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2020年數(shù)據(jù)庫工程師復習重點：數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)功能設計 　　數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)功能設計 　　7.1 軟件體系結構與設計過程 　　7.1.1 軟體體系結構 　　1、 軟件體系結構又稱軟件架構，軟件體系結構={構件，連接件，約束}。 　　2、 構件是組成系統(tǒng)的具有一定獨立功能的不同粒度的程序模塊、獨立程序或軟件子系統(tǒng)，是組成軟件的系統(tǒng)元素; 　　3、 連接件將不同的構件連接起來，表示了構件間的相互作用; 　　4、 約束一般是對象連接時的規(guī)則，或指明了構件連接的條件。 　　5、 軟件體系結構描述了軟件系統(tǒng)的總體組織和層次結構、系統(tǒng)元素及其功能分配、全局控制、系統(tǒng)元素間的協(xié)調(diào)和交互、數(shù)據(jù)存取等; 　　7.1.2 軟件設計過程 　　1、 概要設計 　　(1) 定義：是建立軟件系統(tǒng)的總體結構和模塊間的關系，定義各功能模塊的接口，設計全局數(shù)據(jù)庫、規(guī)定設計約束、制定組裝測試計劃; 　　(2) 一個好的概要設計要求是：良好的總體結構、功能模塊間較低的耦合度和較高的內(nèi)聚度，并盡量降低模塊接口的復雜性; 　　(3) 可以采用層次結構圖表示軟件總體結構，圖中節(jié)點代表功能模塊。 　　2、 詳細設計 　　(1) 是細化概要設計產(chǎn)生的功能模塊，形成可編程的程序模塊，并用某種過程設計語言設計程序模塊的內(nèi)部細節(jié)，為編寫軟件代碼提供依據(jù)。 　　(2) 可選用結構化設計方法、面向?qū)ο笤O計方法等; 　　3、 關于軟件總體設計 　　(1) 一些大的DBAS可根據(jù)逐步抽象和層次化原則，將概要設計分解成兩個步驟： 　　(A) 首先是軟件總體結構設計，即對軟件需求進行分解; 　　(B) 第二步是將每個子系統(tǒng)進一步劃分為功能模塊，定義各模塊的數(shù)據(jù)結構、相互間交互關系; 　　7.2 DBAS總體設計 　　7.2.1 系統(tǒng)總體設計 　　任務：是根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃與分析結果，特別是技術可行性分析，以及系統(tǒng)需求規(guī)范，確定系統(tǒng)總體框架，作為后續(xù)設計活動的基礎。 　　1、 確定DBAS體系結構 　　(1) 指將系統(tǒng)從功能、層次結構、地理分布等角度進行分解，劃分為多個子系統(tǒng)。定義各子系統(tǒng)應實現(xiàn)的功能，設計全局控制，明確各子系統(tǒng)間的交互和接口關系; 　　(2) 可以從功能角度進行分解，也可以根據(jù)DBAS自身固有的層次結構特征進行分解; 　　(3) 將系統(tǒng)分解為多個子系統(tǒng)后，需選擇和設計合適的系統(tǒng)體系結構，將這些子系統(tǒng)組織起來，并設計它們之間的交互關系; 　　(4) DBAS體系結構可采用一些通用體系結構，也可根據(jù)DBAS所屬的特定應用領域相關的體系結構。 　　2、軟硬件造型和配置設計 　　(1) 總體設計階段需要對系統(tǒng)的軟硬件平臺、存儲設備、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等作出合理的選擇，并進行初步配置設計; 　　(2) 還需要選擇系統(tǒng)開發(fā)采用的合適的中間件和開發(fā)工具，確定開發(fā)模式和開發(fā)語言; 　　3、應用軟件總體設計 　　根據(jù)系統(tǒng)體系結構，確定相應的軟件系統(tǒng)模塊劃分、功能分配，選擇合適的軟件體系結構; 　　4、業(yè)務規(guī)劃初步設計 　　7.2.2 軟件總體設計 　　1、 DBAS軟件包括OS、DBMS、開發(fā)環(huán)境、中間件和應用軟件; 　　2、 應用軟件分為數(shù)據(jù)庫事務和應用程序; 　　3、 數(shù)據(jù)庫事務通過對數(shù)據(jù)庫的直接操作實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和處理功能; 　　4、 應用程序一方面對數(shù)據(jù)庫進一步加工處理，或從中抽取新信息實現(xiàn)復雜的數(shù)據(jù)處理功能;另一方面還可實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫訪問無關的功能; 　　5、 應用軟件總體設計： 　　(1) 從數(shù)據(jù)流圖、事務規(guī)范和業(yè)務規(guī)則需求分析結果出發(fā)，將系統(tǒng)分解為一系列子系統(tǒng)，分配相應功能，定義系統(tǒng)間協(xié)調(diào)交互機制; 　　(2) 進一步進行子系統(tǒng)結構設計，將各子系統(tǒng)從功能上劃分為：數(shù)據(jù)庫事務模塊和應用程序模塊; 　　(3) 確定子系統(tǒng)、應用程序模塊、數(shù)據(jù)庫事務間的全局控制和調(diào)用關系，并按體系結構框架組織起來。 　　6、總體設計得到的系統(tǒng)總體結構和分層模塊結構，可以用模塊結構圖表示; 　　6、 模塊結構圖，是結構化程序設計中描述系統(tǒng)結構的一種圖形化工具，它定義了模塊的名字、功能和接口，并在模塊結構圖中反映出結構化設計思想。它只關心模塊的外部特性，與模塊內(nèi)部流程無關，它由模塊、調(diào)用、數(shù)據(jù)、控制和轉(zhuǎn)接等于種基本符號組成; 　　7.2.3 客戶/服務器體系結構 　　1、 基于C/S體系結構的DBAS將DBMS數(shù)據(jù)管理功能與數(shù)據(jù)庫應用相分離，將DBMS數(shù)據(jù)庫管理功能在客戶端和服務器之間進行合理的分布和配置; 　　2、 數(shù)據(jù)庫報務器完成DBMS的核心功能，而客戶端負責完成用戶交互功能，接收用戶數(shù)據(jù)，生成并向數(shù)據(jù)庫報務器發(fā)出數(shù)據(jù)操作請求，接收數(shù)據(jù)查詢結果并通過客戶端反饋給用戶; 　　3、 兩層C/S結構的特點是： 　　(1) DBAS的數(shù)據(jù)管理和處理功能，被分解并分布在客戶端和服務器上; 　　(2) 服務器楞為多個客戶端應用提供共享的數(shù)據(jù)管理功能; 　　(3) 客戶端應用可通過網(wǎng)絡訪問多個不同數(shù)據(jù)源; 　　(4) 客戶端除了完成人機交互功能外，還需要完成面向應用的數(shù)據(jù)處理功能，負荷重，屬于典型的“胖客戶端”; 　　4、 三層瀏覽器/服務器(B/S)結構是一種互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的新型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)結構，它將數(shù)據(jù)處理功能分解并分布在表示層、功能層和數(shù)據(jù)層三層次上，分別由WEB瀏覽器、WEB服務器和數(shù)據(jù)庫服務器來實現(xiàn)，其特點是： 　　(1) 表示層位于客戶端，由WEB瀏覽器實現(xiàn)，其功能單一，沒有其他應用程序，屬于典型的“瘦客戶端”; 　　(2) 功能層位于WEB服務器，實現(xiàn)面向具體應用領域的業(yè)務規(guī)則; 　　(3) 數(shù)據(jù)層位于數(shù)據(jù)庫服務器，通過DBMS完成具體的數(shù)據(jù)存儲和存取等數(shù)據(jù)管理功能; 　　7.3 概要設計 　　7.3.1 數(shù)據(jù)庫事務概要設計 　　1、 如數(shù)據(jù)處理需求分析的結果是數(shù)據(jù)流圖，則可將待設計的事務看作是程序，采用軟件工程中面向數(shù)據(jù)流的程序設計方法，設計事務內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理流程和結構，也就是設計事務處理邏輯，過程包括： 　　(1) 從數(shù)據(jù)流圖中識別出該事務對應的子數(shù)據(jù)流圖; 　　(2) 確定子數(shù)據(jù)流圖中的信息流類型，劃定流界; 　　(3) 將子數(shù)據(jù)流圖映射為事務的結構和處理流程，即事務邏輯; 　　(4) 修正和細化事務設計，識別事務所訪問的數(shù)據(jù)庫對象和數(shù)據(jù)庫用戶; 　　2、 如數(shù)據(jù)處理需求分析的結果表示為事務規(guī)范，由于事務規(guī)范包括了事務名稱、事務描述、訪問的數(shù)據(jù)項、用戶等信息，可直接從事務描述出發(fā)，根據(jù)具體應用領域的知識設計事務邏輯，得到事務概要結果; 　　3、 一個完整的事務概要設計包括：事務名稱、訪問的關系表及屬性、事務處理邏輯、事務用戶; 　　4、 檢查關系表對數(shù)據(jù)庫事務的支持性： 　　(1) 對每一個事務，根據(jù)需求分析階段的事務分析，列出該事務所訪問的各個數(shù)據(jù)項; 　　(2) 列出事務訪問的數(shù)據(jù)項所在的關系表和對應的屬性; 　　(3) 如事務訪問的數(shù)據(jù)項同時出現(xiàn)在多個表中，檢查關聯(lián)關系; 　　(4) 檢查是否存在某些事務，訪問的一些數(shù)據(jù)項未出現(xiàn)在任何關系表中; 　　7.3.2 應用軟件概要設計 　　1、 應用軟件概要設計，按照逐步求精、模塊化、信息隱藏和功能細化原則，根據(jù)DBAS需求分析階段得到的系統(tǒng)功能和業(yè)務規(guī)則描述，在總體設計結構基礎上，將DBAS應用軟件進一步細化為模塊/子模塊，組成軟件的系統(tǒng)-子系統(tǒng)-模塊-子模塊層次結構，并對這些系統(tǒng)元素從結構、行為和數(shù)據(jù)三方面進行設計; 　　7.4 詳細設計 　　7.4.1 數(shù)據(jù)庫事務詳細設計 　　1、 事務詳細設計，是從事務概要設計得到的事務流程出發(fā)，在DBMS平臺下，采用事務實現(xiàn)機制，和高級程序設計語言，利用SQL語句和數(shù)據(jù)庫訪問接口，在DBMS平臺和開發(fā)環(huán)境下，進一步細化事務設計，設計具體的實現(xiàn)模式; 　　7.4.2 應用軟件詳細設計 　　1、根據(jù)概要設計中定義的各程序模塊功能和輸入輸出數(shù)據(jù)需求，結合具體的設計環(huán)境和機制，設計各模塊的內(nèi)部處理流程和算法、數(shù)據(jù)結構、對外接口等; 　　7.5 人機界面設計 　　1、 人機界面設計原則： 　　(1) 用戶應當感覺系統(tǒng)的運行始終在自己的控制之下，保持用戶與人機界面間的雙向交流; 　　(2) 當系統(tǒng)發(fā)生錯誤或程序運行時間較長時，用戶界面應該為用戶提供有意義的反饋信息; 　　(3) 應該忍受用戶在使用過程中發(fā)生的各種操作錯誤，并能夠方便地恢復過來，保證系統(tǒng)不受或少受影響; 　　(4) 應該遵循一定的標準和常規(guī); 　　(5) 采取靈活多樣的數(shù)據(jù)輸入方式，盡量減少用戶數(shù)據(jù)輸入負擔; 　　2、 人機界面設計最好采用原形迭代法： 　　(1) 初步設計 　　(2) 用戶界面細節(jié)設計; 　　(3) 原形設計與改進;