軟件開發(fā)中數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論的實踐

姚萬鵬

摘 要

在信息技術(shù)發(fā)展迅速的時代，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛。鑒于此，本文主要對數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)遵循的原則、數(shù)據(jù)編程及實踐情況等相關(guān)問題進(jìn)行了分析，以期為同行提供參考或借鑒。

【關(guān)鍵詞】軟件開發(fā) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 理論 實踐

在數(shù)據(jù)管理活動中，數(shù)據(jù)庫是最新的技術(shù)之一，具有冗余度最低、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、方便補(bǔ)充及數(shù)據(jù)獨立等優(yōu)點，被認(rèn)為是大多數(shù)信息系統(tǒng)開發(fā)的前提，故在很多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的遵循原則

1.1 規(guī)范命名

不同的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，其命名也應(yīng)各不相同。設(shè)計時，應(yīng)使用大小寫字母的標(biāo)識方法，包括后臺程序代碼，且命名字符應(yīng)不超過30個。

1.2 避免數(shù)據(jù)冗余

盡可能減少數(shù)據(jù)庫中的冗余數(shù)據(jù)，且要避免出現(xiàn)重復(fù)字段，以免操作時造成數(shù)據(jù)不一致。

1.3 對數(shù)據(jù)庫性能進(jìn)行調(diào)整

在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，設(shè)計人員通常會使用這兩種方法：

1.3.1 物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫

主要是對內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，然后選擇最優(yōu)的存取路徑，加快訪問速度，進(jìn)一步提高空間利用率。

1.3.2 邏輯設(shè)計數(shù)庫

通過對數(shù)據(jù)庫性能進(jìn)作出調(diào)整，使連接運算進(jìn)一步減少，有利于保持各個關(guān)系數(shù)量的合理水平，最終達(dá)到提高存取效率的效果。

1.4 禁用游標(biāo)

除非是個別要求，否則一般情況需禁用游標(biāo)。若使用游標(biāo)集合大數(shù)據(jù)，程序極可能發(fā)生死機(jī)、等待的情況。若要使用游標(biāo)，可考慮建立臨時表，在表內(nèi)輸入需要的數(shù)據(jù)后再行游標(biāo)處理，這可有效提升游標(biāo)性能。

1.5 一致性與完整性

為了保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性與完整性，可通過使用主鍵與外鍵、check達(dá)到這個目標(biāo)。

2 數(shù)據(jù)庫編程

標(biāo)準(zhǔn)SQL屬于一種非過程化查詢語言，功能豐富、操作統(tǒng)一、使用簡單。以下主要對應(yīng)用系統(tǒng)中嵌入式ODBC、SQL及PL/SQL編程的相關(guān)問題進(jìn)行分析。

2.1 嵌入式SQL

在程序語言中嵌入SQL語句，即為嵌入式SQL。比如，Java、C及C++稱為宿主語言，也稱主語言。

2.2 存儲過程

基本的SQL屬于高度非過程化語言。PL/SQL程序以塊為基本結(jié)構(gòu)，塊和塊之間可相互嵌套，每個塊能完成一個邏輯操作。PL/SQL具有過程化語句功能，可起到擴(kuò)展SQL的作用。存儲主要包括創(chuàng)建、執(zhí)行與刪除這幾個環(huán)節(jié)。存儲過程進(jìn)行編譯與優(yōu)化后，可存儲于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，達(dá)到高效運行的效果，不但使客戶機(jī)與服務(wù)器間的通信量下降，且有利于控制和維護(hù)。

2.3 ODBC編程

根據(jù)ODBC開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)，可分為用戶應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序、驅(qū)動程序管理器及數(shù)據(jù)源這幾個部分。該類應(yīng)用系統(tǒng)，主要的工作流程為：

2.3.1 數(shù)據(jù)源的配置

對數(shù)據(jù)源的配置，常用方法有兩種：

（1）使用數(shù)據(jù)源管理工具完成配置；

（2）利用ConfigDsn函數(shù)修改、刪除或增加數(shù)據(jù)源。

2.3.2 對環(huán)境進(jìn)行初始化處理

Driver Manager主要用于控制與配置環(huán)境屬性，并未關(guān)聯(lián)具體驅(qū)動程序。當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用連接函數(shù)，并連接某個數(shù)據(jù)源后，才可調(diào)用選擇的驅(qū)動程序中的的SQLAlloc Handle，實現(xiàn)對環(huán)境句柄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的真正分配。

2.3.3 建立連接

與數(shù)據(jù)源連接后，可實現(xiàn)對應(yīng)用程序與連接句病的分配，并需要在已經(jīng)設(shè)置好的用戶名ID、數(shù)據(jù)源名稱與口令中輸入?yún)?shù)。

2.3.4 語句句柄的分配

在對SQL所有語句進(jìn)行處理前，應(yīng)用程序需先分配有1個語句句柄。在語句句柄中，必須包含真實的SQL語句、輸出結(jié)果集等重要信息。在后期執(zhí)行的函數(shù)中，要求語句句柄為必要性輸入?yún)?shù)。

2.3.5 SQL語句的執(zhí)行

應(yīng)用程序?qū)QL語句的處理方式，主要有2種，分別是直接執(zhí)行、預(yù)處理。如果SQL含參數(shù)，可對SQL Bind Parameter進(jìn)行調(diào)用，并綁定至應(yīng)用程序變量。

2.3.6 對結(jié)果集的處理

2.3.7 中止處理

3 實踐要點分析

進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計。最終目的是為用戶與操作系統(tǒng)營造高效的運行環(huán)境。數(shù)據(jù)庫設(shè)計，從規(guī)范角度來說可分成6個階段。

3.1 需求分析

這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計第一階段，也是最重要階段。進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計，首要工作是對用戶需求有較精準(zhǔn)的了解。在該階段，需進(jìn)行分析的需求主要包括這些，如信息需求、安全性與完整性需求、處理要求。這些需求反映的是用戶基本需求，通過它們可獲取到一些有用的數(shù)據(jù)信息，如數(shù)據(jù)定義、類型等。

3.2 概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計

該環(huán)節(jié)也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵部分。其中，最重要的則是找出數(shù)據(jù)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并對用戶需求進(jìn)行歸納與總結(jié)，形成一個抽象的概念模型。在實踐過程中，以視圖集成設(shè)計、集中式模式設(shè)計這兩種方法為主。前者主要是先分解一個單位，再對局部各個部分進(jìn)行分解，最后建立起每個部分視圖，在視圖基礎(chǔ)上集成。后者是以需求為基礎(chǔ)，由一個統(tǒng)一機(jī)構(gòu)或者操作人員設(shè)計出綜合的全局模式，多適用于復(fù)雜程度較低的企事業(yè)單位軟件產(chǎn)品的設(shè)計中。

3.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

在該環(huán)節(jié)中，對外模式關(guān)系的設(shè)計十分重要。具體而言，主要包括三個方面的內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)具有邏輯獨立性時，軟件成品受邏輯模式的影響較小。

（2）可滿足用戶對不同數(shù)據(jù)的需求。因為大多數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)巨大，當(dāng)發(fā)送用戶需求時，可自動將用戶不需要的模式屏蔽，僅呈現(xiàn)需要的模式。

（3）應(yīng)融入保密功能。當(dāng)用戶獲取數(shù)據(jù)時，不相關(guān)數(shù)據(jù)會被屏蔽，用戶只能看到需要的數(shù)據(jù)。

3.4 物理設(shè)計

該環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容主要是調(diào)整數(shù)據(jù)庫內(nèi)的物理結(jié)構(gòu)，并合理選擇存儲路徑，多采用集簇、索引設(shè)計與分區(qū)設(shè)計的方式。

3.5 驗證設(shè)計

在設(shè)計或建立每一個數(shù)據(jù)庫時，往往需要進(jìn)行反復(fù)驗證。假如數(shù)據(jù)庫內(nèi)步驟或者數(shù)據(jù)被損壞或者出錯，必須及時校正，并盡快恢復(fù)正常。

3.6 軟件運行與維護(hù)

這是最后一個環(huán)節(jié)。當(dāng)數(shù)據(jù)正式運行后，應(yīng)經(jīng)常對其進(jìn)行調(diào)整與維護(hù)。

4 小結(jié)

由上述可知，軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計是一項非常重要的工作，與整個系統(tǒng)后期的穩(wěn)定運行密切相關(guān)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，應(yīng)遵循相關(guān)原則，并在對各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效處理，以提高數(shù)據(jù)庫設(shè)計與應(yīng)用的合理性。

參考文獻(xiàn)

[1]賈榮秀，周楊.軟件開發(fā)中數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論的思考[J].信息與電腦，2016（09）：119-120.