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计算机软件数据库设计原则和价值解读

何 清

(济宁学院,山东 曲阜 273155)

摘 要:计算机软件数据库作为存储用户数据的基本形式,具有统一管理、结构化存储以及集中控制的优势,加强数据库的设计有助于提升用户数据的管理有效性,对于提高系统安全性也是极其关键的.本文从数据库介绍、数据库价值分析以及数据库安全设计原则等内容进行简要的分析和介绍,为更好的利用计算机软件数据库提供参考.

关键词:计算机 软件 数据库 设计

中图分类号:TP311  文献标识码:A    文章编号:1003-9082(2018)07-0002-01

一、数据库简介

数据库(database)是按照一定的数据结构和组织形式存储于计算机系统的数据文件.数据库按照基本的机构层次可划分为三种类型,即物理层、概念层以及用户层,其中物理层是指计算机系统中各种数据的实际存储形式,物理层又称为内模式,通常物理层数据的维护由数据库管理系统完成,用户参与的情况较少;概念层则是数据库的逻辑表示,是数据库表定义以及字段定义的逻辑形式,用来存储数据集合,同时逻辑层还定义了数据表之间的逻辑关系,使之具有一定的联系,概念层由数据库管理员进行设计和定义的;用户层对应了数据的视图层,供特定的用户使用,用户层作为最外层的数据结构,是供用户直接使用的和展示.从数据的结构层次来看,数据库是通过层层映射来进行系统实现的.从实际的数据库应用来看,目前绝大多数的数据库以关系型为基本的实现形式,所谓的关系型数据库都是基于二维的表结构进行实现的,如常见的Oracle数据库、MS SQLserver数据库、MySQL等都是关系型数据,近年来大数据云计算的发展,Nosql数据库也同样迅速成长起来.下面主要以常见的关系型数据为例进行介绍和论述.

二、计算机软件中数据库设计的价值性分析

1.通过数据库接口实现数据共享

数据共享是数据库中数据应用的主要形式,通过对不同类型的用户赋予相关权限,用户可实现数据库中表数据的访问控制,按照访问权限对于数据的控制类型最为常见的就是进行读写控制,为了避免数据 “脏”读或写以及一致性的问题,数据库设计人员还实现的事务(Transaction)以及锁机制,提供不同用户进行同时访问的机制,提高数据库访问中数据的可靠性访问,避免了由于不当读写引发的数据库问题.数据库数据共享主要是通过结构化的访问语句进行实现.

2.通过数据库减少数据冗余

数据的管理先后经历的人工管理、文件系统管理和数据库管理等阶段,数据库管理较之人工管理以及文件系统管理的最大优势即在数据的冗余度大大减少,另外为了进一步的提升数据库冗余度的问题,设计人员还进行的范式的设计,一共包括五个级别(第一范式、第二范式、第三范式、第四范式以及第五范式)来降低应用数据库系统的数据冗余度,主要是通过优化表字段设计,生成中间表等方式进行实现.数据冗余的降低对于高效的数据管理有着十分重要的意义,也是提高数据运行效率的管理.

三、计算机软件数据库设计的基本原则

1.保障基本功能的可用性基本功能的可用性,即对用户事件操作作出相应的正确响应,对应于数据库操作同样以结构化的操作语言进行实现的.数据库功能的可用性设计是数据库基本的设计要求,必须满足用户对软件操作后的数据持久化操作功能.通常在软件分层设计过程中,从用户角度向内依次可划分为UI层(界面层) 、业务逻辑层(Business层)以及持久化层(DAO层次) ,而数据库的设计即集中体现持久化的设计中.无论是用户调用业务逻辑层代码,访问数据库操作,还是通过业务逻辑层抓取数据库中数据都应满足用户的业务功能.

2.不断提升数据库的性能

有了基本的可用性保障,对于数据库性能的提升也是极其关键的,衡量数据库性能性能指标通常以延时(硬件的突发处理能力)和带宽(硬件持续处理能力)来衡量的.性能的提升主要通过优化表结构设计、增加冗余字段等进行实现的,以增加冗余字段为例,其典型的应用——增加索引,通过对数据表建立索引,设计者应在表空间和运行效率之间做好权衡,不断提升系统运行效率.另外,对于一些高并发的情况,设计人员应通过及时释放链接、对于经常操作的数据延长驻留内存时间等方式进行.总之,不断提升系统运行效率对于提高数据库的可用性也是极其关键的,在进行数据库设计的时候应重点考虑.

3.加强数据库可拓展性设计

随着用户需求的不断增长,对于数据库拓展性的设计也是极其关键的,数据库拓展性设计可以通过增加中间表、增加字段以及设计临时表达方式进行是实现.中间表是通过在相应几张表之间通过抽取相关字段(增加字段)的方式来实现的,中间表的可以拓展表功能,并且灵活度较高,对于原始系统的侵入性低,而通过增加字段的方式对原有表具有较大的侵入性,同时一些原始数据往往由于不存字段值需进行大量的数据修改,表内容不高的条件下容易实现,表内容较多的条件下则修改复杂度就需要消耗大量的精力去重新设计;临时表与增加中间表的思路基本一致,也是常见的一种方式.建议设计人员进行合理的选择,以提高数据库系统拓展性功能.

4.注重数据库安全性设计

数据库安全性作为数据库安全性设计的重要方面应引起重视,对于安全性设计首先是对用户权限分配的设计,对于不同用户应分配不同的权限,建议采取最小权限设计的方式方式进行设计,避免权限分配过大或过小引起的权限问题;其次是表字段数据的安全设计问题,对于关键词段应进行加密涉及,建议采取MD5等方式进行加密,即便恶意用户对数据进行了窃取,其仍然无法对数据进行操作,这是极其关键的;再次则是表视图的问题,可以通过视图等操作暴露出相关字段,相较而言,通过视图可以隐藏原始表字段和数据,提高数据的安全性;除此之外,临时表可以进行安全性操作,通过构建临时表对数据进行临时展示,操作结束以后恢复数据,同样具有安全保护能力.另外,基于存储过程、函数可以对外暴露接口,而隐藏内部操作,提升数据访问安全性.

综上所述,数据库的设计应从数据库功能性、性能性、可拓展性以及安全性等方面进行设计,为更加有效的利用数据库提供参考,为软件功能的实现提供数据管理支撑.

数据库设计论文范文结:

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