钢瓶管理信息系统的数据库分析与设计

罗度军

(武汉工程职业技术学院 湖北 武汉：430080)

管理信息系统的开发是一个复杂的工程，离不开方方面面的技术支持，其中数据库系统设计是核心，它的优劣决定了整个系统的性能和运行效率。数据库的设计，和软件开发的基本原则相类似，不仅要满足整个管理系统的需求，在数据的安全保护和数据恢复等方面也要符合数据库的特点。良好的数据库设计是管理信息系统开发的良好开始。

数据库系统的开发过程从了解用户的实际要求开始，因为用户不懂计算机专业方面的知识，但他们对工作业务的要求和步骤一般很熟悉，如何把用户的实际需求和计算机软件结合起来，用计算机程序代码来模拟和完成工作过程是需求分析阶段必须完成的任务。接着是数据库系统的概念、逻辑、物理结构设计，把管理信息系统中的信息数据和操作过程规范为数据库的数据类型，将人工管理转换为计算机管理。最后是数据库的运行维护阶段，保证数据的一致性、完整性，并且能根据实际情况进行升级与拓展。本文以钢瓶管理信息系统数据库的设计为例进行了分析。

1 数据库系统的分析

1.1 需求分析

数据库设计的第一个环节是需求分析，主要对用户的实际工作过程和要求进行分析，把用户的实际要求完全、真实反映出来。数据库系统的设计过程当中，还必须充分预计到今后的发展和变化，需求分析的任务之一就是考虑将来的升级和兼容问题。

1.2 管理系统模块分析

某氧气公司钢瓶管理系统的数据库分析与设计过程如下：

钢瓶管理系统的开发，主要对钢瓶在流通的各个环节进行全面管理，同时对钢瓶的安全和使用年限进行跟踪。根据氧气公司的钢瓶流转过程、销售业务管理流程，规划得到钢瓶管理系统具体模块：检验管理、充装管理、销售跟踪管理以及查询统计等模块。

(1)检验管理模块。检验管理模块的负责部门是检验部门，所涉及到的数据主要是钢瓶基本信息和钢瓶检验信息。将原有的所有钢瓶进行条形码编码，把相应信息存储在钢瓶基本信息文件，并将条形码粘贴在钢瓶外表面，方便扫描和管理。检验模块还负责对新进钢瓶原始数据的录入工作，数据保存在钢瓶基本信息文件。

检验模块通过扫描钢瓶条形码来实现钢瓶的管理，在扫描的同时，对钢瓶的安全性进行评估，超过质检年限的钢瓶报废处理。检验合格的钢瓶数据存储在钢瓶检验信息文件，进入下一个环节。

(2)充装管理模块。充装管理模块的负责部门是充填部门，所涉及到的数据主要是钢瓶充装信息和钢瓶库存信息。充填部门接收到检验合格的钢瓶，充装相对应的气体后扫描条形码，数据存储在钢瓶充装信息和钢瓶库存信息两个文件中。如果有整瓶检验不合格钢瓶，由充填部门返回到检验部门，重新检验或报废处理。

(3)销售跟踪管理模块。销售跟踪管理模块的负责部门是销售部门，所涉及到的数据主要是钢瓶库存信息、钢瓶跟踪信息和客户基本信息。钢瓶充装好后，发到销售部门，由销售部门销售给客户，具体数据保存在钢瓶跟踪信息文件，并同时更新钢瓶库存信息文件。销售部门还负责客户基本信息的录入和管理工作，数据存储在客户基本信息文件。其模块关系如图1所示。

(4)查询统计模块。查询统计模块主要由管理人员使用，也接受各部门的查询请求，所涉及到的数据主要是钢瓶基本信息、钢瓶检验信息、钢瓶充装信息、钢瓶库存信息、钢瓶跟踪信息和客户基本信息等。

图1 模块关系图

通过对钢瓶管理过程数据流程的分析，可设计钢瓶生产过程中的几个主要数据结构和数据项，得到钢瓶信息、部门信息、品种信息、状态信息、质检信息、充填信息、销售信息等实体对象[1]。

2 数据库系统的设计

2.1 数据库概念结构设计

概念模型通常使用E-R(Entity-Relationship)图来表示。它采用E-R模型把现实世界的信息结构统一用实体、实体属性，以及实体之间的联系来描述。实体可以是一个人，一个实际的物体，还可以是一件抽象的事件。

以钢瓶信息和部门信息为例，钢瓶信息用钢瓶实体表示，用对应的属性来描述钢瓶的具体特性，其中条形码属性是关键字；部门信息也用一个实体表示，用对应的属性来描述其具体特征，关键字是部门编号。两个实体之间的联系是钢瓶被某个部门接收，这是事物与事物之间的的联系，也可以用实体来描述。

通过简单的一对多的联系，把钢瓶信息和部门信息两个实体之间的关联，定义为一个实体，其属性包括钢瓶实体的条形码属性、部门实体的部门编号属性、接收状态。其E-R图如图2所示[1]。

图2 实体间关系E-R图

2.2 数据库逻辑结构设计

逻辑结构设计的主要任务是分析实体、实体属性和实体之间的联系，将它们转化为对应的逻辑模式。

根据转换规则，部门实体用一张二维表来表示，字段有编号，名称，负责人等；钢瓶实体也用一张表来表示，字段有编号，条形码，类别，制造单位，日期等；将钢瓶实体和部门实体之间的联系转换为钢瓶状态表，包括编号，条形码，部门，状态，日期等字段。相应的逻辑模型关系图如图3所示。

2.3 数据库物理结构设计

物理结构设计主要任务是设计数据库在物理存储设备上的存储结构。关系数据库的结构是二维表，物理结构设计就是把规划得到的逻辑关系模型转换为具体的表。同时还要设计数据的存取方法，是采取顺序存取还是随机存取，这关系到系统的运行效率。

图3 逻辑模型关系图

确定了各实体及其属性后，根据实体之间的一些操作就形成了实体之间的关系表。

3 系统的运行与维护

数据库投入运行后，要经常收集和分析系统运行的实际数据。在运行中，注意减少数据冗余，加强数据的一致性、完整性，采取相应措施保持数据的独立性，还必须有效地处理数据库的故障和数据库的恢复。在系统的应用过程中，用户可能提出新的要求，就要重新组织数据库系统，或者升级扩展新的应用程序系统。

由于数据库的运行环境在不断变化，数据库的物理存储也随着科技的发展日新月异，容量越来越大，性能越来越强，需要不断对数据库进行调整与修改。如果应用变化太大，调整与修改解决不了问题，那么表明原数据库应用系统已经不符合现代的需要,浪费精力来维护原数据库是得不偿失，需要建立新的数据库系统。

[1] 奚晓凤．基于RFID的液氯钢瓶安全管理系统[D]．大连：大连理工大学，2008．

[2] 刘韬，楼兴华．SQL Server 2000数据库系统开发实例导航[M]．北京：人民邮电出版社，2004．

[3] 王珊，萨师煊.数据库系统概论(第四版)[M].北京：高等教育出版社,2006．

[4] 陈根才，孙建伶，林怀忠.数据库课程设计[M].杭州：浙江大学出版社,2005．

[5] 王小玲，刘卫国.数据库应用基础教程[M].北京：中国铁道出版社,2008．