软件开发中数据库设计理论的实践

姚万鹏

摘 要

在信息技术发展迅速的时代，数据库技术的应用也日益广泛。鉴于此，本文主要对数据库设计应遵循的原则、数据编程及实践情况等相关问题进行了分析，以期为同行提供参考或借鉴。

【关键词】软件开发 数据库设计 理论 实践

在数据管理活动中，数据库是最新的技术之一，具有冗余度最低、结构优化、方便补充及数据独立等优点，被认为是大多数信息系统开发的前提，故在很多领域中得到了广泛应用。

1 数据库设计的遵循原则

1.1 规范命名

不同的数据库产品，其命名也应各不相同。设计时，应使用大小写字母的标识方法，包括后台程序代码，且命名字符应不超过30个。

1.2 避免数据冗余

尽可能减少数据库中的冗余数据，且要避免出现重复字段，以免操作时造成数据不一致。

1.3 对数据库性能进行调整

在设计数据库时，设计人员通常会使用这两种方法：

1.3.1 物理设计数据库

主要是对内部物理结构进行调整，然后选择最优的存取路径，加快访问速度，进一步提高空间利用率。

1.3.2 逻辑设计数库

通过对数据库性能进作出调整，使连接运算进一步减少，有利于保持各个关系数量的合理水平，最终达到提高存取效率的效果。

1.4 禁用游标

除非是个别要求，否则一般情况需禁用游标。若使用游标集合大数据，程序极可能发生死机、等待的情况。若要使用游标，可考虑建立临时表，在表内输入需要的数据后再行游标处理，这可有效提升游标性能。

1.5 一致性与完整性

为了保证数据库中数据的一致性与完整性，可通过使用主键与外键、check达到这个目标。

2 数据库编程

标准SQL属于一种非过程化查询语言，功能丰富、操作统一、使用简单。以下主要对应用系统中嵌入式ODBC、SQL及PL/SQL编程的相关问题进行分析。

2.1 嵌入式SQL

在程序语言中嵌入SQL语句，即为嵌入式SQL。比如，Java、C及C++称为宿主语言，也称主语言。

2.2 存储过程

基本的SQL属于高度非过程化语言。PL/SQL程序以块为基本结构，块和块之间可相互嵌套，每个块能完成一个逻辑操作。PL/SQL具有过程化语句功能，可起到扩展SQL的作用。存储主要包括创建、执行与删除这几个环节。存储过程进行编译与优化后，可存储于数据库服务器，达到高效运行的效果，不但使客户机与服务器间的通信量下降，且有利于控制和维护。

2.3 ODBC编程

根据ODBC开发的应用系统，可分为用户应用程序、数据库驱动程序、驱动程序管理器及数据源这几个部分。该类应用系统，主要的工作流程为：

2.3.1 数据源的配置

对数据源的配置，常用方法有两种：

（1）使用数据源管理工具完成配置；

（2）利用ConfigDsn函数修改、删除或增加数据源。

2.3.2 对环境进行初始化处理

Driver Manager主要用于控制与配置环境属性，并未关联具体驱动程序。当应用程序调用连接函数，并连接某个数据源后，才可调用选择的驱动程序中的的SQLAlloc Handle，实现对环境句柄数据结构的真正分配。

2.3.3 建立连接

与数据源连接后，可实现对应用程序与连接句病的分配，并需要在已经设置好的用户名ID、数据源名称与口令中输入参数。

2.3.4 语句句柄的分配

在对SQL所有语句进行处理前，应用程序需先分配有1个语句句柄。在语句句柄中，必须包含真实的SQL语句、输出结果集等重要信息。在后期执行的函数中，要求语句句柄为必要性输入参数。

2.3.5 SQL语句的执行

应用程序对SQL语句的处理方式，主要有2种，分别是直接执行、预处理。如果SQL含参数，可对SQL Bind Parameter进行调用，并绑定至应用程序变量。

2.3.6 对结果集的处理

2.3.7 中止处理

3 实践要点分析

进行数据库设计。最终目的是为用户与操作系统营造高效的运行环境。数据库设计，从规范角度来说可分成6个阶段。

3.1 需求分析

这是数据库设计第一阶段，也是最重要阶段。进行数据库设计，首要工作是对用户需求有较精准的了解。在该阶段，需进行分析的需求主要包括这些，如信息需求、安全性与完整性需求、处理要求。这些需求反映的是用户基本需求，通过它们可获取到一些有用的数据信息，如数据定义、类型等。

3.2 概念结构的设计

该环节也是数据库设计的关键部分。其中，最重要的则是找出数据间的内在关联，并对用户需求进行归纳与总结，形成一个抽象的概念模型。在实践过程中，以视图集成设计、集中式模式设计这两种方法为主。前者主要是先分解一个单位，再对局部各个部分进行分解，最后建立起每个部分视图，在视图基础上集成。后者是以需求为基础，由一个统一机构或者操作人员设计出综合的全局模式，多适用于复杂程度较低的企事业单位软件产品的设计中。

3.3 逻辑结构设计

在该环节中，对外模式关系的设计十分重要。具体而言，主要包括三个方面的内容：

（1）数据具有逻辑独立性时，软件成品受逻辑模式的影响较小。

（2）可满足用户对不同数据的需求。因为大多数据库结构巨大，当发送用户需求时，可自动将用户不需要的模式屏蔽，仅呈现需要的模式。

（3）应融入保密功能。当用户获取数据时，不相关数据会被屏蔽，用户只能看到需要的数据。

3.4 物理设计

该环节的工作内容主要是调整数据库内的物理结构，并合理选择存储路径，多采用集簇、索引设计与分区设计的方式。

3.5 验证设计

在设计或建立每一个数据库时，往往需要进行反复验证。假如数据库内步骤或者数据被损坏或者出错，必须及时校正，并尽快恢复正常。

3.6 软件运行与维护

这是最后一个环节。当数据正式运行后，应经常对其进行调整与维护。

4 小结

由上述可知，软件开发的数据库设计是一项非常重要的工作，与整个系统后期的稳定运行密切相关。在进行数据库设计时，应遵循相关原则，并在对各种关系数据库进行有效处理，以提高数据库设计与应用的合理性。

参考文献

[1]贾荣秀，周杨.软件开发中数据库设计理论的思考[J].信息与电脑，2016（09）：119-120.