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数据库应用程序生命周期第3章本章主题•软件开发带来的问题导致了软件危机。•软件危机导致了结构化方向到称为信息系统生命周期的软件开发。•数据库系统开发生命周期和信息系统生命周期之间的关系。•数据库系统开发周期的主要阶段。•数据库系统开发生命周期每个阶段的相关活动。软件危机(SoftwareCrisis)•是计算机软件在它的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。•概括地说，主要包含两方面的问题：–如何开发软件，怎样满足对软件日益增长的需求；–如何维护数量不断膨胀的已有软件。软件危机•软件危机的原因与软件流程的整体复杂度以及软件工程这个领域的不成熟有关。•这些危机可用许多方式列出：–项目的进行超出预算。–项目的进行超出时间。–软件的品质低落。–软件常常不符合需求。–项目往往不能操纵和代码难以维护。解决软件危机的方法•软件开发的结构化方法，通常称为信息系统生命周期(InformationSystemsLifecycle,ISLC)或者是软件开发生命周期(SoftwareDevelopmentLifecycle,SDLC)。•基于构件的开发方法(Component-BasedDevelopment,CBD)——强调软件的可复用性。软件工程方法学•软件工程涵盖：–项目管理–分析–设计–程序的编写–测试–质量控制软件设计方法•重量级–能力成熟度模型(CapabilityMaturityMode,CMM)–统一软件开发过程(RationalUnifiedProcesses,RUP)•轻量级–极限编程(eXtremeProgramming,XP)–敏捷过程(AgileProcesses,AP)–面向方面的程序设计(AspectOrientedProgramming,AOP)信息系统生命周期•信息系统(InformationSystem)–收集、管理、控制和分发全公司数据或信息的资源。•生命周期阶段–数据库规划–系统定义–需求收集和分析–设计（包括数据库设计）–构造原型–实现–转换–测试–操作维护数据库规划(DatabasePlanning)•尽可能有效地实现数据库应用的各阶段的管理活动。•起点：–任务陈述：定义了数据库系统的主要目标。–任务目标：标识了数据库必须支持的特定任务。任务陈述•高质量的任务陈述用语简洁，紧扣要点。•要清晰明确、简练整洁，删去那些不必要的语句或细节。•不应有详细描述具体任务的语句。•任务陈述应该对数据库开发人员有意义，对数据库的最终用户有意义。•例：–新星人才代理公司的数据库的目的是为了维护日常产生的数据，提供相关信息，一方面支持我们提供给客户的签约服务，另一方面支持我们提供给演员的管理服务。任务目标•每一个任务目标代表一项任务，为数据库开发人员提供所需要的贯穿整个数据库设计过程的信息。•目的是帮助定义数据库中的各种结构，并且帮助把握数据库开发中的总体方向。•一份高质量的任务目标就是言简意赅的一句话。•例：–需要维护病人地址的详细信息。–需要记录车辆的维修信息。–需要确保在任何时候一个客户代表最多负责20个客户。–需要记录所有的销售情况。系统定义(SystemDefinition)•定义数据库应用程序的范围和边界，包括主要的用户视图。•在试图设计数据库系统之前，首先标明我们要研究的系统的范围和边界以及它和公司信息系统的其它部分的接口是很有必要的。用户视图(UserView)•从特定工作（如经理人或管理者）或者业务应用领域（如市场、职员或库存控制）的角度，定义的数据库应用的需求——用户要怎样使用数据。•数据库系统可以有一个或多个用户视图。•视图的作用：–标明用户视图是开发数据库应用程序的一个重要方面，它可以帮助确定当为新的应用程序开发需求时，数据库的主要用户都已经考虑到了。–在开发相对复杂的数据库应用程序时，用户视图对允许将需求分解为易处理的小片段也非常有帮助。用户视图需求的收集与分析•RequirementsCollectionandAnalysis•收集和分析数据库所支持的公司信息，并使用这些信息来标识新的数据库系统需求的过程。•为每个主要的用户视图收集信息：–对使用或产生的数据的描述——数据定义–如何使用和产生数据的详细情况——数据流图–新数据库系统的所有附加需求需求的收集与分析•一个重要的活动是确定怎样处理多用户视图的情况，有三个方法：–集中式方法(CentralizedApproach)•对于新数据库系统来说，需要将每个用户视图合并到一个需求列表中。在数据库设计阶段创建表示所有用户视图的数据模型。–视图集成方法(ViewIntegrationApproach)•每个用户视图的需求都被用来构建该用户视图的独立的数据模型，最终的数据模型是在数据库设计的后续步骤中通过合并得到的。–以上两种方法的集成集中式方法例视图集成方法•描述单个用户视图的数据模型称为局部逻辑数据模型。•局部逻辑数据模型合并成表达所有用户视图的全局逻辑数据模型。数据库设计(DatabaseDesign)•创建支持公司的任务陈述和任务目标的数据库系统的设计过程。•三个主要的阶段：–概念模型设计–逻辑模型设计–物理模型设计选择DBMS•选择合适的DBMS来支持数据库应用程序。应用程序设计(ApplicationDesign)•对用户界面的设计以及对使用并处理数据库的应用程序的设计的过程。•数据库和应用程序设计是可以并行的。•事务(Transaction)–由一个用户或应用程序执行的一个动作或一系列动作，它可以访问或改变数据库的内容。–目的是定义并存档数据库系统需要的事务的高层特性。构建原型(Prototyping)•构建数据库系统的工作模型。•目标：–标识一个工作良好的（或者一个不充分的）系统的特征。–建议功能的改善或者新功能的添加。–明确用户的需求。–评估特定系统设计的可行性。构建原型(续)•原型构建策略：–需求原型法•使用一个原型来确定提出的数据库系统的需求，一旦完成需求原型就被抛弃。–演化原型法•原型不被会抛弃而是得到进一步的开发，并最终成为工作的数据库系统。实现(Implementation)•数据库和应用程序设计的物理实现。–DDL创建数据库模式和文件。–DDL创建用户视图。–3GL或4GL语言编写应用程序及数据库事务。–DDL实现安全性和完整性控制。数据转换与加载•DataConversionandLoading•将现有的数据转换到新数据库中，并转换现有的应用程序在新数据库上运行。–只有在用新数据库系统替换原有的数据库系统时才需要。–多数的数据库管理系统都提供了相应的转换与加载工具。测试(Testing)•以寻找错误为目的而执行应用程序的过程。–测试计划与测试用例–测试的手段•单元测试——白盒•功能测试——黑盒•集成测试•性能测试•回归测试•自动化测试操作性维护•OperationalMaintenance•监视和维护数据库系统安装后的情况。•包括：–监视数据库系统的性能。–维护和升级数据库系统。本章小结•软件开发带来的问题导致了软件危机。•软件危机导致了结构化方向到称为信息系统生命周期的软件开发。•数据库系统开发生命周期和信息系统生命周期之间的关系。•数据库系统开发周期的主要阶段。•数据库系统开发生命周期每个阶段的相关活动。