c 数据库课程设计报告

C 数据库课程设计报告

一、引言

在当今数字化时代，数据管理的重要性日益凸显，数据库作为数据存储和管理的核心工具，其设计与应用能力对于计算机相关专业的学生来说至关重要，本次 C 数据库课程设计旨在让学生综合运用所学的数据库知识和编程技能，通过实际项目的开发，深入理解数据库系统的设计与实现过程，提高解决实际问题的能力，为今后从事相关工作奠定坚实的基础。

二、需求分析

（一）功能需求

1、用户登录与注册：系统应支持用户的注册和登录功能，确保只有合法用户能够访问系统，用户分为管理员和普通用户两种角色，不同角色具有不同的权限。

2、信息查询：普通用户可以查询系统中的相关信息，如商品信息、订单信息等，管理员可以查询所有用户的信息以及系统的各类统计数据。

3、信息添加与修改：管理员有权向系统中添加新的商品信息、用户信息等，并能够对已有的信息进行修改和删除操作，普通用户可以修改自己的个人信息。

4、购物车功能：普通用户可以将感兴趣的商品加入购物车，并在购物车中进行商品的增删改操作，最后提交订单。

5、订单管理：用户可以查看自己的订单列表，包括订单状态、订单详情等信息，管理员可以处理用户的订单，如确认订单、发货等。

6、数据统计与报表生成：管理员能够生成各种统计报表，如销售报表、库存报表等，以便了解系统的运营情况。

（二）性能需求

1、响应时间：系统应具有良好的响应性能，对于用户的操作请求，应在合理的时间内给出反馈，一般操作的响应时间不超过 3 秒。

2、数据准确性：系统应保证数据的准确性和完整性，避免出现数据错误或丢失的情况。

3、稳定性：系统应具有较高的稳定性，能够在长时间运行过程中不出现崩溃或异常情况。

4、可扩展性：系统的设计应具有良好的可扩展性，以便在未来能够方便地添加新的功能模块或适应业务的变化。

（三）用户需求

1、界面友好：系统的用户界面应简洁明了、易于操作，符合用户的使用习惯。

2、操作便捷：用户能够方便快捷地完成各种操作，如查询、添加、修改等。

3、安全可靠：系统应采取有效的安全措施，保护用户的个人信息和数据安全，防止非规访问和数据泄露。

三、概念结构设计

（一）实体-关系模型（E-R 图）

根据需求分析，设计出系统中的主要实体及其关系，用户实体包含用户 ID、用户名、密码、角色等属性；商品实体包含商品 ID、名称、价格、库存等属性；订单实体包含订单 ID、用户 ID、下单时间、总价等属性，用户与订单之间是一对多的关系，用户与商品之间是多对多的关系（通过购物车关联）。

（二）数据库表设计

根据 E-R 图，将实体转换为数据库表，每个表应具有一个主键字段，用于唯一标识表中的记录，根据实体之间的关系，设置相应的外键字段，以建立表之间的关联，用户表的主键是用户 ID，订单表的用户 ID 字段是外键，关联到用户表的主键。

四、逻辑结构设计

（一）数据库管理系统选择

选用 MySQL 作为数据库管理系统，它具有开源免费、性能稳定、易于使用等优点，能够满足本系统的需求。

（二）数据库表结构详细设计

1、用户表：包含用户 ID（int，主键）、用户名（varchar）、密码（varchar）、角色（varchar）等字段。

2、商品表：包含商品 ID（int，主键）、名称（varchar）、价格（decimal）、库存（int）等字段。

3、订单表：包含订单 ID（int，主键）、用户 ID（int，外键）、下单时间（datetime）、总价（decimal）等字段。

4、购物车表：包含购物车 ID（int，主键）、用户 ID（int，外键）、商品 ID（int，外键）、数量（int）等字段。

（三）数据完整性约束

1、实体完整性：确保每个表中的主键字段值唯一且不为空。

2、参照完整性：通过外键约束，保证表之间的数据一致性，订单表中的用户 ID 必须在用户表中存在对应的记录。

3、用户定义完整性：根据业务规则，对某些字段的值进行限制，商品的价格必须大于 0。

五、数据库实施

（一）创建数据库

使用 MySQL 命令行工具或图形化管理工具（如 phpMyAdmin），创建名为“shopping_system”的数据库。

（二）建表并添加完整性约束

根据逻辑结构设计中的表结构，使用 SQL 语句创建各个表，并添加相应的完整性约束。

CREATE TABLE users (
    user_id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    password VARCHAR(50) NOT NULL,
    role VARCHAR(20) NOT NULL,
    PRIMARY KEY (user_id)
);

（三）索引和视图设计

1、索引设计：为了提高查询效率，对经常用于查询条件的字段创建索引，在商品表的名称字段上创建索引：

CREATE INDEX idx_product_name ON products (name);

2、视图设计：根据业务需求，创建视图来简化复杂的查询操作，创建一个视图用于查询用户的订单信息：

CREATE VIEW user_orders AS
SELECT u.username, o.order_id, o.order_time, o.total_price
FROM users u
JOIN orders o ON u.user_id = o.user_id;

（四）触发器设计

1、订单插入触发器：当向订单表中插入一条新记录时，自动更新商品表的库存数量。

DELIMITER //
CREATE TRIGGER after_order_insert
AFTER INSERT ON orders
FOR EACH ROW
BEGIN
    UPDATE products
    SET stock = stock NEW.quantity
    WHERE product_id IN (SELECT product_id FROM shopping_cart WHERE user_id = NEW.user_id);
END//
DELIMITER ;

2、库存更新触发器：当商品表的库存数量低于某个阈值时，自动向管理员发送提醒消息（可以通过数据库的存储过程结合其他方式实现）。

（五）存储过程和函数

1、计算购物车总价函数：创建一个函数用于计算购物车中商品的总价。

DELIMITER //
CREATE FUNCTION calculate_cart_total(cart_id INT) RETURNS DECIMAL(10,2)
BEGIN
    DECLARE total DECIMAL(10,2);
    SELECT SUM(p.price * sc.quantity) INTO total
    FROM shopping_cart sc
    JOIN products p ON sc.product_id = p.product_id
    WHERE sc.cart_id = cart_id;
    RETURN total;
END//
DELIMITER ;

2、订单处理存储过程：创建一个存储过程用于处理用户的订单，包括验证库存、生成订单记录等操作。

DELIMITER //
CREATE PROCEDURE process_order(IN user_id INT, IN cart_id INT)
BEGIN
    -验证库存
    DECLARE stock_available BOOLEAN;
    SELECT COUNT(*) INTO stock_available
    FROM products p
    JOIN shopping_cart sc ON p.product_id = sc.product_id
    WHERE sc.cart_id = cart_id AND p.stock >= sc.quantity;
    IF stock_available THEN
        -生成订单记录
        INSERT INTO orders (user_id, order_time, total_price) VALUES (user_id, NOW(), calculate_cart_total(cart_id));
        -更新库存
        UPDATE products p
        JOIN shopping_cart sc ON p.product_id = sc.product_id
        SET p.stock = p.stock sc.quantity
        WHERE sc.cart_id = cart_id;
        -清空购物车
        DELETE FROM shopping_cart WHERE cart_id = cart_id;
    ELSE
        SIGNAL SQLSTATE '45000' SET MESSAGE_TEXT = '库存不足';
    END IF;
END//
DELIMITER ;

六、系统测试

（一）测试环境搭建

搭建与实际运行环境相似的测试环境，包括安装 MySQL 数据库服务器、配置相应的参数等。

（二）功能测试

1、用户登录与注册测试：测试用户能否正确注册和登录系统，不同角色的权限是否正确。

2、信息查询测试：测试普通用户和管理员能否正确查询相关信息，查询结果是否准确。

3、信息添加与修改测试：测试管理员能否成功添加和修改信息，修改后的数据是否正确保存。

4、购物车功能测试：测试用户能否将商品加入购物车、修改购物车中的商品数量和删除商品，购物车的总价计算是否正确。

5、订单管理测试：测试用户能否正确提交订单，管理员能否处理订单，订单状态的更新是否正确。

6、数据统计与报表生成测试：测试管理员能否生成各种统计报表，报表的内容和格式是否符合要求。

（三）性能测试

1、响应时间测试：使用性能测试工具（如 JMeter）模拟多个用户同时访问系统，测试系统在不同负载下的响应时间是否满足性能需求。

2、数据准确性测试：通过大量的数据插入、修改和查询操作，检查系统是否能够保证数据的准确性和完整性。

3、稳定性测试：让系统连续运行一段时间（如 72 小时），观察系统是否会出现崩溃或异常情况。

4、可扩展性测试：在系统中添加新的功能模块或增加数据量，测试系统是否能够正常运行且不影响原有功能。

（四）测试结果分析

对测试过程中发现的问题进行记录和分析，找出问题的原因并提出相应的解决方案，如果发现某个功能的响应时间过长，可能需要优化相关的 SQL 语句或数据库索引；如果发现数据准确性存在问题，可能需要检查数据的输入验证和存储过程的逻辑，经过反复测试和修改，确保系统的功能和性能都达到预期的要求。

七、归纳与展望

通过本次 C 数据库课程设计，我们成功地设计并实现了一个基于数据库的电子商务系统，在设计过程中，我们充分运用了所学的数据库知识和编程技能，从需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计到数据库实施和系统测试，都严格按照软件工程的方法和步骤进行，系统实现了用户登录注册、信息查询、购物车管理、订单处理等功能，满足了电子商务系统的基本需求，我们也注重了系统的性能优化和数据安全，采用了合理的数据库设计和索引策略，确保了系统的高效运行和数据的安全性，通过这次课程设计，我们不仅提高了自己的实践能力和解决问题的能力，还对数据库技术在实际项目中的应用有了更深入的理解和认识。

（二）展望

随着电子商务行业的不断发展和技术的不断进步，我们的系统还有许多可以改进和完善的地方，可以进一步优化用户界面，提高用户体验；加强数据分析功能，为企业的决策提供更有力的支持；引入人工智能技术，实现智能推荐和客服等功能，还可以考虑将系统扩展到移动平台上，以满足用户随时随地购物的需求，在未来的学习和工作中，我们将继续关注数据库技术的发展动态，不断学习和掌握新的技术和方法，为开发更加高效、安全、智能的数据库应用系统而努力。