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
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。