广工学子分享：数据库程序设计实践 (广工数据库程序设计)
数据库程序设计是一门重要的计算机技术，在现代信息技术的发展中起着至关重要的作用。作为一名广工的学子，在课程和实践中我们学到了很多关于数据库程序设计的知识和技能。本文将对这些知识和技能进行分享和。
一、数据库程序设计的基础知识
1. 概念和基本原则
数据库是一组相互关联的数据，其中有着各种各样的信息，可以被电脑程序很容易地搜索和获取，这与其他数据处理方式相比具有更大的优势。因此，我们需要掌握数据库程序设计中的概念和基本原则。
2. 数据库的组成
数据库主要由三部分组成，分别是数据库管理系统、数据库和用户。其中，数据库管理系统是对数据库进行管理的软件；数据库是一组数据文件，存储着数据的具体信息，而用户则是数据库系统的使用者。
3. 数据库的基本操作
在数据库程序设计中，我们需要掌握一些基本的操作技能，例如：创建和删除数据库、创建和删除表、添加和删除数据、查询和修改数据等操作。
二、数据库程序设计的进阶知识
1. SQL语言
SQL是一种结构化查询语言，是数据库程序设计中最重要的语言之一。在SQL中，我们可以使用各种关键字和语法来创建数据表、插入数据、查询数据等等操作。
2. 数据库的设计
在实践中，我们需要根据需求为数据库进行设计。设计中需要考虑数据类型、关系、可重复性等因素，以提高数据存储效率和查询速度。同时，在数据库设计中，我们需要了解数据模型、ER图等概念。
3. 数据库性能的优化
数据库程序设计的一个重要任务是提高数据库的性能。因此，我们需要了解如何通过优化查询方式、索引方式等来减少查询时间和提高查询准确度。
三、数据库程序设计的实践经验
1. 数据库程序设计的实践
实践是提高数据库程序设计技能的更好方法。通过编写实际程序，我们可以掌握各种技能和知识。在实践中，我们需要时刻注意安全性、可扩展性等问题。并且采用现代优化技术，比如使用缓存，集群等来提高web应用的性能和稳定性。
2. 数据库程序设计的思考
数据库程序设计需要我们从多个方面来思考，包括可靠性、安全性、扩展性、性能等多个方向。我们需要考虑到应用的长期发展，考虑到数据量的增长，考虑到新技术的应用，以及应对各种可预见和不可预见的挑战。
四、
通过学习和实践数据库程序设计，我们可以更好地掌握此技能，并为开发各类系统提供基础支撑。数据库程序设计，在计算机技术发展中起着至关重要的作用，并受到越来越多的关注。同时，我们也需要不断更新自己的技术视野，掌握新技术，以提高自身的能力和竞争力。
在广工这所高等学府中，我们可以通过学习数据库程序设计的理论与实践，为将来的职业生涯打下坚实的基础。我们需要时刻将知识与实践相结合，探索创新的技术方式，才能不断提高自身技能水平，走在时代的前沿。
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具体的数据库设计与实现过程
大致的讲主要是根据用户的需求，然后设计数据库的E-R模型，然后将E-R模型图转换为各种表，并对其进行数据库设计范式（范式因不同书籍有不同）的审核，然后进行数据库的实施，然后运行维护。
一句话来讲就是将用户的需求变成带有各种关系的表，以及其它的数据库结构，然后供编程使用
具体如下：
按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段
（1）需求分析。
（2）概念设计。
（3）逻辑设计。
（4）物理设计。
（5）数据库实施。
（6）数据库运行和维护。
5．1．1需求分析阶段
进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求，包括数据与处理需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗时的一步。作为“地基”的需求分析是否做得充分与准确，决定了在其上构建“数据库大厦”的速度与质量。需求分析做得不好，可能会导致整个数据库重新设计，因此，务必引起高度重视。
5．1．2概念模型设计阶段
在概念设计阶段，设计人员仅从用户角度看待数据及其处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，也称为“组织模式”。概念模式能充分反映现实世界中实体间的联系，又是各种基本数据模型的共同基础，易于向关系模型转换。这样做有以下好处：
（1）数据库设计各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度得到降低，便于组织管理。
（2）概念模式不受特定DBMS的限制，也独立于存储安排，因而比逻辑设计得到的模式更为稳定。
（3）概念模式不含具体的DBMS所附加的技术细节，更容易为用户所理解，因而能准确地反映用户的信息需求蠢兆信。
概念模型设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段即将所设计的对象抽象出E-R模型；如采用用户视图法，则应设计出不同的用户视图。
5．1．3逻辑模型设计阶段
逻辑模型设计阶段的任务是将概念模型设计阶段得到的基本E-R图，转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段就是将所设计的E-R模型转换为某个DBMS所支持的数据模型；如采用用户视图法，则应进行表的规范化，列出所有的关键字以及用数据结构图描述表中的约束与联系，汇总各用户视图的设计结果，将所有的用户视图合成一个复杂的数据库系统。
5．1．4数据库物理设计阶段
数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。显然，数据库的物理设计完全依赖于给定的硬件环境和数据库产品。在关系模型系统中，物理设计比较简单一些，因为文件形式是单记录类型文件，仅包含索引机制、空间大小、块的大小等内容。
物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计：
（1）存储记录结构设计：包括记录的猜型组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。
（2）确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记录聚簇（cluster）”技带轮术能满足这个要求。
（3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。
（4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。
（5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。
数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构，包括存储结构和存取方法。
5．1．5数据库实施阶段
根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系统上建立起实际数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程称为数据库的实施阶段。实施阶段主要有三项工作。
（1）建立实际数据库结构。对描述逻辑设计和物理设计结果的程序即“源模式”，经DBMS编译成目标模式并执行后，便建立了实际的数据库结构。
（2）装入试验数据对应用程序进行调试。试验数据可以是实际数据，也可由手工生成或用随机数发生器生成。应使测试数据尽可能覆盖现实世界的各种情况。
（3）装入实际数据，进入试运行状态。测量系统的性能指标，是否符合设计目标。如果不符，则返回到前面，修改数据库的物理模型设计甚至逻辑模型设计。
5．1．6数据库运行和维护阶段
数据库系统正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始。运行维护阶段的主要任务有四项：
（1）维护数据库的安全性与完整性：检查系统安全性是否受到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与备份，发生故障后及时恢复。
（2）监测并改善数据库运行性能：对数据库的存储空间状况及响应时间进行分析评价，结合用户反应确定改进措施。
（3）根据用户要求对数据库现有功能进行扩充。
（4）及时改正运行中发现的系统错误。
数据库设计
数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，是信息系统开发和建设中的核心技术。
由于数据库应用系统的复杂性，为了支持相关程序运行，数据库设计就变得异常复杂，因此更佳设计不可能一蹴而就，而只能是一种“反复探寻，逐步求精”的过程，也就是规划和结构化数据库中的数据对象以及这些数据对象之间关系的过程。
手工试凑法
设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系
缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证
数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现各种问题，增加了维护代价
规范设计法
基本思想：过程迭代和逐步求精
典型方法：
(1)新奥尔良（NewOrleans）方法：将数据库设计分为四个阶段
S.B.Yao方法：将数据库设计分为五个步骤
I.R.Palmer方法：把数据库设计当成一步接一步的过程
(2)计算机辅助设计
2023
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