第1章數據庫系統工程數據庫系統設計與開發(fā)數據庫系統工程數據庫系統數據庫系統開發(fā)步驟常用的數據庫管理系統數據庫管理系統選型數據庫系統數據庫系統組成：數據庫（Database，DB）硬件：高性能服務器、大容量存貯設備、高速網絡軟件：OS、DBMS、Application人員：DBA、Programmer、Boss、Staff數據庫系統開發(fā)步驟數據庫系統工程的內容作為系統核心的數據庫設計與實現相應的應用軟件設計與實現數據庫系統的開發(fā)步驟規(guī)劃階段分析階段設計階段：概述設計、邏輯設計、物理設計實現階段測試階段運維階段信創(chuàng)產業(yè)，即信息技術應用創(chuàng)新產業(yè)，是指在信息技術領域內，通過自主研發(fā)和創(chuàng)新，實現技術自主可控，保障國家信息安全的產業(yè)。信創(chuàng)產業(yè)的核心是建立自主可控的信息技術底層架構和標準，特別是在芯片、傳感器、基礎軟件、應用軟件等領域實現國產替代。常用的數據庫管理系統信創(chuàng)產業(yè)的核心組成部分基礎硬件：CPU、芯片、服務器、交換機、路由器等基礎軟件：操作系統、數據庫、中間件、云平臺等應用軟件：辦公軟件、通用軟件、行業(yè)軟件等信息安全?：邊界安全產品（防火墻）、終端安全產品（殺毒軟件）等，確保信息不被非法獲取和利用。常用的數據庫管理系統常用的數據庫管理系統國外廠商仍然占據中國數據庫市場份額超過50%，僅Oracle、IBM和微軟三家廠商占據市場份額超40%，其中Oracle占據了關系型數據庫市場近30%的份額。常用的數據庫管理系統2022年國資委發(fā)布文件，明確指出截止到2027年，“2+8+N”黨政與八大行業(yè)要實現數據庫的100%國產替代。如今2024年接近尾聲，國產數據庫的替代進程備受矚目。國資委79號文件中的“2+8+N”，“2”是指黨政，是信創(chuàng)產業(yè)發(fā)展的首要領域，“8”是金融、電力、電信、石油、交通、教育、醫(yī)療、航空航天等關于國計民生的八大行業(yè)，也是信創(chuàng)產業(yè)發(fā)展的重點行業(yè)，“N”是指包括消費市場和各種企業(yè)級市場，是信創(chuàng)產業(yè)未來發(fā)展的潛在市場和增長點。目前黨政領域的數據庫國產替代率高達80%，已經基本處于替換的尾聲階段。國產數據庫替代在黨政領域成功試水后，開始逐步向八大行業(yè)穩(wěn)步滲透。常用的數據庫管理系統常用的數據庫管理系統墨天輪：/dbRank常用的數據庫管理系統SQLServer公司：Microsoft公司平臺：Windows系列最新版本：SQLServer2025適用范圍：中小型企業(yè)MySQL公司：

MySQLAB公司開發(fā)，Oracle公司收購平臺：Windows系列、Linux最新版本：

MySQL9.2.0適用范圍：中小型企業(yè)常用的數據庫管理系統Oracle公司：

Oracle公司平臺：Windows系列、Linux、

UNIX最新版本：

Oracle23ai適用范圍：大中型企業(yè)DB2公司：

IBM公司平臺：Linux、

UNIX最新版本：

DB212.1.1適用范圍：大中型企業(yè)常用的數據庫管理系統

PolarDB公司：阿里云平臺：云環(huán)境主流、最新版本：PolarDB-XV2.4.x適用范圍：大中型企、事業(yè)應用

OceanBase公司：阿里集團、螞蟻金服、北京奧星貝斯科技有限公司平臺：Linux、

Windows主流、最新版本：

OceanBase3.x、OceanBase4.x適用范圍：大中型企、事業(yè)應用常用的數據庫管理系統openGauss公司：

華為平臺：歐拉、Linux最新版本：

openGauss6.0.x適用范圍：大中型企業(yè)

KingbaseES公司：北京人大金倉信息技術有限公司平臺：Linux、

Windows最新版本：

KingbaseESV9適用范圍：大中型企業(yè)常用的數據庫管理系統TiDB公司：

北京平凱星辰科技發(fā)展有限公司(PingCAP)平臺：Windows系列、Linux、

UNIX最新版本：

TiDB8.5.1適用范圍：大中型企業(yè)達夢數據庫（DM）公司：

武漢達夢數據庫股份有限公司平臺：Windows系列、Linux、

UNIX最新版本：

DM8適用范圍：大中型企業(yè)數據庫管理系統選型性能哪一個是性能最好、處理最快、可擴展性最好的呢？適合自己項目的就是最好的!平臺大型的商業(yè)應用數據庫服務器，通常會選擇更加安全、穩(wěn)定的UNIX、Linux操作系統作為系統平臺。因此，許多商業(yè)應用會排斥掉SQLServer。數據庫管理系統選型價格價格不僅僅是指數據庫產品的購買價格，產品系統的維護、額外工具以及技術支持等費用。沒有免費的午餐、服務會越來越重要！可用資源考慮現有的服務器是否能夠滿足新系統的需求？現有的維護人員是否能夠滿足新系統的需求？不能一味追求高性能而造成資源浪費。數據庫管理系統選型建設方案一般的小型Web網站應用，使用免費的MySQL是一個不錯的選擇數據處理稍大，但也不是海量數據，對數據庫的可靠性和穩(wěn)定性要求不是很高，可以考慮選擇SQLServer高端的企業(yè)應用，并發(fā)數據量大，同時對于數據庫的可靠性、安全性和可擴展性有很高的要求，Oracle是一個不錯的選擇。面向事業(yè)單位、國企，我們堅決選擇國產數據庫-openGauss。

第2章需求分析數據庫系統設計與開發(fā)需求分析需求分析任務PowerDesigner需求建模需求分析任務設計系統的功能模型-用例圖參與者：與用例存在交互關系的系統外部實體，主要包括軟件的使用者、與軟件有數據傳遞的外部設備、與擬開發(fā)軟件有信息交互的其他軟件系統(如支付寶)；用例：一個相對獨立的軟件功能模塊；關系：參與者與用例間存在關聯關系，表示參與者與用例之間存在信息交互；參與者相互之間可能存在泛化的關系，表示參與者之間存在繼承關系；用例相互之間可能存在依賴關系，表示一個用例可能要使用到另外一個用例的功能。需求分析任務設計業(yè)務處理模型-業(yè)務流程圖起/止點（Start/End）：表示處理過程的入口/結束點。處理過程（Process）/任務（Task）：為了達到某個目標而執(zhí)行的動作。每個處理過程至少有一個輸入流和一個輸出流。組織單元（OrganizationUnit）：與處理過程相關的組織或個體，可以是一個系統、一個服務器、一個組織或一個用戶等。流程（Flow）：描述處理過程中各步驟的順序和關系，具有多種屬性，如名稱、代碼、注釋、起始對象、終止對象等。需求分析任務繪制數據流圖加工或處理：指對數據加工或處理的應用軟件模塊，表示的是數據應用功能。數據流：表示某加工處理過程的輸入或輸出數據，組成該數據流的是一個復合數據結構或數據項。數據存儲（文件）：數據存儲處理過程中要存儲的數據，數據可以以文件或者數據庫表的形式存儲。外部實體：指數據庫系統中的操作人員、外部電子設備及其他外部軟件模塊。PowerDesignerSybase公司的PowerDesigner是一個集所有現代建模技術于一身的完整工具，它集成了強有力的業(yè)務建模技術、傳統的數據庫分析和設計技術以及UML對象建模技術。可以制作數據流程圖、概念數據模型、邏輯數據模型及物理數據模型PowerDesigner支持所有主流開發(fā)平臺，支持超過數十種（版本）關系數據庫管理系統，包括最新的Oracle、DB2、SQLServer、Sybase、MySQL等PowerDesignerPowerDesignerVersion16.5的10種模型。企業(yè)架構模型（EnterpriseArchitectureModel，EAM）需求模型（RequirementsModel，RQM）信息流模型（InformationLiquidityModel，ILM）業(yè)務過程模型（BusinessProcessModel，BPM）概念數據模型（ConceptualDataModel，CDM）邏輯數據模型（LogicalDataModel，LDM）物理數據模型（PhysicalDataModel，PDM）面向對象模型（ObjectOrientedModel，OOM）XML模型（XMLModel，XSM)數據移動模型（DataMovementModel，DMM）PowerDesigner核心模型業(yè)務過程模型（BPM）:從業(yè)務人員的角度對業(yè)務邏輯和規(guī)則進行詳細描述，并使用流程圖表示從一個或多個起點到終點間的處理過程、流程、消息和協作協議。概念數據模型（CDM）:主要在數據庫設計階段使用，按用戶的觀點來對數據和信息進行建模，利用實體聯系圖(E-R圖)來實現。它描述系統中的各個實體以及實體之間的聯系，是系統特性的靜態(tài)描述。物理數據模型（PDM）:提供了系統初始設計所需的基礎元素，以及相關元素之間的關系，但在數據庫的物理設計階段必須在此基礎上進行詳細的后臺設計，包括數據存儲過程、觸發(fā)器、視圖和索引等。PowerDesignerBPM、CDM、PDM之間的聯系。PowerDesigner核心模型BPM包括以下幾種流圖處理層次視圖（ProcessHierarchyDiagram）：以層次化的方式來識別系統的功能。業(yè)務過程視圖（BusinessProcessDiagram）：用于分析一個/組流程的具體實現機制。編排視圖（ChoreographyDiagram）：參與者之間業(yè)務合同（信息交換）的圖形視圖。會話視圖（ConversationDiagram）：表達參與者之間消息交換的邏輯關系的圖形視圖。數據庫系統設計選擇：業(yè)務過程視圖（BusinessProcessDiagram）需求建模實訓案例-高校教材管理系統系統目標：實現高校教材選用、審核、訂購、發(fā)行等工作環(huán)節(jié)的信息化管理，通過信息化手段規(guī)范業(yè)務流程，提升工作效率。主要涉眾：教務員、書商、課程負責人、專業(yè)負責人、學生及圖書代辦站。業(yè)務愿景：教務員通過平臺設置專業(yè)、專業(yè)負責人、課程、課程負責人、學生、培養(yǎng)方案等基礎信息；書商通過平臺發(fā)布新出版的教材書目，推薦給課程負責人選用；課程負責人通過平臺選擇課程擬用的教材；實訓案例-高校教材管理系統專業(yè)負責人對課程負責人選定的教材進行初步審核；學生通過平臺選購課程學習所需教材，并在線完成訂購支付；圖書代辦站通過平臺獲取教材訂購清單，組織教材的統一采購，并負責教材的逐級發(fā)放。需求建模需求建模-業(yè)務處理模型運行PowerDesigner選擇【File->NewModel…】菜單，創(chuàng)建新模型。需求建模-業(yè)務處理模型選擇新創(chuàng)建模型類型點擊模型類別【Modeltypes】，選擇業(yè)務過程模型【BusinessProcessModel】中的業(yè)務過程視圖【BusinessProcessDiagram】，輸入模型名稱【Modelname】，在過程語言【Processlanguage】下拉框中選擇數據流圖【BPMN2】，最后點擊【OK】按鈕進入模型設計主界面。需求建模-業(yè)務處理模型窗體說明模型設計窗口從左到右分別是對象瀏覽框（ObjectBrowser)、模型視圖框、工具框（Toolbox）。工具框又包括標準（Standard）、BPMN2.0、業(yè)務處理視圖（BusinessProcessDiagram）等工具組，基于BPMN2.0的業(yè)務處理模型主要使用BPMN2.0工具組中的工具。需求建模-業(yè)務處理模型工具說明-BPMN的四大類元素：流對象（FlowObjects）活動（Activity）：流程中的任務/步驟;事件（Event）：流程中發(fā)生的事情;網關（Gateway）：用于控制流程的分支、合并、并行和條件判斷;連接對象（ConnectingObjects）：順序流（SequenceFlow）：用于顯示流程中活動的發(fā)生順序;消息流（MessageFlow）：用于顯示兩個獨立池實體間的通信;關聯（Association）：用于顯示信息和流對象之間的關系;需求建模-業(yè)務處理模型工具說明-BPMN的四大類元素：泳道（Swimlanes）：池（Pool）:表示一個獨立的參與者（如部門、系統）;道（Lane）:池內的子分區(qū),表示池內的不同角色或職責;工件（Artifacts）：數據對象（DataObject）:表示流程中使用的數據或文檔;組（Group）:用于將相關的活動分組，便于理解;注釋（Annotation）:為流程圖中的元素添加說明或注釋;需求建模-業(yè)務處理模型主干業(yè)務設計通過拖拽工具組中的工具，將主干業(yè)務處理模型中所有的對象全部拖拽生成，然后調整所有對象的位置，讓模型視圖整齊些。需求建模-業(yè)務處理模型屬性設計雙擊模型中任何對象可以彈出對象屬性窗體，在屬性窗體中主要設置對象的名稱、代碼等屬性值。需求建模-業(yè)務處理模型格式設計點擊主菜單Symbol下面的“Format…”子菜單彈出符號格式設置窗體，在格式窗體中可以設置對象符號的大小、條線、填充、陰影、字體等樣式。需求建模-業(yè)務處理模型更改對象符號圖片鼠標右擊對象，在彈出的快捷菜單中選擇ChangeImage…可以更改對象符號圖片，首先選擇左邊的圖片類別，然后從右邊圖片列表中選擇一個合適的圖片作為符號圖片。需求建模-業(yè)務處理模型最終模型通過對象屬性設置、格式設置及對象符號圖片設計，最終的主干業(yè)務處理模型如右圖所示。需求建模-功能模型選擇新創(chuàng)建模型類型點擊模型類別【Modeltypes】，選擇面向對象模型【Object-OrientedModel】下面的用例視圖【UseCaseDiagram，輸入模型名稱【Modelname】，在過程語言【Objectlanguage】下拉框中選擇數據流圖【Java】，最后點擊【OK】按鈕進入模型設計主界面。需求建模-功能模型工具說明用例設計工具組中的工具主要包括參與者、用例、泛化關系、關聯關系及依賴關系等工具。其中，關聯關系通常表示參與者與用例之間存在信息交互；泛化關系表示參與者之間存在繼承關系；依賴關系表示一個用例可能要使用到另外一個用例的功能。需求建模-功能用例模型最終模型首先繪制項目的參與者，參與者主要包括書商、課程負責人、專業(yè)負責人、學生、代辦站及教務員；然后繪制項目的用例，主要用例包括教材推薦、教材選用、教材審核、教材訂購、教材代辦及系統管理，另外還有一個登錄用例；最后，按照參與者的業(yè)務范圍與責任繪制參與者與用例之前的關聯關系，最終的主干業(yè)務處理模型如右圖所示。運行PowerDesigner選擇【File->NewModel…】菜單，創(chuàng)建新模型。需求建模-數據流圖選擇新創(chuàng)建模型類型點擊模型類別【Modeltypes】，選擇業(yè)務過程模型【BusinessProcessModel】中的業(yè)務過程視圖【BusinessProcessDiagram】，輸入模型名稱【Modelname】，在過程語言【Processlanguage】下拉框中選擇數據流圖【DataFlowDiagram】，最后點擊【OK】按鈕進入模型設計主界