数据库应用系统DBAS功能设计与实施（三级数据库）

目录

一、了解软件体系结构及设计过程

 1、软件体系结构与设计过程

2、软件设计过程

二、了解DBAS总体设计

1、DBAS体系结构设计

2、软件体系结构设计

3、软硬件选型与配置设计

4、业务规则初步设计

三、了解DBAS功能概要设计

1、表示层概要设计

2、业务逻辑层概要设计

3、数据访问层概要设计

4、数据持久层概要设计

四、了解DBAS功能详细设计

1、表示层详细设计

2、业务逻辑层详细设计

五、了解DBAS安全架构设计

1、数据安全设计

（1）数据库的安全性保护

（2）数据库的完整性保护

（3）数据库的并发性控制

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一、了解软件体系结构及设计过程

DBAS功能设计包括软件中的数据库事务设计和应用程序设计；

功能设计过程一般被划分为总体设计、概要设计、详细设计。而具体到数据库事务设计部分，又可以分成事务概要设计和事物详细设计；

完成系统设计工作后，就要进入系统实现与部署阶段。

 1、软件体系结构与设计过程

软件体系结构：

• 又称为软件架构，软件体系结构={构件，连接件，约束条件}；
• 软件体系结构是软件系统中最本质的东西。良好的体系结构必须是普适、高效和稳定的；
• 软件体系结构有多种风格和类型，如分层体系结构、模型-试图-控制器（MVC）体系结构、客户端/服务器体系结构等。

2、软件设计过程

软件设计过程：

• 软件开发由设计、实现、测试三个环节组成，设计又包含概要设计和详细设计。
• 概要设计任务是进行总体结构设计，可采用层次结构图建立软件总体结构图；详细设计的任务是进行数据设计、过程设计以及人机界面设计。
• 设计原则：模块化、信息隐藏、抽象与逐步求精。
• 软件设计可选用结构化设计方法、面向对象设计方法和面向数据设计方法等。

二、了解DBAS总体设计

DBAS总体设计的任务是确定体系总体框架，主要内容包括：

DBAS体系结构设计、软件体系结构设计、软件硬件选型与配置设计、业务规则初步设计

1、DBAS体系结构设计

将系统从功能、层次/结构、地理分布等角度进行分解，划分为多个子系统，定义各子系统功能；设计系统的全局控制，明确各子系统间的交互和接口关系。

两种常见的DBAS体系结构：

• 客户/服务器体系结构（C/S）
• 浏览器/服务器体系结构（B/S）

2、软件体系结构设计

DBAS软件包括操作系统、数据库管理系统、开发环节中间件、应用软件（数据库事物和应用系统）

从需求分析出发分解各子系统，分配相应功能，定义相互交互机制，完成子系统结构设计，将各子系统从功能上分成数据库事物模块（事物自身处理逻辑）与颗粒度大的应用程序模块（业务规则），确定全局控制和调用关系，可用模块结构图（模块+调用+数据+控制+转接），表示系统总体结构和分层块结构。

3、软硬件选型与配置设计

规划分析阶段提出系统功能、性能及实现的约束对软硬件做了评估和建议；需求对系统功能性能提出了具体要求。为保证DBAS功能性能顺利实现，总体设计阶段需要软硬件设备做出合理选择，并进行初步配置设计。

软硬件选型涉及的内容：

网络及设备选型；数据存储及备份方案；服务器选型；终端软件环境；软件开发平台和语言、工具；系统中间件及第三方软件选型。

4、业务规则初步设计

任务：从系统的角度，规划DBAS的业务流程，使之符合客户的实际业务需求

DBAS的各项业务活动具有逻辑上的先后关系，可将它们表示成一个操作序列，并用业务流程图表示。

三、了解DBAS功能概要设计

在总体设计结果基础上，将DBAS应用软件进一步为模块/子模块，组成应用软件的系统-子系统-模块-子模块层次构，并从结构、行为、数据三方面进行设计。

从功能角度，DBAS系统通常划分为四个层次实现：表示层、业务逻辑层、数据访问层、数据持久层

1、表示层概要设计

人机界面设计，影响系统易用性。目前第四代是WIMP（窗口、图标、菜单、指示器）与Web技术、多任务处理技术相结合。

设计原则：‘用户自主控制’；反馈及时上下文感知；容错与错误恢复；界面标准规则；输入灵活界面简洁交互及时……

2、业务逻辑层概要设计

设计原则：高内聚低（松）耦合，即结构单一原则；构件独立功能； 接口简单明确；构件间关系单，过于复杂，就细化，分解。

设计内容 : 结构，行为，数据，接口，故障处理安全设计，系统维护和保障等

3、数据访问层概要设计

任务：针对DBAS的数据处理需求设计用操作数据库的各类事物。

事务概要设计核心在于辨识和设计事务自身处理逻辑，注意流程，不考虑与平台相关、具体操作方法和事务实现机制。

一个完整的事务概要设计包括事务名称、访问的关系表及其数据项、事务逻辑( 事务描述)、事务用户( 使用、启块和系统)。
事物：事物（Transaction）是访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元

事物的特性：原子性、一致性、隔离性、持续性。称为ACID特性。

原子性：一个不可分割的工作单位。

一致性：从一个一致性状态变到另一个一致性状态。

隔离性：执行不能被其他事务干扰。

持久性：永久性，指一个事务一旦提交 ，它对数据库中数据的改变就应该是永久的。

4、数据持久层概要设计

属于数据组织与存储方面的设计内容

四、了解DBAS功能详细设计

1、表示层详细设计

人机界面采用原型迭代法合适，三个步骤：

（1）初步设计：设计人机交互命令系统并优化（总体设计）

（2）用户界面细节设计。如组织形式、风格、色彩，操作方式（概要设计）。

（3）原型设计与改进（详细设计）

2、业务逻辑层详细设计

设计各模块内部处理流程和算法、具体数据结构、对外详细接口等。

五、了解DBAS安全架构设计

1、数据安全设计

五方面：

安全性保护：防止非法用户对数据库的非法使用，避免数据泄露、篡改或破坏。

完整性保护：保证数据源的正确性、一致性和相容性。

并发性控制：保证多个用户能共享数据库，并维护数据一致性

数据备份与恢复：系统失效后的数据恢复，配合定时备份数据库，不丢失数据。

数据加密传输：将一些高级的敏感数据通过一定的加密算法。

（1）数据库的安全性保护

主要保护方式：

• 用户身份鉴别

Windows身份验证、SQL身份验证

• 权限控制

对后台数据库是不同用户对数据的不同存取需求议置不同权限;

对前台 程序是为每个合法用户设定权限等级，外部用户设置有限查询功能

• 试图机制

通过试图机制把保密数据对无权用户隐藏。

（2）数据库的完整性保护

数据库的完整性指数据库中数据的正确性、一致性及相容性

方法：设置完整性检查

即对数据设置一些约束条件（如实体完整性、参考完整性、用户自定义完整性）

完整性约束条件作用对象：列（类型、范围、精度、排序）、元组（记录中各属性之间的联系约束）、关系（若干记录间、关系集合与集合之间的联系）三种级别。

（3）数据库的并发性控制

并发访问( Concurrent Access ):事务在时间上重叠执行。

对多用户并发存取同一数据的操作可能导致数据不一致，并破坏事务的隔离性，因此DBMS必须提供并发控制机制，并发控制机制是衡量一个DBMS性能的重要标志之一。实现数据库制并发控制的常用方法是封锁技术。