主要包括团队建设即学生分组、数据库软件、开发环境等。另外,对学生常问的一些问题和一些常用的知识,如数据源构建步骤、数据源访问方式等总结成文档,发给每位学生以备查询。这样,教师就不仅是单纯的答疑解惑还是项目组织者。

3实施过程

根据现实经验,一个项目过程大体可分为三个阶段:需求分析阶段、设计阶段、编码调试阶段。

需求分析就是分析用户的需求是什么。如果投入大量的人力、物力、财力、时间、开发出的软件却不满足用户的要求,需要重新开发,这种返工是让人痛心疾首的。需求分析具有决策性、方向性、策略性的作用,在软件开发的过程中具有举足轻重的地位。每个项目团队在拿到自己的题目后还需要选择另一个团队作为自己的客户,如A团队选择B团队为其客户团队,则B团队需要为A团队所选的题目提需求,A团队在B团队确认需求后才可进入设计阶段。

数据库设计可分为概念结构设计、逻辑结构设计和物理设计三个阶段。概念结构设计是整个数据库设计的关键,通过对用户需求进行综合、归纳与抽象,形成一个独立于具体数据库管理系统(DBMS)的概念模型;逻辑结构设计将概念结构转换为某个数据库管理系统所支持的数据模型对其进行优化。物理设计为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。无论是概念模型、数据模型还是最后的物理结构都需要各团队开会讨论通过,需要充分考虑效率、空间的最优性。

编码与调试是项目的最后阶段,运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言,根据设计的结果建立数据库,编制与调试应用程序,组织数据入库,实现用户的各项需求。这是一个循序渐进的过程,需要不断与用户演示现有系统,再根据用户的意见进行少量的修改。

概念结构设计的方法和步骤范文第4篇

【关键词】建筑结构;概念设计;措施

结构设计由两部分组成: 概念设计和理论设计。概念设计指的是设计过程中不需要经过较精细的、较理性的分析,也不需要处理规范中难以界定的问题,只需要根据从结构体系整体与部分间的力学关系、工作经验、地震灾害以及实验现象中总结的设计原则和理念,从而确定建筑结构的设计和细部的设计构造过程。而理论设计则是工程人员对设计好的结构模型进行计算和应力假定前提下,依据设计规范和计算原理计算出结果,再根据结果进行合理的设计。

一、概念结构设计的的意义

在建筑领域――概念设计指结构概念设计,结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容,选择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和延性结构构件,分析结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采取二道防线措施等等。应该说,从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。

1、弥补计算机的缺陷

在当今社会,计算机的高精度,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,所以在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现,只有加强结构概念的培养,设计师采用概念设计可以填补计算设计能力不足的空缺,使建筑结构设计使结构设计更完美。

2、概念设计的创新思维

概念设计是创造性思维的一种表现形式,要设计就要有创新,而创新正是概念设计人员进行创造性思维的结果,技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想,在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会(用户)的需求而激发出的新颖构思和创作。

3、概念设计对抗震更为合理

在概念设计中,应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径,避免了因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力,拥有良好的变形能力和消耗地震能量的能力,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

二、结构设计在概念设计中要注意的问题

1、在选择建筑场地时要选择抗震性较好的地段,尽量避开不利地段,如果

概念设计过程中不能忽略建筑平面布置等要求,如果方案存在严重不规则的现象则严禁采用。在确定结构体系的过程中,要对结构体系方案、技术可行性和经济性等进行综合比较,提高建筑结构的延性与匀质性,尽量降低建筑重心。此外,由于发生地震时会持续一定的时间或者会多次、反复作用,所以要尽量设置多道抗震防线。因此在结构设计过程中,要保证结构体系与相关抗震结构要求相符,对构件的强弱关系进行适当处理,从而提高结构的抗震能力。

2、注意结构刚度、承载力分布的合理性,在实际工程中只有通过提高工程成本或者降低结构延性指标等才能进一步改善结构的抗侧移刚度,而结构设计时可以有意识地提高结构中重要构件、关键构件的延性,以改善设计方案的经济性。在判断计算方法是否合理时可以通过概念来确定,从某种程度而言,这种方法也是概念设计的延伸。现在计算机技术在工程设计中的应用越来越广泛,绝大多数设计均是依靠计算机来实现的,但是要在设计过程中将设计经验理性、科学地利用起来,再与施工中可能遇到的问题互相结合,对计算结果进行分析,并在画图中进行合理的调整,才能保证结构设计的科学性与实用性。

3、在结构材料选择过程中,选择钢筋时要尽量选择延性、韧性以及可焊性较好的,且混凝土也要与规定的强度等级要求相符,控制脆性材料的用量,保证材料满足抗震设计要求,将其强度充分发挥出来。此外,为提高结构强度还要保证结构的整体性,具体包括两个方面:一是满足抗震的构造连接,二是包括经过计算的节点连接。

4、要注意施工过程中实际问题的现场处理。因为建筑施工现场存在诸多不

确定性因素,可存会出现无法操作或者施工误差过大等各种问题,仅靠单纯的计算无法解决问题,因此只能依靠设计人员专业的设计经验与设计技术,在协商施工、监理等各方后再提出准确、合理的解决方案。

三、结构设计的主要措施

在实际的结构设计中,无论是制定方案或者初步设计,还是结构计算或者绘制施工图,甚至在施工现场的工地服务均要贯穿概念设计的理念,因此,结构设计过程中要注意以下几个方面:

首先,在选择建筑场地时要选择抗震性较好的地段,尽量避开不利地段,如果避不开的地段则要采取针对措施,必须将由于地震场地条件而间接导致结构破坏的因素考虑进来。概念设计过程中不能忽略建筑平面布置等要求,如果方案存在严重不规则的现象则严禁采用。在确定结构体系的过程中,要对结构体系方案、技术可行性和经济性等进行综合比较,提高建筑结构的延性与匀质性,尽量降低建筑重心。此外,由于发生地震时会持续一定的时间或者会多次、反复作用,所以要尽量设置多道抗震防线。因此在结构设计过程中,要保证结构体系与相关抗震结构要求相符,对构件的强弱关系进行适当处理,从而提高结构的抗震能力。

其次,注意结构刚度、承载力分布的合理性,在实际工程中只有通过提高工程成本或者降低结构延性指标等才能进一步改善结构的抗侧移刚度,而结构设计时可以有意识地提高结构中重要构件、关键构件的延性,以改善设计方案的经济性。在判断计算方法是否合理时可以通过概念来确定,从某种程度而言,这种方法也是概念设计的延伸。现在计算机技术在工程设计中的应用越来越广泛,绝大多数设计均是依靠计算机来实现的,但是要在设计过程中将设计经验理性、科学地利用起来,再与施工中可能遇到的问题互相结合,对计算结果进行分析,并在画图中进行合理的调整,才能保证结构设计的科学性与实用性。

再次,在结构材料选择过程中,选择钢筋时要尽量选择延性、韧性以及可焊性较好的,且混凝土也要与规定的强度等级要求相符,控制脆性材料的用量,保证材料满足抗震设计要求,将其强度充分发挥出来。此外,为提高结构强度还要保证结构的整体性,具体包括两个方面:一是满足抗震的构造连接,二是包括经过计算的节点连接。节点连接要遵循“强节点、弱杆件”的设计原则,把握好构造连接的度,并非构造连接越刚越好。最后,要注意施工过程中实际问题的现场处理。因为建筑施工现场存在诸多不确定性因素,可存会出现无法操作或者施工误差过大等各种问题,仅靠单纯的计算无法解决问题,因此只能依靠设计人员专业的设计经验与设计技术,在协商施工、监理等各方后再提出准确、合理的解决方案。

结束语

随着社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,建筑结构设计理念需要不断地更新和完善,才能满足人们对建筑结构设计质量的更高要求,必须加快对建筑结构设计相关的包括设计计算理论和建筑施工工艺及材料在内的一切研究,让建筑结构设计更为安全使用、经济可靠。而作为建筑结构设计人员的结构工程师也应该不断巩固自身专业技能并汲取先进的设计思想,开拓创新,加深对新型建筑结构设计理念的推广和应用,促进建筑结构设计乃至整个建筑生产工程的发展和进步。

参考文献:

[1] 朱蔚惠.浅谈建筑结构设计中的概念设计及结构措施要求[J].科技创新与应用,2012,(20):222.

概念结构设计的方法和步骤范文第5篇

随着信息社会的到来,既掌握专业技能又具有计算机应用能力的人越来越来受到欢迎。为了适应社会的发展,必须培养既熟悉专业又能把计算机技术同各领域的专业需要紧密结合的复合型人才。数据库技术成为高校各学科专业的必修或选修课程。数据库课程设计一般是大学三年级学生在学完计算机应用基础、计算机编程语言、办公自动化软件基础、数据库原理与应用等课程后进行的集中实践环节,主要内容是通过社会调查,选择一个实际课题,完成数据库应用系统设计工作,课程结束后提交应用软件系统和课程设计报告。通过课程设计,可以使学生较全面地理解、掌握和综合运用所学知识,培养学生调查研究,查阅技术文献、资料以及编写技术文献的能力。非计算机专业学生对于计算机类的课程通常有一定的畏惧感,尤其对计算机语言、编程等,觉得难以驾驭和掌握。如何让学生通过数据库课程设计,使他们的各方面能力得到培养和锻炼,一直是值得思考的课题。本文结合教学实践,就教学内容、教学手段、考核方式、课程管理等方面进行初步探索。

二、课程设计的目标、内容及要求

教师应了解学生以往所学过的计算机相关课程,注意课程的衔接,分析非计算机专业学生已经掌握的知识和知识的体系结构,明确数据库课程设计的教学目标、内容及课程设计要求,对需要加强或充实的内容要重点讲解和补充。数据库设计是指对于一个给定的应用环境,构造最优的数据库模式,建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储数据,满足各种用户的应用要求,包括数据库的结构设计(数据静态模型的设计)和数据库的行为设计(应用软件等的设计)。学生应按照数据库结构设计的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护这六个阶段,分阶段分步骤进行,完成每一个阶段的任务。根据软件工程的方法和理论进行应用程序的设计,熟练运用相关语言编制应用系统的界面,实现开发工具与数据查询语言的无缝连接,建立数据库应用系统。要求学生要提交课程设计报告、所开发的软件系统和程序清单。课程设计报告包括各阶段的设计内容和对所开发的应用系统的评价,以及课程设计的体会与建议。

为了发挥学生的主动性,教师授课的重点应放在系统化的开发步骤和关键性问题的求解上,首先要介绍设计思想、方法和程序设计的思想和方法。课程设计过程中教师要指导学生查资料,如数据库原理及应用,数据库系统,软件工程,管理信息系统等方面的书籍,同时要指导学生善用软件帮助系统,培养学生学会质疑、自学和调查研究解决问题的能力。针对在校学生接触实际比较少,没有实际开发软件和工作经验的特点,应精选有代表性的案例,从问题的提出、方案的设计与实施,到最终问题的解决,给学生全面了解解决问题的全过程。然后,由学生当主角,让学生自己解决问题,锻炼他们综合运用知识的能力。

三、课程设计的选题

选题是整个课程设计的前提和关键。课程设计题目选择的难易程度、范围的大小和是否能激发学生的学习热情,直接影响到这一实践教学环节的效果。一个好的题目应该符合以下原则:首先,要符合教学要求,使学生通过课程设计进一步巩固所学的专业知识,培养学生分析问题、解决问题的能力;其次,一个好的题目应该和实践紧密联系。理论来自于实践,又服务于实践。要贴近学生学习和生活实际,先选择容易开发的实用的数据库应用系统,对学生以后从事相关工作有帮助。脱离实践的题目往往激发不出学生的学习热情,达不到预期的目标。

首先,将学生分成若干个小组。分组的依据为:学生的学习成绩、知识结构、学习能力、性格特点、男女搭配等,遵循互补的原则,成绩好的与成绩差的搭配,性格内向的与外向的搭配等。每组人员为5~6名,每组设组长,全面负责小组的学习讨论和任务安排。在组长的指挥下,对成员进行分工,善于口头表达的负责联系工作和调查研究,计算机操作能力强的负责代码的编写,程序设计能力强的负责整体规划、程序调试和连编,写作能力强的负责技术文档的书写等,成员努力的成果与个体成员共同分享。教师只需提醒学生合理分配工作时间,注意小组成员之间的沟通,帮助把握进度。实践表明:在互相讨论又各自有所负责的学习氛围中,学生之间可以相互学习、取长补短,对知识的掌握与巩固有很大的帮助。

其次,各个小组通过讨论、观察、思考、查资料等方式,结合各个学生的特长,参考教师指定的范围选定课程设计题目,然后与教师进行交流。教师应对学生选定的题目进行批阅,在可行性、工作量大小、小组成员及题目意义等方面进行把关评估,及时将意见反馈给学生,学生再针对教师的意见进行调整,最终确定课程设计的选题。结合教学实践可以选择如下题目:客房管理系统、学籍管理系统、学校工资管理系统、科研项目管理系统、高校设备管理系统、档案管理系统、图书资料管理系统、教学成绩管理系统、后勤管理系统、系办管理系统、居委会管理系统、职工人事管理系统、宿舍管理系统等。

四、方案设计和方案实施

选定题目后,即可着手完成数据库课程设计的各个阶段的任务。首先,各小组应对所选题目进行分析,通过查阅资料、小组讨论、走访专家或社会调查等途径,进行调查研究和可行性分析。通过调查组织机构情况、业务活动情况、数据情况、用户要求,确定新系统的边界,完成系统需求分析。然后,采用实体联系模型确定应用程序中的实体和联系,确定实体的属性和实体之间联系的类型,得到局部E-R模型,异对局部E—R模型集成进行输入/输出设计和软件结构设计等,完成概念结构设计。接下来,实现E-R模型向关系模型的转化,利用关系规范化理论进行关系模式的优化,设计用户视图,同时进行界面设计,模块设计等,完成逻辑结构设计阶段的任务。再往下,进行物理设计和软件实施,最后是应用系统的集成与。小组成员在组长的领导下,可以分头完成各自负责的任务,小组成员要分工负责和团结协作。教师在指导课程设计过程中,可以设置几个检查点,制定阶段性任务。如根据课程内容、教学目的、系统规模、工作量等因素,审查各小组递交的初始设计方案,在设计方案的实现方法、表现形式等方面做出调整建议,以避免在方案实施过程中出现不必要的反复。

在课程设计过程中,提倡通过模仿来学习,只有多模仿才能掌握方法,才有可能创新。学生根据初始方案,通过各种途径查找与自己的题目类似的范例,通过模仿范例来实现自己的程序。有的学生在范例中看到自己感兴趣的内容,通过适当修改,将其应用到自己的程序中,使程序更合理,内容更丰富。学生在掌握了基本方法和解决问题的途径后,对自己感兴趣的内容,自然愿意努力去寻找答案。学生在方案设计、修改、实施的过程中不断发现问题与解决问题,逐步产生了学习的乐趣。为了避免在分组的实验、设计中有的同学不积极参与的现象,可以采用随机抽查的办法来考核小组的成绩,促使小组内部互相监督、互相帮助、互相学习,有利于培养学生学习的积极性,提高教学效果。

数据库课程设计中实验是重要的组成部分,教师要详细布置实验,制订上机纪律,并且督促学生严格按照课程设计各阶段工作要求操作。实验可以参考以下内容安排:(1)建立数据库。包括创建数据库,创建表,建立字段和记录的有效性约束,建立索引,创建表间关系和触发器设计等。(2)使用表单操纵数据库。包括设计表单,创建表单,为表单添加对象,定义表单及其对象的属性、事件和方法。(3)设计用户视图。包括创建不同的用户视图,实现用视图来控制更新数据库中的数据的目的。(4)设计报表。包括创建报表,打印和预览报表,注意各个带区的使用。(5)设计菜单系统。包括规划菜单系统,创建菜单及其子菜单,为菜单指定任务,调试和使用菜单系统。(6)项目集成。包括使用项目管理器集成数据库、表单、视图、报表等数据库对象,设置主控程序,编译和发行软件等。

五、课程设计的考核与评定

学生在课程设计结束后,不仅要提交软件系统,还要提交课程设计报告,阐述其设计思路、运用的知识及自己的体会。课程设计的成绩由以下几部分组成:考勤占10分,平时抽查和提问题情况占10分,课程设计报告占30分,软件系统设计占30分,演示与答辩占20分。课程设计报告主要看各个部分的完备性,分析的透彻性和独到的见解。在评分方式上采取自评和互评的方式,首先由各小组依据教师给出的评价标准给本小组打分,然后由每组各选一名代表给大家介绍系统开发的情况并演示系统,同时回答学生和教师提出的问题。所有小组代表陈述完后,由各组分组讨论,对其它组开发的系统进行评价和评分。最后由教师根据其自评、互评分数结合实际情况(包括软件开发水平、演示能力、回答问题能力、软件开发文档等)适当总结并公布成绩。

为有效避免学生在课程设计过程中的抄袭现象,教师可以对学生进行有针对性地提问,学生当场解答;教师也可以采取删除软件中一些关键性语句由学生当场调试的方法检查学生的学习效果。通过评价和自我评价,学生的学习主体意识得到充分体现和加强,激发了学生发现、分析和解决实际问题的学习积极性,不仅提高了学生运用数据库理论开发出具有实际应用价值的数据库应用系统的能力,而且学生思考和解决实际问题的能力也有了较大提高。