第6章软件开发知识.ppt

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1、第第6 6章章 软件开发知识软件开发知识6.1 6.1 数据库原理及应用数据库原理及应用6.2 6.2 软件工程软件工程6.1 6.1 数据库原理及应用数据库原理及应用关系数据库关系数据库关系数据库语言关系数据库语言常用关系数据库管理系统常用关系数据库管理系统数据库应用系统开发工具数据库应用系统开发工具数据库设计数据库设计数据库的发展数据库的发展6.1.1 6.1.1 关系数据库关系数据库有关数据库的有关数据库的4 4个概念个概念数据（数据（Data）描述事物的符号记录描述事物的符号记录。6.1.1 6.1.1 关系数据库关系数据库有关数据库的有关数据库的4 4个概念个概念数据库（数据库（Da

2、taBase，简称，简称DB）长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库管理系统数据库管理系统(DataBase Management System,简称简称DBMS）位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。完成数据定义、数据操纵、数据库运行管理与维护功能。完成数据定义、数据操纵、数据库运行管理与维护功能。数据库系统（数据库系统（DataBase System，简称，简称DBS）以数据库为核心的，在数据库管理系统的支持下完成一定以数据库为核心的，在数据库管理系统的支持下完成一定的的数据存储和

3、管理功能的应用软件系统数据存储和管理功能的应用软件系统。6.1.1 6.1.1 关系数据库关系数据库数据管理技术的三个阶段数据管理技术的三个阶段人工管理阶段人工管理阶段/文件系统阶段文件系统阶段/数据库阶段。数据库阶段。数据库的主要特点数据库的主要特点数据冗余度小数据冗余度小重复数据少，节省存储空间并有利于保持数据的一致性。重复数据少，节省存储空间并有利于保持数据的一致性。数据共享度高数据共享度高多个应用程序共享使用同一个数据库。多个应用程序共享使用同一个数据库。数据独立性高数据独立性高物理独立性物理独立性/逻辑独立性。逻辑独立性。6.1.1 6.1.1 关系数据库关系数据库数据库管理系统分类

4、数据库管理系统分类层次数据库层次数据库/网状数据库。网状数据库。关系数据库关系数据库/对象对象-关系数据库。关系数据库。面向对象数据库。面向对象数据库。关系模式示例关系模式示例学生（学生（学号学号，姓名，年龄，系别），姓名，年龄，系别）课程（课程（课程号课程号，课程名，学时），课程名，学时）选课（选课（学号学号，课程号课程号，分数），分数）6.1.1 6.1.1 关系数据库关系数据库关系示例关系示例 学生学生（学号学号，姓名，姓名，年龄，年龄，系别）系别）0701 张三张三 18 计算机计算机 0702 李四李四 19 计算机计算机 0703 王五王五 19 化学化学 选课选课（学号学号，课程

5、号课程号，分数），分数）0701 C01 92 0701 C02 78 0702 C01 65 0703 C02 86 0703 C03 95 课程课程（课程号课程号，课程名，课程名，学时）学时）C01 计算机导论计算机导论 34 C02 高等数学高等数学 102 C03 大学英语大学英语 686.1.2 6.1.2 关系数据库语言关系数据库语言关系数据库语言的特点关系数据库语言的特点非过程化非过程化只要提出只要提出做什么做什么，而不必指明，而不必指明如何做如何做。功能一体化功能一体化数据定义与数据操纵格式统一。数据定义与数据操纵格式统一。一种语法两种使用方式。一种语法两种使用方式。人机交互方

6、式与嵌入主语言方式人机交互方式与嵌入主语言方式。面向集合操作面向集合操作语法简捷、易学易用语法简捷、易学易用6.1.2 6.1.2 关系数据库语言关系数据库语言应用示例应用示例对于上述学生选课关系，如果查询选修了对于上述学生选课关系，如果查询选修了计算机导论计算机导论课课程的学生的姓名，可以写出如下查询语句：程的学生的姓名，可以写出如下查询语句：SELECT 学生学生.姓名姓名 FROM 学生学生,选课选课,课程课程 WHERE 学生学生.学号学号=选课选课.学号学号 AND 选课选课.课程号课程号=课程课程.课程号课程号 AND 课程课程.课程名课程名=计算机导论计算机导论；6.1.3 6.

7、1.3 常用关系数据库管理系统常用关系数据库管理系统小型数据库管理系统小型数据库管理系统MySQLAccess大型数据库管理系统大型数据库管理系统OracleMS SQL ServerDB26.1.3 6.1.3 常用关系数据库管理系统常用关系数据库管理系统大型数据库管理系统的特点大型数据库管理系统的特点基于网络环境基于网络环境的数据库管理系统。的数据库管理系统。支持大规模的应用支持大规模的应用。自动锁功能使得并发用户可以安全而高效地访问数据。自动锁功能使得并发用户可以安全而高效地访问数据。可以保证系统的可以保证系统的高度安全性高度安全性。提供方便而灵活的数据备份和恢复方法及设备镜像功能。提供

8、方便而灵活的数据备份和恢复方法及设备镜像功能。提供多种维护数据完整性的手段。提供多种维护数据完整性的手段。提供了方便易用的分布式处理功能。提供了方便易用的分布式处理功能。6.1.4 6.1.4 数据库系统开发工具数据库系统开发工具自带开发工具自带开发工具专用开发工具专用开发工具PowerBuilderDelphiVisual BasicVisual C+6.1.5 6.1.5 数据库设计数据库设计需求分析需求分析对组织的对组织的工作现状工作现状和和用户需求用户需求进行调查分析。进行调查分析。明确用户的明确用户的信息需求信息需求和和系统功能系统功能。提出拟建系统的提出拟建系统的逻辑方案逻辑方案。

9、6.1.5 6.1.5 数据库设计数据库设计概念结构设计概念结构设计将需求分析阶段得到的用户需求抽象为反映现实将需求分析阶段得到的用户需求抽象为反映现实世界信息需求的世界信息需求的数据库概念结构数据库概念结构（E-R图）。图）。设计局部设计局部E-R图。图。集成局部集成局部E-R图为全局图为全局E-R图。图。优化全局优化全局E-R图。图。6.1.5 6.1.5 数据库设计数据库设计逻辑结构设计逻辑结构设计把概念结构设计阶段的把概念结构设计阶段的E-R图转换成与具体的图转换成与具体的DBMS产品所支持的数据模型相一致的逻辑结构。产品所支持的数据模型相一致的逻辑结构。将将E-RE-R图转换为关系模

10、型图转换为关系模型。对关系模型进行优化。对关系模型进行优化。6.1.5 6.1.5 数据库设计数据库设计物理结构设计物理结构设计确定数据库在实际的物理设备上的存储结构和存确定数据库在实际的物理设备上的存储结构和存取方法。取方法。确定数据的存储安排确定数据的存储安排。存取路径的选择与调整。存取路径的选择与调整。确定系统配置。确定系统配置。6.1.5 6.1.5 数据库设计数据库设计数据库实施数据库实施根据逻辑设计和物理设计的结果，在选用的根据逻辑设计和物理设计的结果，在选用的DBMS上建立起数据库上建立起数据库建立数据库结构建立数据库结构。载入实验数据并测试应用程序。载入实验数据并测试应用程序。

11、载入全部实际数据并试运行应用程序。载入全部实际数据并试运行应用程序。6.1.5 6.1.5 数据库设计数据库设计数据库的运行和维护数据库的运行和维护数据库的转储和恢复。数据库的转储和恢复。数据库的安全性完整性控制。数据库的安全性完整性控制。数据库性能的监督和分析。数据库性能的监督和分析。数据库的重组织与重构造。数据库的重组织与重构造。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展分布式数据库分布式数据库由一组数据组成，这组数据分布在计算机网络的不同计由一组数据组成，这组数据分布在计算机网络的不同计算机上，网络中的每个结点具有独立处理的能力，可以算机上，网络中的每个结点具有独立处理的能力，可以

12、执行执行局部应用局部应用。同时，每个结点也能通过网络通信子系。同时，每个结点也能通过网络通信子系统执行统执行全局应用全局应用。本地数据库管理系统。本地数据库管理系统。全局数据库管理系统。全局数据库管理系统。全局数据字典。全局数据字典。通信管理。通信管理。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展XMLXML数据库数据库 可扩展标记语言可扩展标记语言(eXtensible Markup Language)的简称，的简称，正在逐步成为新一代正在逐步成为新一代Web数据描述和数据交换的标准。数据描述和数据交换的标准。与与HTML的主要区别的主要区别内容与形式的分离。内容与形式的分离。良好的可扩

13、展性。良好的可扩展性。良好的跨平台移植性。良好的跨平台移植性。良好的自描述性。良好的自描述性。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展数据仓库数据仓库面向主题的、集成的、时变的、非易失的数据集面向主题的、集成的、时变的、非易失的数据集合，合，支持管理部门的决策过程支持管理部门的决策过程。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展数据挖掘数据挖掘 是从存放在数据库、数据仓库或其他信息库中的是从存放在数据库、数据仓库或其他信息库中的大量数据中大量数据中发现有用知识发现有用知识的过程。的过程。主要功能主要功能概念描述概念描述/关联分析关联分析/分类分类/聚类。聚类。孤立点分析孤立点分析

14、/演变分析。演变分析。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展大数据大数据 规模大到目前的软件工具难以有效收集、存储、管规模大到目前的软件工具难以有效收集、存储、管理和分析的数据。理和分析的数据。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展大数据大数据 的特点的特点数据量大数据量大：一般都在太字节（：一般都在太字节（TB）以上。）以上。类型多样类型多样：包括数值、文本、图像、视频、音频等各种类型的结构：包括数值、文本、图像、视频、音频等各种类型的结构化和非结构化数据。化和非结构化数据。处理速度快处理速度快：对大数据的分析处理速度要快，分析结果要能及时用：对大数据的分析处理速度要快，

15、分析结果要能及时用于支持决策。于支持决策。价值大价值大：原始数据价值密度低，但经分析处理后能够带来巨大的经：原始数据价值密度低，但经分析处理后能够带来巨大的经济社会价值。济社会价值。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展大数据示例大数据示例美国华盛顿大学计算机专家奥伦美国华盛顿大学计算机专家奥伦埃齐奥尼开发了一个机埃齐奥尼开发了一个机票价格预测系统票价格预测系统Farecast，基于对以往机票实际价格的分，基于对以往机票实际价格的分析来预测未来机票的价格，帮助人们在合适的时间以最析来预测未来机票的价格，帮助人们在合适的时间以最低的价格购买机票。低的价格购买机票。到到2012 年为止，

16、年为止，Farecast系统用了将近系统用了将近10万亿条价格记万亿条价格记录来帮助预测美国国内航班的票价。录来帮助预测美国国内航班的票价。Farecast票价预测的票价预测的准确度已经高达准确度已经高达75，使用，使用Farecast 票价预测工具购买票价预测工具购买机票的旅客，平均每张机票可节省机票的旅客，平均每张机票可节省50 美元。美元。6.1.6 6.1.6 数据库的发展数据库的发展大数据示例大数据示例美国华盛顿大学计算机专家奥伦美国华盛顿大学计算机专家奥伦埃齐奥尼开发了一个机埃齐奥尼开发了一个机票价格预测系统票价格预测系统Farecast，基于对以往机票实际价格的分，基于对以往机票实际价格的分析来预测未来机票的价格，帮助人们在合适的时间以最析来预测未来机票的价格，帮助人们在合适的时间以最低的价格购买机票。低的价格购买机票。到到2012 年为止，年为止，Farecast系统用了将近系统用了将近1010万亿条价格记万亿条价格记录录来帮助预测美国国内航班的票价。来帮助预测美国国内航班的票价。Farecast票价预测的票价预测的准确度已经高达准确度已经高达75，使用，使用Farec