.第13单元计算机模式数据库设计基础主讲刘志强.ppt

主讲老师:刘志强  教学目标、要求 了解计算机技术发展过程起关键作用的三种计算模式。 了解数据库设计过程及步骤 涉及的章节 第8章 实用关系数据库管理系统应基础 8.1 计算模式介绍 8.4 数据库设计基础 一、计算模式简介 计算机应用技术日新月异的发展应归功于计算技术的发展。计算技术的发展经历了三个阶段： 单主机计算（Mainframe Computing） 分布式客户机/服务器计算（Distributed Client/Server Computing） 网络计算（Network Computing） ㈠ 单主机计算模式（1955-1985） 以单台主机（功能强大）为中心，以智能或非智能终端构成的集中式计算环境。 特点： 整个系统资源由单用户或多用户共享（分时技术），用户接口、I/O处理功能都集中在主机上。 缺点：当处理负载过大时，主机性能就成为制约通信网络的“瓶颈”。 解决方法：提高主机处理速度，增加主机数量。但成本高、管理复杂。因此限制了单主机模式的发展。 单主机计算模式的30年 单主机计算模式经历了30年的发展史，按应用方式可划分为三个时代： 程序设计时代（1955-1965） 结构化程序设计时代（1965-1975） 软件工程时代（1975-1985） ⒈ 程序设计时代 硬件 早期是单主机，1960年后出现“主机/哑终端”结构形式；硬件由“CPU、内外存储器和外部设备”组成。 软件 简单的操作系统、高级语言编译或解释器，以及少量的库函数和系统支持程序。 应用领域 大型科学计算和数据处理 处理方式 分前台/后台处理；前台由系统操作员在控制台上作即席操作。后台以批处理方式服务于用户。 系统分工 系统操作员和应用程序员；前者负责操作，后者把高级语言作为虚拟机进行编程（不管操作）。 程序设计时代（续） 编译技术 由于CPU资源昂贵，高级编程语言多为编译型；初步形成“编译—连接—加栽—运行”的运作模式。60年代是编译技术的成熟期。 程序设计 为节省系统资源，程序设计重点是精选算法，语句精雕细琢，goto语句成了有力的武器，流程图成了程序设计的指南。由于汇编语言能够直接处理端口、中断、内存等实时操作，被认为是程序员应掌握的基本功。对大型程序采用“自顶向下”分析、求解的方法。 ⒉ 结构化程序设计时代 1962年美国金星探测器水手II号卫星失败，计算机界引起巨大震动。如何保证软件安全、可靠？ 由此引发了一场关于“GOTO”语句的争战。 从理论上无法证明“带GOTO的程序是正确的”； 程序测试只能证明“程序有错”，而不能证明“程序无错”； 从理论上可以证明“只用三大基本程序结构（顺序、分支、循环）就可以实现任何算法”； 最后论战的结论“限制、最终取消GOTO语句”。 当时的认识：“分析重于设计”、“设计重于编码”。 结构化程序设计方法的特点 程序结构规范化 便于编程、调试、阅读 大化小，难化简，提高编程效率 符合人们解决问题的习惯，便于自顶向下地求解 便于集团协同作业 模块化适合并行开发方式 扩大了求解问题的规模 70年代，程序已达385万句（美国国防部导弹预警系统） 数据库技术 数据文件的形式不适合管理海量数据 随着解题规模的扩大，处理的数据量急剧增加 用文件保存数据“难维护、难检索、难共享”的问题日益突出,从60年代中期开始研究DBS。 数据库系统DBS是专门处理和维护数据的软件系统具有数据定义、操纵的语言,提供统一的SQL结构查询语言。 数据库的成功被认为是70年代计算机界的一大成就,从此信息处理走上正轨。 ⒊ 软件工程时代 随着社会对软件需求的日益增长，软件的规模也越来越大（例如，美国1979年的哥伦比亚航天飞机系统4000万条指令），这与软件的生产方式落后、生产效率低形成尖锐的矛盾，由次产生“软件危机”。 为研究、解决软件危机，诞生了“软件工程学”。人们开始研究软件生产内部的规律，找出“软件生存周期”，用工程化的原理，科学地组织软件的生产，在一定程度上提高了软件的生产效率。 软件生产开始步入软件工程时代。 软件工程方法 软件工程方法采用工程的概念、原理、技术和方法来开发维护软件，即将经过实践考验并证明是正确的管理技术和当前能够得到的最好的软件技术结合起来，这就是软件工程。 软件工程就是以“工程化开发软件”，以缩短开发周期、降低软件开发费用、寻求最佳的工程效果。 面向对象程序设计技术 现实世界的问题空间和软件的解空间之间存在很大的距离。业界人士从未中断过缩小这个距离的努力。面向对象（OO-Object Oriented）方法是这种努力的一大成果。 OO方法围绕现实世界的概念来组织模型，是一种全新的思考问题的方法。 OO方法将客观世界看成是由许多不同种类的对象构成的。每个对象都有自己的内部状态和