《数据库应用技术——PowerBuilder应用系统开发》全套电子课件完整版ppt整本书电子教案最全.ppt
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1、21世纪高等院校计算机系列教材数据库应用技术数据库应用技术PowerBuilder应用系统开发应用系统开发 第1章数据库系统概述n本章要点:n数据库系统相关概念n数据库技术n数据库应用系统体系结构n数据库应用系统开发步骤n家庭理财管理信息系统的开发实例1.1数据库系统相关概念1.1.1数据库系统相关概念1.数据数据 所谓数据,是指通过有意义地符号集合来反映或描述现实世界中某种实体的特征,可以记录、传递以及被识别的非随机符号的集合。数据概念的两个方面:n 通过符号集合来对实体特征进行反映或描述;n 数据要用具体的载体来记录和表示。1.1数据库系统相关概念2.信息信息 信息是反映客观世界中各种事物
2、的特征和变化并可借某种载体加以传递的有用知识。信息是:n 消化理解了的数据n 对客观世界的认识n 经过加工了的数据1.1数据库系统相关概念3.数据处理数据处理n数据是独立的、尚未组织的事实集合n信息是经过加工处理后的数据n数据处理就是将数据加工处理或转换成信息的过程 数据与信息的关系如上图数据收集(原材料)信息(成品)数据处理(生产过程)存储1.1数据库系统相关概念4.信息系统信息系统 信息系统是指为了某些明确的目的而建立的,由人员、设备、程序和数据集合构成的统一整体。信息系统可分为:n 面向外部实现对外信息服务的开放式信息系统n 面向内部业务和管理的管理信息系统1.1数据库系统相关概念1.1
3、.2信息组织方式n文件方式文件方式n数据库方式数据库方式n主题树方式主题树方式n超媒体方式超媒体方式 1.1数据库系统相关概念1.1.3计算机数据管理的发展1人工管理阶段人工管理阶段n数据与程序不具有独立性,程序完全依赖于数据n数据不能长期保存n数据基本无共享,数据冗余度极大n应用程序直接管理数据,没有专门的数据管理软件 用户1应用程序1数据文件1用户2应用程序2数据文件2用户3应用程序3数据文件3人工管理阶段数据与程序的关系 1.1数据库系统相关概念2文件系统阶段文件系统阶段n 程序和数据分开存储n 数据可以长期保存n 数据独立性差,冗余度仍然很大n 由文件系统对数据进行管理应用程序1应用程
4、序2应用程序n。物理文件1物理文件2物理文件n。文件系统文件系统阶段数据与程序的关系 1.1数据库系统相关概念3数据库系统阶段数据库系统阶段 n数据由数据库管理系统统一管理,实现了数据共享n整个组织的数据有特定的数据模型来进行存储n数据库管理系统(DBMS)提供映象的功能n多个用户可以使用同一个数据库,数据控制功能统一用户1应用程序1用户2应用程序2用户n应用程序n。数据库管理系统数据库DB数据库系统阶段数据与程序的关系 1.1数据库系统相关概念4分布式数据库系统阶段分布式数据库系统阶段n分布式系统具有高度透明性n数据的局部处理与集中控制相结合n只要有一个节点上的数据备份可用,整个系统就不会停
5、顿或破坏。n分布式系统分散了工作负荷,提高处理效率,易实现扩展计算机1计算机2计算机nDB1DBnDB2通信网络分布式数据库系统 1.2数据库技术1.2.1数据库技术概述1数据库系统的特点数据库系统的特点n数据结构化 n数据的共享性高,冗余度低,易扩充 n数据独立性高n数据由DBMS统一管理和控制 1.2数据库技术2数据库系统的组成数据库系统的组成 n硬件系统 n数据库集合n系统软件n数据库管理员n用户1.2数据库技术3DBMS的主要功能的主要功能 DBMS(DatabaseManagementSystem),数据库管理系统,方便用户使用数据资源,实现数据共享,提高数据的安全性、完整性和可用性
6、。.操作系统数据库管理系统应用程序数据库数据字典用户用户1.2数据库技术主要功能:主要功能:n数据库定义功能n数据操纵功能n数据库运行管理n数据字典n数据库的建立与维护功能 1.2数据库技术1.2.2数据模型1三个世界三个世界 n现实世界:就是我们的自然世界,客观存在着事物以及事物之间的联系。n概念世界:也称信息世界,是现实世界在人脑中的反映,是对客观事物及其关系的一种抽象描述。n机器世界:通过一定的数据模型,将概念世界中的事物数据化的表现在机器中,让计算机能够进行处理。1.2数据库技术三个世界的转换关系客观 事物类:事物 相关性质集合人实体 实体集合及 实体联系 相关属性集合 加工、转换数
7、文件据 记录库 相关数据项集合加工转换存储 二进制数据集合结构机器世界DBMS机器世界DBMS的数据模型现实世界认识选择描述概念世界1.2数据库技术概念世界中需要了解的几个术语:概念世界中需要了解的几个术语:n实体(实体(Entity)和实体集(和实体集(Entity Set)客观存在并可相相互互区区分分的事物称为实体。例如,一个学生,一门课程,一所学校,学生的一次选课等,都可以称作实体。同型实体的集集合合称为实体集。例如,全体学生就是一个实体集。n属性(属性(Attribute)用来描述实体所具有的特性,可以包含若若干干条条属属性性。属性的具体取值称为属性值,属性值组合起来就表示了具体的一个
8、实体。1.2数据库技术n码(码(Key)码也称关键字,是用来唯一标识实体的属属性性集集。可以是一个属性,也可以是一组属性的组合,但是这(组)属性要能唯一标识该实体。n域(域(Domain)某个(些)属性的取值范围称为该属性的域。n实体型(实体型(Entity type)用实体名及属性名集合来抽象和刻画同类实体,称为实体型。1.2数据库技术n联系(联系(Relationship)万事万物彼此间存在的某种联系,这里主要讨论实体间的三类联系。n一对一联系(1:1)n一对多联系(1:n)n多对多联系(m:n)注意此处表示的联系都是指在实体集A中的每个实体与实体集B中的一个或多个实体之间的关系,不要将个
9、别实体从实体集中孤立出来。1.2数据库技术2数据模型的三要素数据模型的三要素 n数据结构所研究对象类型(Objecttype)的集合。n数据操作对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合,如插入、删除、修改等。n数据的约束条件完整性规则的集合。所谓完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则。1.2数据库技术3数据模型数据模型 n概念模型用于概念世界的建模,是现实世界到概念世界的第一层抽象,常用ER模型(实体联系模型)来描述。nER图的三个基本要素:n实体(型):n属性:n实体之间的联系:n一对一联系n一对多联系n多对多联系实体集实体集属性属性联系集联系集1.2数据库技术E
10、R图实例图书图书作者作者写作写作出版社出版社类别类别页数页数ISBNISBN书名书名姓名姓名出生地出生地身份证号身份证号定稿时间定稿时间价格价格包含实体集包含实体集“图书图书”和和“作者作者”的的ERER图图1.2数据库技术3数据模型数据模型 n数据模型将概念模型中的实体及实体间的联系进一步转换成计算机所支持的数据模型后,计算机才能使用。主要的数据模型包括:n层次模型(HierachicalModel)n网状模型(NetworkModel)n关系模型(RelationalModel)1.2数据库技术n层次模型(HierachicalModel)用树形结构来表示实体与实体之间的联系,数据由“根”
11、开始,每个实体沿着不同的分支放在不同的层次上,分支序列中最后的结点称为“叶”。R1R2R3R4R5根叶层次模型结构1.2数据库技术n网状模型(NetworkModel)用网状结构表示实体及其之间联系的模型,它允许结点有多于一个的父结点;也可以有结点没有父结点。课程学生选修网状模型结构1.2数据库技术n关系模型(RelationalModel)以二维表格的形式来表示实体以及实体之间的联系。n关系(Relation):一个关系就是一张二维表,每个关系有一个关系名。n元组:表中的行,一行记录就是一个元组。n属性:表中的列,每一列有一个属性名。n域:属性限定的取值范围。n关键字:属性或属性的组合,能够
12、唯一标识一个元组。n关系模式:对关系的描述,格式为:关系名(属性名1,属性名2,属性名n)。作者名张红李铭陈林身份证号420105195508202422 420103197511033121 420324198802112412 出生地湖北荆门湖北武汉湖北恩施1.2数据库技术三个不同世界术语比较:三个不同世界术语比较:现实世界 概念世界 机器世界组织(事物及其联系)实体及其联系 数据库(概念模型)事物类(总体)实体集 文件事物(对象、个体)实体 记录特征(性质)属性 数据项实体及其联系概念模型ER图1.2数据库技术1.2.3数据库数据查询标准语言SQLnSQL(StructuredQuery
13、Language),结构化查询语言,实际包括查询、定义、操纵和控制四个部分,是一种功能齐全的数据库语言。n数据定义是指对关系模式一级的定义;数据操纵是指对关系中的具体数据进行增、删、改和更新等操作;数据控制是指对数据访问权限的授予或撤销。1.2数据库技术 SQL的主要特点是:的主要特点是:nSQL是功能齐全的一体化数据语言,能实现生命周期中的所有活动。nSQL是基于关系代数与关系演算的非过程化语言,使用方便。nSQL使用两种方式进行程序编写:自含式和嵌入式。nSQL具有完善的故障恢复功能。nSQL具有灵活分散的授权方式。1.2数据库技术 SQL语言的命令一般分为语言的命令一般分为4类:类:n
14、查询语言nSELECT:查询数据。n数据操纵语言DML(DataManipulationLanguage)nINSERT:插入数据。nUPDATE:更新数据。nDELETE:删除数据。n数 据 定 义 语 言 DDL(DataDefinitionLanguage)nCREATE:创建新的数据库对象。nALTER:更新已有数据对象的定义。nDROP:删除已经存在的数据对象。1.2数据库技术n数据控制语言DCL(DataControlLanguage)nGRANT:授予权限。nREVOKE:收回权限。nCOMMIT:提交事务。nROLLBACK:回滚事务。1.3数据库应用系统体系结构1.3.1两层
15、C/S结构C/S(Client/Server)结构,即客户机与服务器结构,客户端与服务器端通过网络进行通讯,将任务合理分配到客户端(Client)和服务器端(Server)来实现,降低了系统的通讯开销。两层C/S结构模型示意图1.3数据库应用系统体系结构C/S结构工作特点:结构工作特点:n后端数据库负责完成大量的数据处理任务,如在查询整个数据库时并不返回每条记录的结果,而只在查找结束后返回最终结果;n如果包含数据库应用程序的客户机工作站在处理数据库事务(如添加或删除一条记录)时失败,服务器为了维护数据库完整性,将自动重新执行这个事务。1.3数据库应用系统体系结构1.3.2多层分布式结构多层分布
16、式结构通过划分客户端与服务器端各自的功能,将用户界面从企业逻辑中分离出来。在客户/服务器应用程序之间,添加一个或多个中间层,用来处理客户和服务器进程以外的其他进程。用户可以通过少量几个长期打开的连接对数据库服务器进行访问。在某一个服务器停机的情况下,公共连接对象可以很容易将用户从停机的数据库服务器切换到另一台运行正常的服务器上。这种结构大大降低了客户端的负载,同时加强了数据访问的安全性。含一个或多个中间层的多层分布式结构模型示意图1.3数据库应用系统体系结构多层分布式模式的优点是多层分布式模式的优点是:n安全性:中间层隔离了客户直接对数据服务器的访问,保护了数据库的安全;n稳定性:1、中间层缓
17、冲Client与数据库的实际连接,减少了实际连接数量,使系统稳定。2、故障恢复机制能自动地把客户端工作从当机的服务器上转移到其他具有同样业务功能的正常服务器上。n易维护:业务规则变化时,客户端程序基本不做改动;n快速响应:通过负载均衡以及中间层缓存数据能力,可以提高对客户端的响应速度;n系统扩展灵活:当业务增大时,可以在中间层部署更多的应用服务器,提高对客户端的响应。1.4数据库应用系统开发步骤总的来说,需要以下几个具体步骤:n需求分析n数据库结构设计n应用程序功能设计n调试与功能测试n数据库的实施与维护1.4数据库应用系统开发步骤1.4.1需求分析 回答了所开发的数据库应用程序需要做什么,要
18、完成哪些功能等问题,是开发整个数据库应用程序的基础。n 收集资料 收集资料工作由数据库设计人员和用户共同完成。用户需求主要包括以下几个方面:n信息需求,用户要从数据库获得的信息内容n处理需求,即完成什么处理功能及处理的方式n安全性和完整性要求1.4数据库应用系统开发步骤n 分析整理分析的过程是对所收集到的数据进行抽象的过程。n数据流图来描述系统的数据流向和对数据的处理功能n数据字典n数据元素的名称、同义词、性质、取值范围、提供者(来源)、使用者(去向)、控制权限、保密要求、使用频率。n数据量。n数据之间联系的语义说明。n各个部门对数据的要求及数据处理要求。n 用户确认 1.4数据库应用系统开发
19、步骤1.4.2数据库结构设计数据库结构设计又称概念结构设计,通常用ER图来描述。具体分4个步骤:n基本ER模型的形成n设计局部ER图n综合成初步ER图n优化ER图1.4数据库应用系统开发步骤1.4.3应用程序功能设计应用程序功能设计的最终结果就是功能结构图。学校教务管理学籍管理教学管理成绩管理学位管理毕业管理系统维护教学管理 学校教务管理系统功能结构图1.4数据库应用系统开发步骤1.调试与功能测试调试与功能测试 n 测试的目的以找出错误为目的,精心挑选出那些易发现错误的测试数据,以十分挑剔的态度,寻找程序的错误n测试的工作原则n避免由原开发软件的个人或小组来承担。n设计测试用例更要包括无效的或
20、不合理的输入数据。n检查程序是否漏了该做的事情和是否多做了不该做的事情。n保留测试用例,以便于重新测试和追加测试。n多种测试方法相结合,以便尽可能查出更多的错误。1.4数据库应用系统开发步骤n测试的主要步骤一般按照“自底向上”的原则按模块测试、子系统测试、系统总测试三个阶段来进行测试。n模块测试n代码走查n上机测试n子系统测试它把经过测试的模块放在一起形成的一个子系统来测试。n系统总体测试也称为系统总体测试,将测试的若干子系统组装在一起来测试,用以发现系统设计和程序设计中的错误,验证系统的功能是否达到了设计说明书的要求。1.4数据库应用系统开发步骤2.数据库的实施与维护数据库的实施与维护 n数
21、据库加载装入数据对程序进行调试,通常先采用试验数据,以确定其功能和性能是否满足设计要求,然后装入实际数据。n数据库维护n维护数据库的安全性和完整性n时常监督系统的安全性,及时调整授权和密码n检测数据库并改善其性能n经常对数据库的存储空间状况以及响应时间进行分析,并结合用户的需要确定改进措施n必要时对数据库进行重新组织1.5家庭理财管理信息系统的开发实例以PowerBuilder开发的“家庭理财信息系统”为例,来了解数据库应用程序开发的一般步骤:n需求分析n模块功能划分和功能概要实现n数据库设计与实现n利用PB进行功能实现n创建工作区n创建应用程序,并连接数据库n为每个功能模块设计窗口,窗口控件
22、,设置属性,编写事件处理脚本,调试各功能模块。n创建MDI窗口及其菜单,用菜单将各功能模块连接起来,调试。n发布应用程序1.5家庭理财管理信息系统的开发实例1.5.1需求分析“家庭理财信息系统”是一个适用于普通家庭理财的小型系统,主要完成家庭的帐户管理、日常收支记载,对日常收支记录的统计分析和查询功能。n帐户:家庭理财管理的基本单位n银行帐户n投资帐户n现金帐户n债务帐户n收支项目:大致上记录了收入和支出的原因1.5家庭理财管理信息系统的开发实例1.5.2功能模块概要设计功能模块可分为以下几个:n基本信息管理模块:包括帐户管理、收支项目管理、家庭成员管理等。能进行新增、删除、修改和检索基本信息
23、等操作。n收支管理模块:用于对帐户进行操作,包括收入、支出、转帐和收支记录调整等功能的实现。n收入:一定原因下的增加帐户的余额;n支出:一定原因下的减少帐户的余额;n转帐:将资金从一个帐户转到另一个帐户;n收支记录的调整:对于以上发生的帐户操作记录的发生额进行调整n查询与统计模块:主要完成一些统计报表的功能。1.5家庭理财管理信息系统的开发实例1.5.3数据库设计与实现 数据库的表结构设计可以通过ER图实现,下面是数据库的关系模型:nmember表(身份证号码,姓名,性别,生日,联系方式,工作单位,部门),记录家庭成员基本信息。nszxm表(项目编号,项目名称,类型,辅助说明信息),记录家庭的
24、常用收支项目。nzhh表(帐户编号,帐户名称,开户日期,开户金额,余额),用于记录家庭中所有的帐户信息。nszrec表(记录编号,发生日期,帐户,前期余额,收支类型,收支项目,发生金额,所剩余额,经手人,辅助说明信息),用于记录各个帐户上发生的所有业务。1.5.4程序实现第2章数据库应用系统环境介绍n本章要点:n后台数据库介绍n前台开发工具介绍2.1后台数据库介绍n2.1.1SQLServer概述nSQLServer是一个关系数据库管理系统nSQLServer2000的版本主要包括:n企业版n开发版n标准版n个人版n评估版2.1后台数据库介绍nSQL Server2000的主要组件的主要组件n
25、服务器组件nSQLServer引擎nSQLServer代理n分布式事务处理协调器nMicrosoft搜索服务n客户组件n服务管理器n企业管理器n查询分析器n命令行实用工具nSQL联机丛书2.1后台数据库介绍n2.1.2SQLServer支持的数据类型n 二进制数据二进制数据nBinary:固定长度的二进制数据类型;nVarbinary:变长的二进制数据类型,根据数据的实际长度进行存储,以节省存储空间;nImage:存储超过8KB的可变长度的二进制数据。n字符数据字符数据nChar:固定长度的字符数据类型;nVarchar:变长的字符数据类型,根据数据的实际长度进行存储,以节省存储空间;nTex
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