数据库应用开发(数据库)

时间：2022-11-20 16:30:02 | 来源：信息时代

时间：2022-11-20 16:30:02 来源：信息时代

    数据库应用开发 : 数据库应用开发遵循信息系统开发的一般理论与方法是信息系统的主要应用形式之一。
在数据库应用开发过程中数据库应用分析是整个应用开发工作的基础。数据库应用分析的作用是对现实世界概念的抽象化,构建符合要求的数据模型。为了保证正确性,全局数据模型必须支持所有局部用户的数据视图。数据模型有多种,关系数据模型对于数据库应用系统设计尤为重要,因为它是大多数数据库设计的标准; 同时它也是大多数数据库管理系统产品的基础。
数据库设计问题可以简单地描述为: 如何为存储在数据库中的数据设计合适的逻辑结构和物理结构。数据库设计的作用是将业务模型转换为优化的结构化数据模型。关系型数据库中的表就是从实体转换而来的,实体是业务数据的分类,模式是存在关联关系的对象集合。通常,在数据库中存在一个或多个模式。在完成数据库的逻辑结构和物理结构设计之后,必须考虑数据库安全性方面的问题,顾及数据库在实现后可能出现的更改。在设计过程中还要不断地优化设计方法,以及解决数据库系统运行中的重组和重构问题。同时,设计的规范化非常重要,因为它是用来检查关系设计质量的技术。
最初运行在网络上的数据库系统一般基于主机/终端模式,系统中几乎所有的计算都由大型主机来完成,终端只是单纯作为一种输入输出设备。20世纪80年代末,人们提出了客户机/服务器(client/server,C/S)架构。由于这种架构模式比较适用于局域网运行环境,因此,逐渐得到了广泛的应用。随着应用系统规模的不断扩大以及Internet的迅速发展和普及,传统的两层客户机/服务器架构的缺陷逐渐显露出来,人们又在此基础上提出了三层及多层客户机/服务器体系架构,其中最具代表性的是浏览器/服务器(browser/server,B/S)模式。
随着分布式计算模式的普及,网络中间件技术得到迅猛发展。在企业的分布式计算环境中,异构性是一个十分明显的特点。在这样的异构环境下,分布对象计算(distributed object computing,DOC)技术和标准的研究就成为当前关注的热点之一。三种分布对象计算技术成为中间件技术的主流,即:Sun公司的企业Java Beans/Java 2企业版(EJB/J2EE),Microsoft公司的组件对象模型/分布式集成网络应用体系结构(COM+/DNA)以及OMG组织的公共对象请求代理体系结构/对象管理体系结构(CORBA/OMA)。中间件技术各有特点,但研究思路基本上是一致的,即建立标准化的对象请求代理,屏蔽网络环境下计算平台、操作系统、编程语言、网络协议的异构性和复杂性,使分布在网络上的应用系统能够协同工作,为网络应用提供通用的高级网络管理服务以及与应用领域相关的增值服务。
进入21世纪后,随着互联网应用的不断发展,面向服务的体系架构又逐渐成为新的研究与应用热点。Web服务的优势在于有效的互操作性,它允许在一个平台上用某一种语言编写的应用程序可以使用在另一个完全不同的平台上。Web服务具有广阔的应用前景,Microsoft的.NET框架、Sun的开放网络环境(Sun ONE)架构等都是Web服务平台的具体实现。
在数据库应用系统中,应用程序与数据库之间应该是相互独立的。当这种独立性越高时,数据的共享程度也就越高,应用程序与数据库的设计也就更为灵活。因此,在数据库应用开发中,应用程序与数据库之间的接口设计占有重要地位。在通用的数据库应用系统接口问世之前,应用程序一般通过嵌入式SQL访问关系数据库管理系统(dataBase management system,DBMS)。嵌入式SQL使得SQL和通用编程语言集成,一个DBMS专用的预处理器将嵌入式SQL语言转化成宿主语言中的函数调用。20世纪90年代,分别出现了开放数据库连接(open database connectivity,ODBC)和Java数据库连接(java database connectivity,JDBC)两种通用的数据库应用系统接口。ODBC与JDBC都将数据库的功能以标准接口的形式呈现给应用程序开发者。与嵌入式SQL不同的是,ODBC与JDBC可以让一段可执行代码去访问不同的DBMS,而不需要重新编译。因此,嵌入式SQL是在源代码级对DBMS独立的,而采用ODBC与JDBC的应用程序则在源代码级和可执行代码级都独立于DBMS。作为面向对象技术在数据库应用系统接口中的成功应用,Microsoft公司发布的基于COM技术的OLE DB封装了数据服务器功能的面向对象的接口,易于被开发人员使用。在此基础上,Microsoft公司又推出了(activeX data object,ADO)活动数据对象接口,其本质是使用OLE DB的一组对象。
实现数据库应用开发的工具可以分为设计工具、建模工具和编程工具等几大类。20世纪90年代,可视化计算机辅助软件工程(computer aided software engeineering,CASE)工具软件的出现,极大地提高了数据库应用系统的设计效率。CASE的一个基本思想就是提供一组能够自动覆盖软件开发生命周期各个阶段的、集成的、提高软件生产率及可靠性的工具。基于可视化CASE工具,开发者可以把注意力集中在业务逻辑和业务流程上,通过操作界面元素,由开发工具自动生成应用软件。数据库建模工具有很多,其中比较著名的有Sybase公司的Power Designer和CA公司的ER Win。Power Designer致力于采用基于实体-关系(entity-relationship,E-R)的数据模型,分别从概念数据模型和物理数据模型两个层次对数据库进行设计。ER Win也是采用E-R模型,在一个实体中,不同的属性类型采用可定制的图标显示,实体与实体的联系一目了然。另一方面,数据库应用开发的编程工具层出不穷,仅Web服务器端的脚本开发与运行工具就有ASP、JSP、PHP等。其中,可视化集成开发环境(integrated development environment,IDE)工具一直是编程软件的竞争热点。自Microsoft公司推出第一款Windows环境下的可视化IDE工具Visual BASIC以来,10多年间产品迭出。其中比较著名的有:Microsoft公司的VC、C#.NET,Borland公司的Delphi、C++ Builder、JBuilder、Kylix,PowerSoft公司的PowerBuilder以及Oracle公司的Forms Builder等。进入21世纪,开放源代码浪潮席卷全球,采用开放式插件结构的Eclipse、Net Beans等集成开发平台将迅速成为数据库应用开发的主流工具。
数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改或破坏。数据库应用系统的安全需求可以归纳为完整性、保密性和可用性三个方面。数据库的完整性主要包括逻辑完整性(即语义与操作的完整性)和物理完整性;数据库的保密性是指不允许未经授权的用户存取数据; 数据库的可用性是指不应拒绝授权用户对数据库的正常操作,同时保证系统的运行效率并提供用户友好的人机交互。一般来说,数据库的保密性和可用性是一对矛盾,应用系统的开发需要在这两者之间寻求平衡点。
数据库应用系统测试工具主要包括测试管理、功能测试、性能测试等软件产品。其中比较常用的有IBM Rational系列测试工具、CompuWare公司的QALoad以及开放源代码的Apache JMeter等。这些测试工具都提供了集成测试解决方案,包括一整套自动化测试和缺陷跟踪工具,可以记录并回放能识别业务应用程序对象的测试脚本,对在各种独立开发环境中开发的应用程序,创建、修改并执行功能测试、回归测试、整合测试及压力测试。
通过以上的分析可以看出,数据库应用开发是数据库领域重要的研究内容,具有较强的理论与实践意义。本篇将分别对数据库分析与设计、数据库应用体系结构、数据库应用中间件、数据库应用开发工具、数据库应用系统接口、数据库安全测试等内容做全面深入的阐述,介绍其发展历史、基本原理、典型应用及最新技术进展。