数据库--三层架构

数据库设计说明书范文例子

数据库设计说明书

1、引言

本文档旨在详细说明数据库设计的相关内容，包括数据库的结构设计、数据表设计、索引设计等。通过本文档，读者可以了解本系统的数据库设计思路和实现细节。

2、数据库结构设计

2.1 数据库概述

本系统采用关系型数据库，以存储和管理系统的各类数据。

2.2 数据库架构

数据库采用三层架构，包括数据访问层、数据库逻辑层和存储层。其中，数据访问层负责与应用程序交互，提供数据操作接口；数据库逻辑层负责处理数据的逻辑关系和业务规则；存储层负责实际存储数据。

2.3 数据库安全性设计

为确保数据的安全性，数据库采用权限控制机制，只有经过授权的用户才能访问和操作数据库。同时，对重要数据进行加密存储，提高数据的保密性。 3、数据表设计

3.1 用户表

用户表用于存储系统用户的基本信息，包括用户名、密码、权限等字段。

3.2 订单表

订单表用于记录用户的订单信息，包括订单号、下单时间、订单金额等字段。

3.3 商品表

商品表用于存储系统中的商品信息，包括商品名称、价格、库存等字段。

3.4 购物车表

购物车表用于记录用户的购物车信息，包括用户ID、商品ID、购买数量等字段。

4、索引设计

为提高数据库的查询效率，我们对一些常用字段添加了索引。例如，在订单表中，我们为订单号和用户ID添加了索引。

5、附件 本文档所涉及的附件包括数据库表结构图、索引设计图等。具体附件请参见附件文件。

6、法律名词及注释

本文档中所涉及的法律名词及其注释如下：

1）基本信息：指个人或组织的基本身份信息，如姓名、性别、联系方式等。

2）权限：指用户在系统中所具备的操作权限，用于限制用户对数据的访问和操作。

3）加密存储：指通过加密算法将数据进行加密处理，提高数据的保密性和安全性。

4）索引：指数据库中用于提高查询效率的数据结构，加速查询速度。

3 数据库连接

在接下来的讲义中使用前面创建的DBS数据库，结合几个具体的应用项目来一步步讲解Win三层架构数据库应用开发技术，直到基于三层架构的学生信息管理系统的开发。完成这些示例是在“ChA1_Win三层架构数据库应用开发入门”解决方案中实现的，共包括7个应用程序和4个类库，源代码参见：？？？。

在本节中介绍如何使用C#语言通过连接数据库，还要介绍如何将链接字符串放在配置文件中，便于应用程序生成后直接修改配置文件就可更改链接的服务器。将链接字符串暴露在XML格式的配置文件中，就没有安全性可言了，所以，还要介绍如何将连接字符串加密后放在配置文件中。

3.1 生成连接字符串

连接字符串是一串很长的字符串，其中包括：数据库服务器（数据源）、初始数据库以及身份验证方法说明，不便记忆，也容易出错。我们可以利用Visual Studio平台自带的工具生成链接字符串。选择菜单“工具 > 连接到数据库”，如下图。

弹出“添加连接”对话框，这时有两种身份验证方法选择（Windows身份验证 和 SQL

Server身份验证）可选，服务器在本机的开发一般选择Windows身份验证，如下面两个图。

“服务器名”可以选择，也可以用户输入，当选择SQL Server身份验证时，还需要输入登录的用户名和密码，这里的“sa”是个系统管理员用户名，然后输入或选择一个你要连接的数据库，如：DBS，再点击“测试连接”，若提示“测试成功”表示连接正确，否则，表示哪个参数不正确，很可能是服务器名不正确。

若测试成功后，点击“确定”按钮，在“服务器资源管理器”的“数据连接”中就会出现刚才建立的数据库连接，如下图，打开数据库连接，还可以看到数据库的各个对象，如：表、视图等。

鼠标右击数据为连接对象，选择“属性”菜单项，如下图。

选择“属性”菜单后，就会显示属性窗口。在属性窗口中显示了该连接的属性，其中包括连接字符串。下图显示两种不同身份验证的连接字符串。

数据库体系结构

数据库如何处理一个查询

当应用程序向PostgreSQL系统提交一个查询时，一般要经过五个阶段：

联接阶段

一旦建立起来一个联接，客户端进程就可以向后端服务器进程发送查询了。查询是通过纯文本传输的，也就是说在前端不做任何分析处理。服务器分析查询，创建执行规划，执行该规划并且通过已经建立起来的联接把检索出来的记录返回给客户端。

分析阶段

解析器的功能就其目的性来说，就是检查从应用程序（客户端）发送过来的查询，核对语法并创建一个查询分析树（querytree）。

重写阶段 重写系统是一个位于分析器阶段和规划器/优化器之间的模块。它接收分析阶段来的查询树且搜索任何应用到查询树上的规则，（规则存储在系统表里）并根据给出的规则体进行转换。

重写系统的一个应用就是实现视图。 当一个查询访问一个视图时（也就是说，一个虚拟表），重写系统改写用户的查询， 使之成为一个访问在视图定义里给出的基本表的查询。

优化阶段

规划器/优化器的任务是创建一个优化了的执行规划。 它首先合并对出现在查询里的关系进行 扫描和连接 所有可能的方法。这样创建的所有路径都导致相同结果， 而优化器的任务就是计算每个路径的开销并且找出开销最小的那条路径。

执行阶段

接受规划器/优化器传过来地查询规划然后递归地处理它，抽取所需要的行集合。执行器就是对应于上面所提到的查询引擎中的执行处理客户端发来的请求（Executor），它是查询引擎的核心模块。

执行器实际上是一个需求－拉动地流水线机制。每次调用一个规划节点地时候，它都必须给出更多的一个行，或者汇报它已经完成行的传递。 针对不同的SQL查询类型，执行器会有不同的执行方案，而这些方案的选择是按照执行器机制进行的。

数据库总体架构图

PostgreSQL的总体架构图

 Postmaster：它主要负责在客户端第一次发送请求给服务器的时候建立一个服务器端进程。也就是上图中的Listener。

数据库——三层结构

2009-07-30 08:27

通太科技数据库中间件的业务需求

两层与三层结构应用体系

传统的管理信息系统（MIS）开发采用客户/服务器（CLIENT/SERVER）模式。

在现在一些系统中，由于客户机较多，访问量和数据传输量都较大。为解决相应的瓶颈以及出于安全因素等方面的考虑，往往采用中间件组成三层（多层）结构应用体系。

两层体系结构在实际应用中已暴露出一些问题。如：客户机直接（或通过存储过程）访问数据库，所有客户机均访问数据库，不利于安全控制，难以防止黑客的恶意攻击。同时，网络流量很大，易形成网络瓶颈。还会造成数据库访问瓶颈及数据库连接数过多，影响数据库的响应速度，降低系统性能。另外，两层应用体系结构还有维护、扩展方面的问题。相比之下，三层应用体系结构显示以下优点。

进程管理：通过对服务进程的管理，使得在正常情况下，能用尽量少的服务进程处理尽量多的请求，减少进程的启动/终止次数。当请求服务的数量超过了服务器的处理速度时，中间件会把请求排队进行缓冲。

保持和复用数据库连接：服务进程访问数据库都要和数据库建立连接，如打开和关闭数据库等。中间件通过采用长驻服务进程的手段，使得与数据库的连接被保持和复用，从而大大减少与数据库连接的次数和时间。

支持交易优先级：通过对交易优先级的支持，保证优先级高的交易能尽快得到响应。

优化了系统结构

将系统分为三层（或多层），业务逻辑放在应用服务层，软件的维护集中在应用服务层，客户端的维护就相对简单多了，有利于软件维护及系统管理。

提高了应用系统的安全性

将客户端与数据库隔离起来，客户端无权限直接访问数据库，有利于安全管理，可有效防止恶意攻击。还可以利用中间件的安全管理特性进一步加强权限控制管理。

便于业务（事务）级权限管理

三层结构应用中可划分出业务（事务）级权限，一种业务一个服务程序（Service），利用中间件的安全管理对其进行访问控制。数据库的权限只分为对表（或表中的列）的插入、删除、修改、查询权限，而实际应用中要求对业务（事务）实现权限控制，三层结构应用可以方便地对客户端实现事务权限管理控制。