《数据库系统原理与应用（第二版）》课件第9章.ppt

1、第九章 数据库应用程序开发 9.1 数据库应用程序设计方法 9.2 数据库应用程序的体系结构 9.3 数据库与应用程序的接口 9.4 数据库应用程序开发9.1 9.1 数据库应用程序设计方法数据库应用程序设计方法 结构特性的设计是指数据库结构的设计。其结果是得结构特性的设计是指数据库结构的设计。其结果是得到一个合理的数据模型，以反映现实世界中事物间的到一个合理的数据模型，以反映现实世界中事物间的联系，它包括各级数据库模式（模式、外模式和内模联系，它包括各级数据库模式（模式、外模式和内模式）的设计。式）的设计。1.1.结构特性设计结构特性设计 行为特性的设计是应用程序设计，包括功能组织、流行为特

2、性的设计是应用程序设计，包括功能组织、流程控制等方面的设计。其结果是根据行为特性设计出程控制等方面的设计。其结果是根据行为特性设计出数据库的外模式，然后用应用程序将数据库的行为和数据库的外模式，然后用应用程序将数据库的行为和动作（如数据查询和统计、事物处理及报表处理）表动作（如数据查询和统计、事物处理及报表处理）表达出来。达出来。2.2.行为特性设计行为特性设计数据库应用程序开发的全过程数据库应用程序开发的全过程 9.2.1 9.2.1 主机集中型结构主机集中型结构 主机集中型结构的数据库应用系统一般在一台主机（大主机集中型结构的数据库应用系统一般在一台主机（大型计算机或小型计算机）带多台终端

3、的环境下运行，这型计算机或小型计算机）带多台终端的环境下运行，这种结构在种结构在2020世纪世纪60607070年代比较盛行。在这种结构的数年代比较盛行。在这种结构的数据库应用程序中，数据库的存储、计算、读取与应用程据库应用程序中，数据库的存储、计算、读取与应用程序的执行，全部集中在后端的主机上执行。用户通过前序的执行，全部集中在后端的主机上执行。用户通过前端的终端输入信息传至主机处理，主机处理完成后将处端的终端输入信息传至主机处理，主机处理完成后将处理的结果返回到前端的终端显示给用户。其结构如图理的结果返回到前端的终端显示给用户。其结构如图9-9-2 2所示。所示。9.2 9.2 数据库应用

4、程序的体系结构数据库应用程序的体系结构9.2.2 9.2.2 文件型服务器结构文件型服务器结构 到了到了2020世纪世纪8080年代，随着苹果计算机、年代，随着苹果计算机、IBMIBM个人计算个人计算机的诞生，其开放性的结构、日渐平易近人的价格，机的诞生，其开放性的结构、日渐平易近人的价格，以及愈来愈强的执行性能，已为一般企业所能负担，以及愈来愈强的执行性能，已为一般企业所能负担，而文件型数据库应用程序也就在此时趁势崛起。在文而文件型数据库应用程序也就在此时趁势崛起。在文件型数据库应用程序中，数据存放在文件型数据库中，件型数据库应用程序中，数据存放在文件型数据库中，如早期的如早期的dBaseI

5、IIdBaseIII，到今天的，到今天的AccessAccess，就是一些拥有，就是一些拥有高知名度的文件型数据库。存放数据库文件的服务器高知名度的文件型数据库。存放数据库文件的服务器作为文件服务器使用，应用程序的数据运算和处理逻作为文件服务器使用，应用程序的数据运算和处理逻辑则存放在前端的工作站中。其体系结构如图辑则存放在前端的工作站中。其体系结构如图9-39-3所示。所示。9.2.3 9.2.3 二层客户二层客户/服务器（服务器（C/SC/S）结构）结构 该结构是由一组性能良好且稳定的主机来做数据库服该结构是由一组性能良好且稳定的主机来做数据库服务器，然后连上一群充当客户机的工作站而成。在

6、这务器，然后连上一群充当客户机的工作站而成。在这种结构中，数据库的管理由数据库服务器完成，应用种结构中，数据库的管理由数据库服务器完成，应用程序的数据处理，如数据访问规则、业务规则、数据程序的数据处理，如数据访问规则、业务规则、数据合法性校验等则可能有两种情况：一是全部由客户机合法性校验等则可能有两种情况：一是全部由客户机来完成，客户机向服务器传送的是结构化查询语言来完成，客户机向服务器传送的是结构化查询语言SQLSQL；二是由客户机和服务器共同来承担，程序处理一部分二是由客户机和服务器共同来承担，程序处理一部分在客户端以程序代码来实现，一部分在服务器端以数在客户端以程序代码来实现，一部分在服

7、务器端以数据库中的触发器或存储过程实现，客户机向服务器传据库中的触发器或存储过程实现，客户机向服务器传送的是送的是SQLSQL或要进行处理的参数。其系统结构如图或要进行处理的参数。其系统结构如图9-49-4所示所示 图图9-4客户客户/服务器结构服务器结构9.2.4 9.2.4 三层客户三层客户/服务器结构服务器结构 分离的目的是使客户机上的所有处理过程不直接涉及分离的目的是使客户机上的所有处理过程不直接涉及到数据库管理系统，分离的结果将应用程序在逻辑上到数据库管理系统，分离的结果将应用程序在逻辑上分为三层：分为三层：用户服务层：提供信息浏览和服务定位。主要是实现用户服务层：提供信息浏览和服务

8、定位。主要是实现用户界面，并保证用户界面的友好性、统一性。用户界面，并保证用户界面的友好性、统一性。业务处理层：实现数据库的存取及应用程序的商业逻业务处理层：实现数据库的存取及应用程序的商业逻辑计算。辑计算。数据服务层：实现数据定义、存储、备份和检索等功数据服务层：实现数据定义、存储、备份和检索等功能，主要由数据库系统实现。能，主要由数据库系统实现。图图9-5三层客户三层客户/服务器结构服务器结构（1 1）业务逻辑放置在中间层可以提高系统的性能，使）业务逻辑放置在中间层可以提高系统的性能，使中间层业务逻辑处理与数据层的业务数据紧密结合在中间层业务逻辑处理与数据层的业务数据紧密结合在一起，而无需

9、考虑客户的具体位置。一起，而无需考虑客户的具体位置。（2 2）添加新的中间层服务器，能够满足新增客户机的）添加新的中间层服务器，能够满足新增客户机的需求，大大地提高了系统的可伸缩性。需求，大大地提高了系统的可伸缩性。（3 3）将业务逻辑置于中间层，从而使业务逻辑集中到）将业务逻辑置于中间层，从而使业务逻辑集中到一处，便于整个系统的维护和管理及代码的复用。一处，便于整个系统的维护和管理及代码的复用。三层结构的系统具有如下特点：三层结构的系统具有如下特点：一个基于一个基于WebWeb的应用程序在逻辑上可能包含如下几层：的应用程序在逻辑上可能包含如下几层：1 1层，由层，由WebWeb浏览器实现的一

10、个客户层的界面。浏览器实现的一个客户层的界面。2 2层，由层，由WebWeb服务器实现的一个中间层的任务分配机制。服务器实现的一个中间层的任务分配机制。3 3层，由一些服务器端脚本实现的中间层服务。层，由一些服务器端脚本实现的中间层服务。4 4层，由关系数据库实现的数据层存储机制。层，由关系数据库实现的数据层存储机制。互联网应用程序结构互联网应用程序结构 图图9-6互联网应用程序结构互联网应用程序结构9.3.1 ODBC9.3.1 ODBC 1 1ODBCODBC的体系结构的体系结构 2 2管理数据源管理数据源9.3 9.3 数据库与应用程序的接口数据库与应用程序的接口1 1ODBCODBC的

11、体系结构的体系结构ODBCODBC的体系结构如图的体系结构如图9-79-7所示，它由数据库应用程序、驱所示，它由数据库应用程序、驱动程序管理器、数据库驱动程序和数据源四部分组成。动程序管理器、数据库驱动程序和数据源四部分组成。（1 1）数据库应用程序。）数据库应用程序。（2 2）驱动程序管理器）驱动程序管理器（3 3）数据库驱动程序。）数据库驱动程序。（4 4）ODBCODBC数据源。数据源。2 2管理数据源管理数据源（1 1）启动）启动ODBCODBC驱动程序管理器。选择驱动程序管理器。选择“我的电我的电脑脑”“控制面板控制面板”“管理工具管理工具”，双击，双击“数据源数据源（ODBCODB

12、C）”图标打开图标打开ODBCODBC数据源（驱动程序）管理器，数据源（驱动程序）管理器，如图所示。如图所示。ODBCODBC驱动程序管理器可以建立、配置或删除命名的数据源驱动程序管理器可以建立、配置或删除命名的数据源图图9-9“系统系统DSN”选项卡选项卡（2 2）选择）选择ODBCODBC驱动程序。切换到驱动程序。切换到“系统系统DSNDSN”标签页，单击标签页，单击“添加添加(D)(D)”按钮，将弹出如图按钮，将弹出如图9-99-9所示的对话框，选择数所示的对话框，选择数据源驱动程序据源驱动程序SQL Native ClientSQL Native Client，单击，单击“完成完成”按

13、钮。按钮。（3 3）输入）输入ODBCODBC数据源名称，选择数据源的数据源名称，选择数据源的SQLSQL服务器。服务器。在图在图9-109-10中，将数据源命名为中，将数据源命名为MyOdbcMyOdbc，服务器选择为，服务器选择为locallocal，单击，单击“下一步下一步”按钮。按钮。9.3.2 9.3.2 一致数据访问技术一致数据访问技术UDAUDA（Universal Data Universal Data AccessAccess）1OLE DB2ADO（ActiveX Data Object）3一致性访问技术的体系结构1 1OLE DBOLE DB OLE DBOLE DB是一

14、种技术标准，目的是提供一种统一的数据是一种技术标准，目的是提供一种统一的数据访问接口。这里所说的访问接口。这里所说的“数据数据”，除了标准的关系型，除了标准的关系型数据库中的数据之外，还包括邮件数据、数据库中的数据之外，还包括邮件数据、WebWeb上的文本上的文本或图形、目录服务，以及主机系统中的或图形、目录服务，以及主机系统中的IMSIMS和和VSAMVSAM数据。数据。OLE DBOLE DB标准的核心内容就是要求为以上这些各种各样标准的核心内容就是要求为以上这些各种各样的数据存储（的数据存储（Data StoreData Store）都提供一种相同的访问接）都提供一种相同的访问接口，使得

15、数据的使用者（应用程序）可以使用同样的口，使得数据的使用者（应用程序）可以使用同样的方法访问各种数据，而不用考虑数据的具体存储地点、方法访问各种数据，而不用考虑数据的具体存储地点、格式或类型。格式或类型。OLE DBOLE DB将传统的数据库系统划分为多个逻辑组件，这些将传统的数据库系统划分为多个逻辑组件，这些组件之间相对独立又相互通信。这种组件模型中的各组件之间相对独立又相互通信。这种组件模型中的各个部分被冠以不同的名称。个部分被冠以不同的名称。数据提供者：包含数据并将数据输出到其他组件中去。数据提供者：包含数据并将数据输出到其他组件中去。提供者大致分为两类：数据提供者和服务提供者。提供者大

16、致分为两类：数据提供者和服务提供者。业务组件：利用数据服务提供者、专门完成某种特定业务组件：利用数据服务提供者、专门完成某种特定业务信息处理、可以重用的功能组件。业务信息处理、可以重用的功能组件。消费者：是使用消费者：是使用OLE DBOLE DB对存储在数据提供者中的数据对存储在数据提供者中的数据进行控制的应用程序。进行控制的应用程序。2 2ADOADO（ActiveX Data ObjectActiveX Data Object）ADOADO是是OLE DBOLE DB的消费者，与的消费者，与OLE DB OLE DB 提供者一起协同工提供者一起协同工作。它利用低层作。它利用低层OLE D

17、BOLE DB为应用程序提供简单高效的数为应用程序提供简单高效的数据库访问接口，据库访问接口，ADOADO封装了封装了OLE DBOLE DB中使用的大量中使用的大量COMCOM接接口，对数据库的操作更加方便简单。口，对数据库的操作更加方便简单。ADOADO实际上是实际上是OLE OLE DBDB的应用层接口，这种结构也为一致的数据访问接口的应用层接口，这种结构也为一致的数据访问接口提供了很好的扩展性，而不再局限于特定的数据源，提供了很好的扩展性，而不再局限于特定的数据源，因此，因此，ADO ADO 可以处理各种可以处理各种OLE DBOLE DB支持的数据源。支持的数据源。ADOADO的对象

18、模型的对象模型 3 3一致性访问技术的体系结构一致性访问技术的体系结构 一致性访问技术的体系结构即使用一致性访问技术的体系结构即使用ADOADO和和OLE DBOLE DB获取数获取数据的体系，结构如图据的体系，结构如图9-169-16所示。所示。从图中可以看出，应用程序既可以通过从图中可以看出，应用程序既可以通过ADOADO访问数据也访问数据也可以直接通过可以直接通过OLE DBOLE DB访问数据，而访问数据，而ADOADO则通过则通过OLE DBOLE DB访访问底层数据。问底层数据。9.3.3 JDBC9.3.3 JDBC1 1JDBC JDBC 的工作原理的工作原理2 2JDBC A

19、PIJDBC API组成部分组成部分 JDBC API JDBC API共分为两个不同的层：应用程序层是前端开发共分为两个不同的层：应用程序层是前端开发人员用来编写应用程序的；驱动程序层是由数据库厂商或人员用来编写应用程序的；驱动程序层是由数据库厂商或专门的驱动程序生产厂商开发的。前端开发人员可以不必专门的驱动程序生产厂商开发的。前端开发人员可以不必了解其细节信息，但是在运行使用应用程序层了解其细节信息，但是在运行使用应用程序层JDBCJDBC的程序的程序之前，必须保证巳经正确地安装了这些驱动程序。具体来之前，必须保证巳经正确地安装了这些驱动程序。具体来说，说，JDBC APIJDBC API

20、包括包括5 5个组成部分，如图个组成部分，如图9-189-18所示。所示。JDBC APIJDBC API包括包括5 5个组成部分个组成部分 （1 1）驱动程序管理器（）驱动程序管理器（Driver ManagerDriver Manager）。）。（2 2）驱动程序（）驱动程序（DriverDriver）。）。（3 3）连接（）连接（ConnectionConnection）。）。（4 4）语句（）语句（StatementStatement）。）。（5 5）结果（）结果（ResultSetResultSet）。）。9.4 9.4 数据库应用程序开发数据库应用程序开发字段代码字段名称字段类型长

21、度小数是否为空BOOKID书号char20 NOT NULLBOOKNAME书名varchar20 NOT NULLEDITER作者varchar8 NULLPRICE价格money NULLPUBLISHER出版社varchar20 NULLQTY库存数量int NOT NULL假设在数据库设计的实施阶段，已在假设在数据库设计的实施阶段，已在SQL Server 2005SQL Server 2005下建下建立了立了“图书管理系统图书管理系统”BOOKSYSBOOKSYS数据库，并在此数据库中建数据库，并在此数据库中建立了所有的表。其中立了所有的表。其中BOOKBOOK表的结构为：表的结构为

22、：1 1用用C#C#访问数据库访问数据库（1 1）启动）启动Visual Visual Studio.NET 2005Studio.NET 2005，新建一个新建一个C#C#语言语言的的WindowsWindows应用项应用项目，如图目，如图9-159-15所所示。然后单击示。然后单击“确定确定”按钮按钮（2 2）建立数据源）建立数据源在在Visual Studio.NET 2005Visual Studio.NET 2005中的中的“数据数据”菜单下选择菜单下选择“添加添加新数据源新数据源”菜单项，将弹出数据源配置向导对话框菜单项，将弹出数据源配置向导对话框,如图所如图所示示,按向导提示配置

23、好数据库源按向导提示配置好数据库源.（3 3）新建一个窗口，在其上放置一个）新建一个窗口，在其上放置一个DataViewGridDataViewGrid。将。将DataViewGridDataViewGrid的的DataSourceDataSource设置为上面创建的数据源的数据集设置为上面创建的数据源的数据集DataSet1DataSet1的表的表BOOKBOOK，如图，如图9-259-25所示所示 （4 4）运行该程序，运行结果如图）运行该程序，运行结果如图9-219-21所示所示 2 2用用JavaJava访问数据库访问数据库下面同样以下面同样以booksbooks表的查询操作为例，讲解

24、表的查询操作为例，讲解JavaJava通过通过JDBC JDBC A P IA P I 操 作 数 据 库 的 方 法 和 步 骤。程 序 代 码操 作 数 据 库 的 方 法 和 步 骤。程 序 代 码（SelBook.javaSelBook.java）如下：）如下：import java.sql.import java.sql.*;public class SelBook1 public class SelBook1 public static void main(String args)public static void main(String args)try try Class.f

25、orName(sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver);Class.forName(sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver);/连接数据库连接数据库Connection conn=Connection conn=DriverManager.getConnection(jdbc:odbc:SelBook,);DriverManager.getConnection(jdbc:odbc:SelBook,);/创建一个创建一个SQLSQL语句语句Statement stmt=conn.createStatement();Statement stmt=conn.cre

26、ateStatement();/查询查询booksbooks表，并将结果集放在结果集对象中表，并将结果集放在结果集对象中ResultSet rs=stmt.executeQuery(select ResultSet rs=stmt.executeQuery(select*from book);from book);/下面的语句为输出查询结果下面的语句为输出查询结果 System.out.println(System.out.println(图书查询结果图书查询结果:);:);System.out.println(tSystem.out.println(t图书号图书号tttt图书名图书名tttt

27、tt作者作者tt价格价格tt出版社出版社tttttt数量数量););while(rs.next()while(rs.next()System.out.print(t+rs.getString(1);System.out.print(t+rs.getString(1);System.out.print(t+rs.getString(2);System.out.print(t+rs.getString(2);System.out.print(t+rs.getString(3);System.out.print(t+rs.getString(3);System.out.print(+rs.getDo

28、uble(4);System.out.print(+rs.getDouble(4);System.out.print(t+rs.getString(5);System.out.print(t+rs.getString(5);System.out.print(t+rs.getInt(6);System.out.print(t+rs.getInt(6);System.out.println();System.out.println();conn.close();conn.close();catch(Exception e)e.printStackTrace();catch(Exception e)e.printStackTrace();运行上面的运行上面的JavaJava程序，得到图书查询的运行结果（程序，得到图书查询的运行结果（JavaJava数数据库应用程序）。据库应用程序）。图书查询结果：图书查询结果：