数据库应用系统开发方法笔记

数据库的三级模式由外模式、模式、内模式构成。

• 外模式时由用户可见的部分数据的存在形式

• 模式可以等价为全体数据的逻辑结构且用户不可见，是三级模式的中间部分

• 内模式对应数据库的无力结构和存储方式

当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式的映像作相应的改变，但是外模式可以不变。

应用程序时一句数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改。

外模式/模式映像保证了数据与程序的逻辑独立性。

概念数据模型主要用来描述世界的概念化结构，它使数据库设计人员在设计的初始阶段摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题，集中精力分析数据以及数据之间的联系等，与具体的数据库管理系统无关，所以没有描述数据的完整性约束条件。

数据字典是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。数据字典一般由数据库管理系统本身管理和维护（注意，不是由数据库管理员管理和维护）

数据库应用系统逻辑设计阶段工作内容分为三部分：

• 数据库逻辑结构设计

• 数据库事务概要设计

• 应用程序概要设计

系统总体框架设计属于数据库概念设计

数据库完整性包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性

• 实体完整性在CREATE TABLE中用PRIMARY KEY定义

• 参照完整性在CREATE TABLE中用FOREIGN KEY短语定义哪些列为外码，用REFERENCES短语指明这些外码参照哪些表的主码

• 用户自定义完整性在CREATE TABLE中定义属性的同时也可以根据应用要求，定义属性上的约束条件，即属性值限制，包括：

• 列值非空（NOT NULL）

• 列值唯一（UNIQUE）

• 检查列值是否满足一个布尔表达式（CHECK短语）

GRANT关键字是属于定义数据库安全性的语句，主要用于将某些对数据库的操作权限授予某个用户

数据库应用系统物理设计阶段的主要活动有：

• 确定存储结构

• 存取路径的选择和调整

• 确定数据存放位置

• 确定存储分配

数据库备份与恢复设计属于数据库日常维护活动

• 根据瀑布模型6个阶段的任务可知，瀑布模型是基于严格的、明确的需求作为软件系统开发基础的软件开发模型

• 快速原型模型是一种快速开发方法，其指导思想是不必把前期各阶段的活动做的尽善尽美后才启动下阶段的活动

• 螺旋模型是将瀑布模型的系统化与快速模型的可修改性结合起来，引入风险评估活动

系统规划和定义的具体内容包括：

• 任务陈述

• 确定任务目标

• 确定系统范围和边界

• 确定用户视图

数据库应用系统的需求分析包括：

• 数据需求分析

• 功能需求分析（数据处理需求分析、业务规则需求分析）

• 性能需求分析（数据操作响应时间或数据访问响应时间、系统吞吐量、允许并发访问的最大用户数、每秒TPS代价值）

• 其他需求分析（存储需求分析、安全性需求分析、备份和恢复需求分析）

事务规范包括了：

• 事务名称

• 事务描述

• 事务所访问的数据项

• 事务用户

数据处理需求分析结果也可以表示为事务规范

DBAS实现与部署包括以下工作内容：

1. 建立数据库结构

2. 数据加载

3. 事务和应用程序的编码及测试

4. 系统集成、测试与试运行

5. 系统部署

事务详细编码设计是在实现与部署阶段完成的

操作可行性研究是论证是否具备DBAS开发所需的各类人员资源（项目管理人员、数据库系统分析员、应用编程人员）、软件资源、硬件资源和工作环境等，以及为支持DBAS开发如何去改进加强这几方面资源

一般来说，项目规划包括以下工作内容：

• 确定项目的目标和范围，根据系统规划与定义的工作内容，具体说明项目的最终产品以及期望的时间、成本和质量目标

• 根据DBAS软件开发模型，分解和定义整个项目包括的工作活动和任务

• 估算完成该项目的规模以及所需要的各种资源

• 制定合理的DBAS项目计划，包括进度、成本、质量等方面的预测和控制方案

视图是从一个或几个基本表（或视图）中到处的虚表，数据库中只存放了视图的定义，不存放视图对应的数据。他是原始数据库数据的一种变换，是查看表中数据的另一种方式。可以将视图看成一个移动的窗口，通过它可以看到感兴趣的数据。视图是从一个或多个实际表中获得的，这些表的数据存放在数据库中。那些用于产生视图的表叫做该视图的基表。一个视图也可以从另一个视图中产生。视图的特点体现在以下几个方面：

• 简单性，看到的就是需要的。视图不仅可以简化用户对数据的理解，也可以简化对他们的操作。那些被经常使用的查询可以被定义为视图，从而使得用户不必为以后的操作每次指定全部的条件

• 安全性，通过视图用户只能查询和修改他们所能见到的数据。数据库中的其他数据则既看不见也取不到

• 逻辑数据独立性，视图可帮助用户屏蔽真实表结构变化带来的影响；根据视图的特点可以达到一下的几点作用：

• 简化数据查询语句

• 使用户从多角度看待同一数据

• 提高数据安全性

• 提供了一定程度的逻辑独立性

数据库概念设计的目标：

• 定义和描述应用领域涉及的数据范围

• 获取应用领域或问题域的信息模型

• 描述清楚数据的属性特征

• 描述清楚数据之间的关系

• 定义和描述数据的约束

• 说明数据的安全性要求

• 支持用户的各种数据处理要求

• 保证信息模型方便地转换成数据的逻辑结构（数据库模式），同时也便于用户理解

在数据库概念设计阶段，将具有相同属性特征的同类对象抽象为实体集，然后用一个有意义的名次或名词短语为每一个实体集命名。

数据库物理设计阶段的目标是设计一个存储空间占用少、数据访问率高和维护代价低的数据库物理模式。

物理模式评估中对数据库物理设计结果从时间、空间和维护等方面进行评估，从多种可行方案中选择合理的数据库无力结构。

在从ER图转换为关系模式时，实体转换为独立的模式，多对多联系转换为关系模式，一对多联系中一端并入到多端的实体中。（所以说如果问ER图转换为关系模型只需要看有多少个实体和多少个多对多联系，比如说一个ER图里有3个实体，2个联系。其中2个联系分别是一个多对多联系和一个一对多联系，那么这个ER图转换为关系模型后就有3+1=4个关系模式）

关系模式描述关系的静态结构，他是静态、稳定的，而关系是动态、随着用户对数据库的操作而变化的。（要注意区分关系模式和关系）

数据库性能优化一般可以从数据库运行环境、数据库参数调整、模式调整、数据库存储优化和查询优化进行操作。

创建新的索引属于数据库应用系统优化内容

数据库应用系统设计包括：

• 概念设计：

• 数据库概念模型设计

• 系统总体设计

• 逻辑设计

• 数据库逻辑结构设计

• 应用程序概要设计

• 事物概要设计

• 物理设计

• 数据库逻辑模式调整

• 文件组织

• 存取设计

• 数据分布设计

• 安全模式设计

• 确定系统配置

• 物理模式评估

• 数据库物理结构设计

• 数据库事务详细设计

• 应用程序详细设计

存储管理器是数据库管理系统非常重要的组成部分。存储管理器负责检查用户是否具有数据访问权限。存储管理器以食物方式管理用户对数据的访问，以确保数据库并发访问的正确性。为了提高数据访问效率，存储管理器会将部分内存用于数据缓冲，同时使用一定的算法对内存缓冲区中的数据块进行置换。

在数据流图中，一个处理至少有一个输入流和输出流

在数据库概念设计间断，采用自下而上的ER设计。

将关系模式转换为具体DBMS平台支持的关系表是数据库物理设计阶段的工作

完成关系模式，重点是关系二字，一看就知道是与逻辑有关，那么就是逻辑设计阶段。至于将关系模式转换为具体的DBMS平台支持的关系表，因为是将关系模式转换为别的东西，重点是转换，所以是物理设计。

设计视图和关系模式的完整性约束是数据逻辑设计阶段的工作

随着数据库的运行，数据库中的数据会不断改变，为了确保数据库的正常运行，需要数据库管理员对数据库空间使用情况进行分析和预测。其中的重点是监控空间增长比较快的表，对这些表的监控就能达到对数据库空间的增长的良好预测。当数据库所在的空间已经不能满足需求时，可以考虑将一些不再使用的数据转移到其他存储设备上。不同的数据库管理系统有着不同的逻辑实现结构，因此数据库空间管理办法随着数据库管理系统的不同而不同。

表示属性的值不能重复且不可以为空

一个属性的值必须属于唯一的域，域在这里相当于数据类型的子集，属性的取值必须为同一域。

是实现与部署（实施），不是实施与部署！

DBAS的性能指标有：

• 数据操作响应时间（或数据访问响应时间）：从提交请求到返回结果的时间

• 系统吞吐量：指系统在单位时间内所完成的食物或查询的数量，单位为TPS

• 允许并发访问的最大用户数：在保证响应时间的前提下，系统最多允许多少用户同时访问数据库

• 每TPS带价值，用于衡量系统性价（性能价格）比的指标

从功能角度DBAS系统通常可以划分为四个层次实现：

• 表示层：负责所有与用户交互的功能，用户对数据库应用系统的最直观感受均在这层实现

• 业务逻辑层：负责根据业务逻辑需求将表示层获取额度数据进行组织后，传递给数据访问层，或将数据访问层获取的数据进行相应的加工处理后，传送给表示层用于展示

• 数据访问层：负责与DBMS系统进行交互，提取或存入应用系统所需的数据

• 数据持久层：负责保存和管理应用系统数据

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