数据库开发与设计PPT课件

1、数据库开发与设计,经济管理系信管专业教研室 Email：xiongzhuang500,.,2,课程介绍,课程45学时，15学时理论讲授，30学时上机项目开发实践 理论授课以项目案例讲解为主，包括： 数据库设计（应用程序）开发的过程 数据库访问技术 案例：通讯录管理系统（Java+SQL Server）,.,3,课程用书,参考书目： Java项目开发案例全程实录(第2版)作者：李钟尉等编著，出版社：清华大学出版社 明日科技等主编，实战突击：Java项目开发案例整合，电子工业出版社 苏年乐等主编，Java+SQL Sever项目开发实践，中国铁道出版社,.,4,课程考核方式,考查课 考核部分： 平

2、时成绩（30%） 期末成绩：综合实验（70%） 团队项目开发 每6人为小组的开发团队 团队设计开发一个小型软件项目 项目开发案例报告 结合案例报告，对项目进行验收,.,5,一、数据库系统设计过程,数据库系统设计是在现成的DBMS上建立数据库应用系统的过程。其特点是：数据量大、保存时间长，数据关联复杂，用户要求多样化。 从系统开发角度来看，数据库系统具有结构特性和行为特性两个方面。 结构特性设计（数据库设计） 1）是与数据模型所反映的实体及实体之间的联系的静态模型的设计。 2）设计各级数据库模式，决定数据库系统的信息内容。 行为特性设计（数据库应用软件的开发） 1）与数据库状态转换有关，是改变实

3、体特性的操作。 2）决定数据库系统的功能，是事务处理等应用程序的设计。,.,6,一、数据库系统设计过程,第一步：规划与需求分析,第二步：系统设计,第三步：逻辑设计,第四步：应用程序开发 （系统前台设计）,第五步：系统打包发布与数据库实施维护,.,7,第一步 规划与需求分析,规划与需求分析阶段主要包括以下任务： 可行性分析 需求分析 编写项目计划书,.,8,可行性分析,可行性分析 应从经济方面、技术方面、系统运行方面(管理体制、人员的适应性及法律法规)进行分析和评价。 可行性研究报告的内容包括： 系统开发背景 对现有系统的分析 系统目标 技术风险评价 经济效益分析 结论,.,9,需求分析,通过检

4、查文档资料、面谈、问卷调查、观察业务流程等方法，分析： 系统用户对象的类型和特点 系统的运行环境 用户的业务流程 系统涉及的信息数据 系统的功能设计 .,.,10,编写项目计划书,项目计划书： 把对于在项目开发过程中各项工作的负责人员、 开发进度、所需经费预算、所需软硬件条件等问题作出的安排记载下来。以便根据本计划开展和检查本项目的开发工作。 项目计划书、可行性分析报告和需求分析可参考GB-T_8567-1988 计算机软件产品开发文件编制指南,.,11,一、数据库系统设计过程,第一步：规划与需求分析,第二步：系统设计,第三步：逻辑设计,第四步：应用程序开发 （系统前台设计）,第五步：系统打包

5、发布与数据库实施维护,.,12,第二步 系统设计,1. 确定系统功能，划分功能模块，画出系统的功能模块图,.,13,第二步 系统设计,2. 画出详细的系统业务流程图，其目的是确定系统数据库中的有关的实体。,.,14,.,15,第二步 系统设计,3. 规划出系统中使用的数据库实体后，构建系统开发环境 操作系统：Windows XP 数据库：SQL Server 2000/2005 Java开发包：JDK 6.0 开发工具：Eclipse,.,16,第二步 系统设计,4. 确定各个实体中包含的属性，画出各个实体对象的E-R图,.,17,一、数据库系统设计过程,第一步：规划与需求分析,第二步：系统设

6、计,第三步：逻辑设计,第四步：应用程序开发 （系统前台设计）,第五步：系统打包发布与数据库实施维护,.,18,第三步 逻辑设计,针对数据库，根据设计好的E-R图在数据库中创建数据表，设计各个数据表的结构。,.,19,第三步 逻辑设计,实体变成数据表，从而形成完整的数据结构，数据库模型可通过PowerDesigner数据库设计软件进行建立。 在实际中数据库也有自己的设计工具，比较常用的就是Sybase的PowerDesigner开发工具，此工具可以方便的做各种设计。启动之后，可以使用此工具，进行数据库的建模设计。,.,20,第三步 逻辑设计,.,21,PowerDesigner软件的使用,操作步

7、骤： 1、File new model 选择数据库类型（MS sql server） 选择物理数据模型（Physical Data Model）,.,22,PowerDesigner软件的使用,操作步骤： 2、创建表（Table）,.,23,PowerDesigner软件的使用,操作步骤： 3、数据表之间的关系建立 学生信息表和班级信息表中存在着关系，为了维护主一外键的关系，可以直接在此工具中进行拖拽（Reference）的操作。,.,24,PowerDesigner软件的使用,操作步骤： 4、创建数据库脚本 得到关系之后，就可以通过PowerDesigner工具进行数据库脚本的创建了 这是P

8、D软件在数据库设计上的最大好处：自动生成数据库脚本文件 菜单 Database Generate Database（Ctrl+G） 5、生成数据库测试数据 Database Generate Test data,.,25,PowerDesigner软件的使用,PD软件也可以从数据库中导出数据表的结构。要完成此项操作，需要配置系统中的ODBC数据源 ODBC：控制面板管理工具数据源（ODBC）,.,26,PowerDesigner软件的使用,ODBC 系统DSN 添加数据源 连接操作： File Reverse Engineer Database,.,27,一、数据库系统设计过程,第一步：规划与

9、需求分析,第二步：系统设计,第三步：逻辑设计,第四步：应用程序开发 （系统前台设计）,第五步：系统打包发布与数据库实施维护,.,28,第四步 系统前台开发,前台开发也就是数据库应用程序开发，包括了应用程序的设计、编码、调试和试运行过程。 应用程序开发的主要工作： 应用程序编写 组织数据入库 应用程序的调试与试运行 应用程序编译语言的选择 C、Java 本课程以Java语言讲解,.,29,第五步 数据库系统维护,运行维护阶段的任务包括： 维护数据库的安全性和完整性：检查系统安全性是否受到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与后备，发生故障及时恢复。 监测并改善数据库性能：对数据库的存储空间状况

10、及响应时间进行分析评价，结合用户反应确定改进措施。 必要时对数据库进行重新组织和重新构造。 根据用户要求对数据库现有功能进行扩充。 数据库运行和维护的工作就是DBA的工作。,.,30,二、数据库访问技术（JDBC） ,数据库的开发仅仅是整个软件开发的一部分（后台部分），而我们看到的界面是PD、SQLserver所不能做到的，这就要求引入编程开发软件开发系统的前台，这就出现了数据库前后台的连接问题。 以Java语言为例，进行JDBC讲解： 认识JDBC JDBC的操作类型 连接数据库 JDBC的CRUD操作,.,31,二、数据库访问技术（JDBC）,现在我们在进行软件系统项目开发时，较多是围绕着

11、数据库进行的。因此，编程语言一定要与数据库有互操作才有存在意义。而Java就在自身内部封装了数据库访问技术JDBC。 JDBC中所有的操作代码都是固定的，要熟练掌握代码编写。,.,32,2.1 认识JDBC,JDBC(Java Data Base Connectivity) ：Java数据库连接技术，可以将它理解为一种数据库存取的综合技术。 JDBC属于Java中的一种服务，主要是规定出了JDBC访问的标准形式。 JDBC内嵌于Java 中， 提供存取关系数据库的标准库。其主要由两部分组成： JDBC API JDBC 驱动程序接口,.,33,2.1 认识JDBC,JDBC API java.

12、sql.Drivermanager：此类取得Connection的接口对象 java.sql.Connection:表示一个数据库的连接 java.sql.Statement：表示数据库的一个操作 java.sql.PreparedStatement ：是Statement的子接口，可以高效地完成数据库操作 java.sql.ResultSet：保存所有的返回数据 JDBC驱动程序接口 JDBC驱动程序API是面向驱动程序开发人员的编程接口，不同的数据库，驱动程序不相同，但是每个驱动程序都要提供java.sql.Connection等这些接口的实现方法。,.,34,2.2 JDBC的操作类型,

13、使用JDBC技术实现对数据库的连接和访问，按照操作类型的不同，主要有三种使用情况： JDBC-ODBC桥连接 JDBC连接 JDBC网络连接,.,35,2.2 JDBC的操作类型,JDBC-ODBC桥连接 此种方式利用微软公司定义的ODBC(开放数据库连接)对数据库访问的通用接口来访问操作数据库。SUN充分考虑到ODBC的技术，以此种方式继续使用ODBC技术。 操作方式：程序JDBC ODBC 数据库 为了使用这种方式连接和访问数据库，需在Windows系统中创建与数据库对应的数据源。 特点：由于此操作形式中要经过ODBC，其连接性能受到影响，一般不采用。,.,36,2.2 JDBC的操作类型

14、,JDBC连接方式 由各个数据库生产商根据各自产品数据库进行驱动开发。 操作方式：程序JDBC 数据库 特点：由于程序直接通过JDBC连接数据库，因此在连接性能上效率较高。,.,37,2.2 JDBC的操作类型,JDBC网络连接方式 在开发中，不可能每个主机上都有一个数据库服务，必须连接到同一的数据库服务器，因此就必须使用JDBC的网络连接方式。 这种连接方式的驱动程序也是由数据库生成厂商提供 以上可以看到，使用JDBC进行数据库连接，其关键在于必须提供一个数据库驱动程序。各个数据库都有各自的JDBC驱动程序。 如对SQL Server 2000，可下载“SQL Server 2000 Dri

15、ver for JDBC”。按照系统说明书的要求，将驱动程序路径设置到classpath中，或者是Eclipse/MyEclipse的Build Path中,.,38,2.2 JDBC的操作类型,1、设置classpath lib 这个目录里有三个jar文件:msbase.jar，mssqlserver.jar，msutil.jar，一定要记得把这三个文件copy到你所安装的jdk下的jre目录的ext目录下。 设置classpath，在路径值中加入 C:Program FilesMicrosoft SQL Server 2000 Driver for JDBClibmsbase.jar; C

16、:Program FilesMicrosoft SQL Server 2000 Driver for JDBClibmssqlserver.jar; C:Program FilesMicrosoft SQL Server 2000 Driver for JDBClibmsutil.jar,.,39,2.2 JDBC的操作类型,2、Eclipse/MyEclipse,.,40,Eclipse,/downloads/,.,41,2.3 连接数据库（）,如果要进行连接数据库操作之前，要准备一下几个信息： 数据库的驱动程序：就是驱动程序配置包中“包.类” sq

17、lServer ：com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver 数据库的连接地址：不同的数据库有不同的连接地址 sqlServer ： jdbc:microsoft:sqlserver:/localhost:1433;DatabaseName=dbName ; 数据库的用户名：sa 数据库的密码：123,IP地址,数据库名称,端口号,.,42,常见JDBC驱动程序和URL,JDBCODBC桥： Driversun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver URLjdbc:odbc:数据源名 oracle Driveroracle.jdbc.d

18、river.OracleDriver URLjdbc:oracle:thin:主机名:1521:数据库名 SQLServer Drivercom.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver URLjdbc:microsoft:sqlserver:/主机名:1433;DatabaseName=数据库名 MySql Drivercom.mysql.jdbc.Driver URLjdbc:mysql:/主机名:3306/数据库名 DB2 Drivercom.ibm.db2.jdbc.app.DB2Driver URLjdbc:db2:/主机名:50002/数据库

19、名,.,43,2.3 连接数据库（）,在相关信息准备好以后，可以按以下步骤进行数据库的连接： 加载类的驱动程序； 通过DriverManager类取得一个Connection接口的对象，表示取得连接； 进行若干数据表的操作； 关闭数据库（属于资源操作，操作之后必须关闭）。,.,44,2.3 连接数据库（）-连接范例,import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; public class JDBCdemo public static final String DBdriver = com.microsoft.jdbc.sql

20、server.SQLServerDriver; public static final String DBurl = jdbc:microsoft:sqlserver:/localhost:1433;DatabaseName=DBtest; public static final String DBuser = sa; public static final String DBpassword = 123; public static void main(String args) throws Exception Connection conn =null; /数据库连接 Class.forN

21、ame(DBdriver); /加载驱动程序 conn = DriverManager.getConnection(DBurl, DBuser, DBpassword); /取得连接 System.out.println(conn); conn.close(); /关闭数据库连接 ,如果此时的conn输出不是null，或者没有报错，则表示连接成功。,Demo1,.,45,2.4 数据库操作（Statement）,在取得了数据库连接对象之后，就要进行数据库的操作。数据库的操作是使用Statement接口来完成。要取得Statement接口的实例化对象，需要用到Connection中的一个方法。

22、取得Statement接口对象： Statement createStatement() throws SQLException 取得了Statement接口对象之后，就可以使用Statement接口提供的方法进行数据库的操作 数据的更新操作 int executeUpdate(String sql) throws SQLException 数据的查询操作 ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException,.,46,2.4 数据库操作,增加数据 增加数据的SQL语句 “ INSERT INTO 表名（字段1，字段2）VALUES（值1

23、，值2）” 增加数据范例： 注意：在进行关闭的时候，一般的操作顺序为“先打开的连接，再打开的数据库操作，在关闭时先关闭数据库操作，再关闭连接”。 以上是将增加内容放到字符串中，定义在变量中？ 范例： SQL语句的拼凑写法,Demo2,Demo3,.,47,2.4 数据库操作,更新数据 更新SQL语句 “UPDATE 表名 SET 字段1=值1，字段2=值2，.where 更新条件” 更新范例：,Demo4,.,48,2.4 数据库操作,删除数据 删除SQL语句 “DELETE FROM 表名 where 删除条件” 删除范例：,Demo5,.,49,2.4 数据库操作,查询数据 查询数据使用的

24、语法是SELECT语句，注意一点：查询操作是需要将数据表中的数据保存在内存之中的，也就是将查询结果保存在ResultSet接口之中 查询全部数据范例： 注意在使用select语句的时候不能再使用“select * from”之类的语句，需要写全数据表的列名称；也能简化代码。,Demo6,.,50,2.4 数据库操作,PreparedStatement PreparedStatement接口是Statement的子接口，主要的是进行数据的预处理操作。 “MrSmith”的范例 带有“ ”分号的SQL语句采用拼凑写法，会报错，这就要使用PreparedStatement接口。 要取得Prepare

25、dStatement接口实例化对象，就要使用Connection中的另一个方法： 取得PreparedStatement接口对象： PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException 这里的SQL语句由于是预处理方式完成，所以使用“？”表示占位符,Demo7,.,51,2.4 数据库操作,PreparedStatement的查询操作 查询全部数据： 需要注意到是在程序中没有使用任何的“ ？”，所以不用使用PreparedStatement进行内容的设置。 模糊查询： 如果查询的关键字为空，则返回的是全部数据 查询

26、表中的记录数 查询一张表中的全部记录COUNT（） 以上的数据库操作，是我们进行项目开发的基础,Demo8,Demo9,Demo10,.,52,3 项目开发案例一：通讯管理系统,开发背景与需求分析 开发背景（规划）： 为了保持良好的人际关系，需要经常与亲戚、朋友、同学、同事等保持联系。为了能够快速查询到联系人的信息，可以创建一个通讯管理系统。 此系统可以查询、修改和删除联系人信息。为了防止信息被他人窃取，可以为系统设置密码。此外，为记录重要信息，提供备忘录功能，实现查询、修改和删除备忘录信息。 在以上背景基础上，进一步对系统进行需求分析，确定系统具备的功能。,.,53,3 项目开发案例一：通讯

27、管理系统,.,54,3 项目开发案例一：通讯管理系统,需求分析 系统登录功能 添加用户功能 修改密码功能 添加分类功能：对联系人、备忘录信息进行分类管理 添加信息功能 查询信息功能 修改信息功能 删除信息功能,.,55,3 项目开发案例一：通讯管理系统,系统设计 系统功能结构图,.,56,3 项目开发案例一：通讯管理系统,系统设计 根据系统功能结构图，确定系统中的各个实体及各自属性，画出个实体的E-R图。 通讯管理系统涉及用户信息、联系人分类信息、联系人详细信息、备忘录分类信息、备忘录详细信息5个实体,.,57,3 项目开发案例一：通讯管理系统,.,58,.,59,3 项目开发案例一：通讯管理系统,逻辑设计 利用PD软件进行数据库的建模，也就是数据库设计,.,60,3 项目开发案例一：通讯管理系统,前台程序设计 数据层和业务层 例如：添加联系人信息,客户端,所谓的业务功能会牵扯到多个数据层的操作。在进行项目设计时，一般我们先进行数据层（DAO，Data Access Object）开发。,.,61,3 项目开发案例一：通讯管理系统,DAO层开发 DAO层要负责具体的数据操作，所以在这一层的组成有以下几个部分： JDBC连接处理类：进行数据库的连接和关闭； 数据