图书馆管理信息系统分析与设计
【论文摘要】图书馆是当今社会公众学习知识、接受教育的场所，在生活中发挥重要作用。图书馆信息化就是提供更便捷的网络信息服务。本文所述就是设计一套图书馆管理信息系统的思想、方法和过程，以及在细节上分析函数和方法的实现思想。该系统拥有一个交互式界面和逻辑数据库结构，包括表、过程、函数、触发器等5个对象，在设计时考虑到实体及参照完整性约束、减少数据冗余。同时，图书、读者的信息功能在系统中都有实现。通过本系统，一方面保证管理者各项工作有序进行，可以将新书信息方便快捷的插入数据库，并对已插入的信息进行修改；另一方面，读者通过该系统信息，确定需要的书籍情况，为借阅做好准备。由于数据库扮演着重要的角色，所以对其进行安全和全面地管理也成为管理者的重要需求。经过多次测试，本系统能实现其在设计时的所有功能。
【关键字】图书、读者、管理系统、数据库、ODBC
 一、研究内容及需解决的关键问题
 1.研究内容
 关于图书馆管理信息系统包括图书信息服务子系统、图书管理和维护子系统以及信息查询子系统，图书馆管理信息系统是图书馆运用计算机管理和实际运用的具体体现，支持图书的管理、查询，图书的借阅和还书的功能。通过系统，可以做到信息的规范管理和快速查询，实现了图书管理的系统化、规范化和自动化，这样不仅减少了管理工作量，还提高了管理效率，降低了管理成本。对图书信息进行图书入库、借阅登记、借阅查询、过期提示等这些日常业务的需要，改变旧的图书管理模式，使对图书的管理、借阅、查询更加方便有效，从而实现对图书信息进行高效、合理的安排，大大减少了人力的投入。
 2.需解决的关键问题
 本文所要达到的目标是建立一个满足用户长期需求的系统。所以要解决的关键问题有：理解需求，总结准确合理的系统需求分析；根据系统需求分析进行有效的数据库设计；将系统进行功能划分，实现高效能的应用。其中数据库设计很关键，信息系统的主要任务是通过大量的数据获得管理所需要的信息，这就必须存储和管理大量的数据。因此建立一个良好的数据组织结构和数据库，使整个系统都可以迅速、方便、准确地调用和管理所需的数据，是衡量信息系统重要指标之一。
 二、系统需求分析
 1.可行性分析
 图书管理系统，可以为学校及其他相关单位自动化办公提供了一个较好的解决方案。通过友好的操作界面提高系统的可操作性，采用扩展性、稳定性好的网络数据库，可以使本系统方便的和单位内部的其他系统进行数据交换，在通用信息平台上构筑高效实用的协同工作和自动化办公应用系统，有效实现内部知识管理，已成为众多用户的共同需求。
 2.需求分析
 传统手工的图书管理，管理过程繁琐而复杂，执行效率低，并且易于出错。随着学校规模的不断扩大，图书数量的急剧增加，有关图书的信息量也在不断成倍增长。面对庞大的信息量，就需要有图书管理系统来提高图书管理工作的效率。通过本系统可以做到信息的规范管理和快速查询，实现了图书管理的系统化、规范化和自动化，这样不仅减少了管理工作量，还提高了管理效率，降低了管理成本。
 3.功能需求分析
 （1）功能划分
 整个系统主要实现以下五大方面的功能：图书入库、图书信息管理、信息查询、图书借还、系统管理。
 （2）功能描述
 <1>书籍管理功能：包括书籍类别管理和书籍信息管理两部分。
 <2>读者管理部分：对读者信息进行管理的功能。
 <3>借阅管理部分：包括借书信息管理和还书信息管理两部分。
 <4>系统管理：包括修改系统用户密码、增加新用户以及退出系统等。
 4.安全性需求
 通过角色权限划分管理将读者操作的界面同管理人员的操作界面分离，每位用户根据自己的身份不同，进入不同的用户界面。管理员有权力行使所有的管理功能，读者用户只能进行一般的查询和借、还图书。
 5.系统流程分析
 图书管理系统数据流程图如图2-1所示。
 
 
 6．功能模块图
 本系统包括的模块主要分三大模块：图书信息服务模块、图书管理和维护模块、信息查询模块。 
 具体的功能描述如下： 
 图书管理：其功能是管理书库中图书的记录信息，对入库图书信息进行管理。
 借阅管理：其功能是对读者借阅图书信息进行查询。
 读者管理：其功能是对读者一般信息进行查询以及维护。
 信息查询：图书信息检索，图书状态查询（在馆或出馆）。
 其子系统描述：
 （1）图书管理，包括图书入库功能，主要维护图书的数量、类别和各种相关的信息等。
 （2）图书借、还，进行借书操作（此操作由管理员完成），添加读者借书和还书信息管理；当用户要查询自己的借阅情况时，可进行借阅查询。
 （3）用户管理，包括用户（读者及管理员）的密码修改、新增用户、删除用户可执行的系统操作等。
 （4）信息查询包括图书查询、读者查询和用户查询等功能。通过这些功能，可以通过不同的关键字来对书库中的图书进行查询，同时也可以查询读者的借阅信息。
 （5）系统管理是用来完成本系统的基本操作，如修改密码、登录系统、退出登录，还有系统简介等功能。
  其功能模块如图2-2所示
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
图2-2 功能模块图
 三、图书馆管理信息系统开发架构
 1.数据库应用系统开发
 数据库管理系统(Database Management System)是一种操纵和管理数据库的软件，是用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。DBMS是数据库系统的核心组成部分。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据，数据库管理员也通过DBMS进行数据库的维护工作。它提供多种功能，可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。DBMS从其他两个组件接受请求，并把它们翻译成对操作系统的命令，以便读写物理介质上的数据。DBMS还涉及事务管理、锁、备份和恢复。根据数据模型的不同，DBMS可以分成层次型、网状型、关系型、面向对象型等。其中SQL Server2000就是一种关系型数据库管理系统
 数据库应用系统是系统开发员通过调用DBMS提供的编程接口开发出来的。应用程序要使用数据库也必须通过此接口 。
 2.开发架构方案论证
 （1）方案的选择
 客户机/服务器技术在结构、开发环境、应用平台的开发方式上已经非常成熟。请求另一计算机为之服务的计算机称为客户机（Client）。而接收请求并进行处理的计算机称为服务器（Server）。客户机/服务器是将处理工作分散到工作站和服务器上去处理，服务器不仅负责存取数据，还要对数据作一定的处理工作，这样在数据发送给工作站之前即取得查询结果集，从而在大部分情况下可大大减少网络传输的开销，因此，也减轻了工作处理负担，用户只需关心界面的处理工作即可。客户机/服务器系统的成功与否在很大程度上依赖于服务器。用户越多，服务器的处理负担越重，相应服务器硬件性能也要跟得上，否则就会导致影响时间比本地型数据库还要差的结果。
 客户机运行数据请求程序，并将这些请求传送到服务器。由客户机执行的计算称为前端处理。前端处理具有所有与提供、操作和显示数据相关的功能。C/S[1]结构的应用程序中客户端的主要功能：
●   从用户接收数据
●   处理应用逻辑
●   生成数据库请求
●   向服务器发送数据库请求
●   从服务器接收结果并显示结果
 在服务器上执行的计算称为后端处理。后端处理设备是一台管理数据资源并执行数据库引擎功能（如存储、操作和保护数据）的计算机。C/S结构的应用程序中服务器端的主要功能：         
●   从客户机接收数据库请求
●   处理数据库请求
●   传送结果给客户机
●   执行完整性检查
●   提供并行访问控制
●   事务处理失败后，执行事务恢复
●   优化查询和更新处理
 （2）方案的技术实现
 在设计图书馆管理信息系统时，采用了传统的C/S结构来构建系统。根据需求的分析结果，在此C/S 结构中，客户端有三种的操作用户：系统管理员、工作人员和读者。
 客户机/服务器结构原理：这里前端应用程序发送命令给基于服务器数据库引擎，再由后者负责从物理磁盘上读取数据并加以处理，最后返回给前端应用程序。服务器负责数据库处理工作，而工作站负责用户界面处理工作：读者查询信息及工作人员对系统的操作和维护。
 客户机/服务器的前端应用程序实际上不直接与数据库引擎打交道。每个客户服务器提供一个数据库通信接口，该数据库通信接口运行于前端。这些接口也称为数据库通信API等。数据库通信接口的工作流程如图3-1所示：

图3-1 工作流程图

 Delphi 中的BDE提供了丰富和强壮的特性支持客户机/服务器应用的开发。它提供了支持多种数据库如：Oracle，SQL Server 以及任何ODBC数据源的统一和一致的应用程序编程接口。开发者可以不用修改数据库应用程序就能直接访问不同的数据库站点和数据格式。
 四、系统数据库设计
 E-R模型的“联系”用于刻画实体之间的关联。一种完整的方式是对局部结构中任意两个实体类型，依据需求分析的结果，考察局部结构中任意两个实体类型之间是否存在联系。若有联系，进一步确定是1:1，1:N，还是N:N，等。还要考察一个实体类型内部是否存在联系，两个实体类型之间是否存在联系，多个实体类型之间是否存在联系，等等。根据上面的设计可以规划出的实体有：用户实体、图书实体和借书信息实体。
 1.读者实体E-R图

 图4-1读者实体
 2.图书实体E-R图

图4-2 图书实体
 3.借、还书信息实体E-R图

图4-3借、还书信息实体
 4.系统实体E-R图

图4-4实体E-R图
 5.数据库设计
 数据库中基本表的设计如下：
 （1）学生信息表
 
 字段名称 数据类型 大小
 学号  varchar  50
 姓名  varchar  20
 性别  varchar  4
 系别  varchar  5
 联系电话  varchar  50
 借书证号  varchar  50
 密码  varchar  15
 （2）图书明细表
 
 字段名称 数据类型 大小
 图书编号  int  50
 图书名称  varchar  20
 作者  varchar  4
 出版社  varchar  5
 出版日期  varchar  50
 定价  varchar  50
 类别编号  varchar  15
 状态  char  6
 （3）图书类别
 
 字段名称 数据类型 大小
 类别编号  smallint  2
 图书类别  nvarchar  20
 （4）用户
 
 字段名称  数据类型  大小
 姓名  varchar  20
 性别  varchar  4
 类型  varchar  50
 联系电话  varchar  15
 密码  varchar  50
 （５）借出信息
 字段名称  数据类型 大小
 借出编号  int  4
 图书编号  int   4
 借书证号  varchar  50
 借出日期  smalldatetime  4
 借出状态  bit  4

 6.数据库表关系图
图4-5关系图
 五、图书馆管理信息系统的实现过程
 1．系统结构
 用两层体系结构（数据访问层、表示层）作为图书馆管理信息系统软件解决方案的核心，把信息系统按功能划分为管理和维护、信息服务和信息查询三大块，分别放置在相同或不同的硬件平台上，并将系统的操作人员划分为三类：读者，工作人员，系统管理员。如图5-1所示

图5-1系统结构图
 登录系统界面的设计
（１）从列表框里选择用户，此列表框内的用户直接与数据库里工作人员的表相关联。
（２）输入密码。判断该密码与工作人员表中定义的密码是否相符。
（３）如果不正确，提示输入正确的信息。
（４）如果正确，用户登录，并根据工作人员表中的用户权限设定其可操作界面。
（５）对于用户的权限规定：
  权限为‘1’的用户（系统管理员）拥有全部的权限。
   权限为‘2’的用户：除不能修改图书馆的规则管理以外，拥有其他的全部管理权限 ，相当于底层的工作人员：系统初始化、新书的入库、图书整理、修改图书信息、规则维护、用户信息管理、查询图书借阅、图书借出、图书归还。
      权限为‘3’的用户为前台的工作人员；他只能负责前台的工作：图书借出、图书归还。
 3.信息服务子系统的设计
信息服务子系统包括借书和还书两大功能模块：
对于读者借书是应考虑的情况有：
 （１）该图书是否在馆；
 （２）该读者是否有借阅此图书的权限；
 （３）该读者所借图书数目是否已满其可借图书数目或该读者是否有超期未还的图书。
对于读者归还图书时应考虑的情况有：
该图书是否超期，若有则应根据规则予以处罚。
信息服务子系统的数据流图如图5-2所示：

图5-2信息服务子系统的数据流图
 4.管理和维护子系统的设计
（１）新书入库：首先根据图书名称自动产生图书编号（由数据库内的过程产生）。
 （２）修改图书信息：根据输入的图书编号将已经插入的图书信息在界面上显示出来，然后由工作人员修改图书信息，将修改后的图书信息再重新插入数据库，此时的图书编号不发生改变。
 （3）用户信息管理：对于已毕业的学生应删除其在数据库中的记录。新入学的学生应根据其学籍档案在读者基本信息表里为其建立信息记录。
 （4）规则管理：根据图书馆的最新规定增加或修改已存在的管理规则。
 （5）整理图书库：
 a、图书遗失：首先根据读者编号查询该遗失图书的基本信息。再根据管理规则对遗失该图书的读者进行处罚。之后对该图书的信息进行整理：在遗失图书基本情况表里为其建立一条记录，并将其在其它表里的相关记录信息予以删除。
 b、图书下架：首先根据图书编号查询图书的基本信息。查看该书是否已借出。若已借出是否要进行下架的操作处理。对于下架的图书，首先应在过期图书基本情况表里为其建立一条记录，并将其在其它表里的相关记录信息予以删除。

图5-3管理维护子系统数据流图
 六、开发过程遇到的问题及解决方法
 1.关于字段为datetime型时产生的问题
在修改图书信息时：其中关于书籍的入库时间在数据库里定义为datetime型。当对书籍的信息进行修改后，若图书的入库时间为空时，则在插入数据时将产生错误。
解决方法：当此字段为空时，将该书的入库时间默认为当前时间。
 2.对于有外键约束的表，
 在界面端用SQL语句向表中插入记录时，该外键属性值必不能为空，且必须将插入记录的所有属性都在语句中列出。如在图书遗失情况下，首先应向LostBook表中添加该图书的记录，但因有外键约束：BookID，ReaderID，则不能用语句：insert into LostBook  values(:sno,:sreaderid,:sname,:swriter,:spublic,:sprice,:slostdate,:srepay)。
 3.图书遗失的表单中：
 首先需根据其读者编号查询该读者和书籍的信息。因此表单中的Query的SQL查询语句是预先已经定义好的，只是在运行时对其参数进行一次赋值（读者编号）操作。但在几次的操作之后发现：当打开该表单后只能查询一次读者的信息，即使对其参数赋不同的值，但显示的结果都是第一次所赋读者编号的所有信息。
 解决方法：在表单里对Query的SQL语句先清空，然后重新写SQL语句。
 4.关于图书整理表单的统计页的问题
 在此我定义了统计所有未按时归还的图书总数，其代码是：
qrydel.SQL.Add('select count(BookID) from BorrowRecorder where PastTime=:stime');qrydel.ParamByName('stime').AsString :='是';但此处的PastTime ：=‘是’存在某些疑惑，因为在此系统里对于图书借阅表中是否超期的字段都是在还书时根据借书时间和可借期限进行统计然后再赋值的，所以若某些图书虽未归还但根据其借书期限已经超期了，但因该图书尚未归还则在图书借阅表中该超期字段并不是‘是’。这种情况下的统计出来的结果则会发生错误！
 解决方法：在数据库段建立过程，只要图书已经超期则修改图书借阅表中是否超期字段
 5.总结：
 在Delphi 中出现的错误大体有以下几种
编译错误：这种错误出现一般都是代码的语法问题。因为编译而导致Delphi 停运行
运行错误：这个错误是发生在你准备运行Delphi 时的，例如：如果你试图给一个变量赋值，但是却超出了该变量允许的范围
 逻辑错误：逻辑错误是最难发现的，这种错误经常是一种结构错误。这就需要我们彻头彻尾地检查我们的代码。
 如何处理错误：发生错误后，一般都是设置断点，对语句进行一条一条的调试
 七、结束语
 经过前一段时间的开发、设计和调试，形成这一套相对完整的图书馆信息管理系统。我认为自己设计该系统的实践意义有两个：
 1、开发出的系统理论上基本能满足于现在各中小型图书馆使用，还可以根据实际的要求添加、完善一些新功能。
 2、由于net推出的时间不算很长，所以网上很少有用net开发的公开源代码的大型系统。 对于中小型图书馆的现行管理信息系统来说，突出其在功能上的安全性、便捷性和可拓展性最为重要。    在系统的开发过程中，我深刻体会到了存储过程在提高数据访问性能和增强数据访问安全性上所起到的重要作用，以及一套管理信息系统从理论到诞生过程的艰辛和严谨。
 感谢老师给予的指导，并提供了很多与该研究相关的重要信息，培养了我对科学研究的严谨态度和创新精神。这将非常有利于我今后的学习和工作。
 在此表示衷心的感谢！
 
参考文献:
1、魏志强、王忠华、何敏、乔林，《数据库应用实务篇》，中国铁道出版社2000
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4、吴起程，《DELPHI 5企业级解决方案及应用剖析》电子工业出版社 2000
5、潇湘工作室、邢增平，《Delphi6.0最佳专辑》，人民邮电出版社 2002
6、飞思科技产品研发中心，《Delphi6.0开发者手册》，电子工业出版社2002
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8、飞思科技产品研发中心，《Delphi分布式开发》，电子工业出版社 1999
9、刑增平等，《Delphi 6.0 最佳专辑》，人民邮电出版社  2002
10、张子江、蓝薇等著，《Delphi 6.0 高级开发范例》，电子工业出版社2002年
11、萨师煊、王珊，《数据库系统概论》，高等教育出版社 2000年第三版
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