基于計算機軟件工程的數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)優(yōu)化問題探討

趙宗濤 李艾芳

（1.西安思源學院電子信息工程學院,陜西 西安 710038；2.菲律賓永恒大學,菲律賓 1740）

數(shù)據(jù)庫自計算機誕生以來，就一直伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展而進步，被廣泛應用于數(shù)據(jù)處理與分析之中。數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)本質(zhì)上就是計算機從業(yè)人員運用編程技術(shù)與編程語言對數(shù)據(jù)庫進行操作，充分保證數(shù)據(jù)庫內(nèi)部信息的安全性和完整性，確保數(shù)據(jù)系統(tǒng)和線上軟件可以正常運行，極大地提升了工作效率和工作水平，更好地實現(xiàn)了對信息的有序管理[1]。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)和管理手段也需要進行相應的提升和優(yōu)化，進一步深入剖析數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的核心，不斷完善數(shù)據(jù)庫的核心服務和管理功能，從多個方面入手，開發(fā)出更高效的計算機軟件工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，強化信息技術(shù)對各行各業(yè)的支持深度，進一步發(fā)揮信息技術(shù)的應用價值。

1 數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)特點

計算機軟件工程中的數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)主要指運用一系列編程方法，采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞剑玫卮罱〝?shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)，確保相關(guān)線上平臺的正常運行。計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)和編程方法逐漸多樣化，促使數(shù)據(jù)的處理效率和處理總量不斷提升，從根本上改變了數(shù)據(jù)庫的應用范圍和使用水平。在計算機軟件的發(fā)展過程中，數(shù)據(jù)庫平臺為相關(guān)人員處理問題提供了更加簡明的解決方法。數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的特點如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)特點

1.1 數(shù)據(jù)可靠性

數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)保證了計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性，運營人員不必擔心突發(fā)情況的發(fā)生導致數(shù)據(jù)丟失，可以更有針對性地處理和分析軟件運行中產(chǎn)生的問題，進一步保證用戶的數(shù)據(jù)信息安全。編程技術(shù)的進步提升了數(shù)據(jù)庫的鑒權(quán)功能，豐富了數(shù)據(jù)庫的鑒權(quán)手段，運營人員可以采取登錄驗證、密碼口令、人臉識別等多種方法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫信息安全的保障，在多個維度上保證用戶的信息不被泄露。

1.2 數(shù)據(jù)隱蔽性

數(shù)據(jù)庫的新型編程技術(shù)基本上都采用先進的匿名鑒權(quán)手段，幫助有效信息更好地進行隱藏。在數(shù)據(jù)庫的通信過程中，通常采用加密訪問來操作相對應的端口，通過設(shè)置一系列驗證方式和VPN代理等方式，將原有的TCP、UDP通信方式進一步通過加密的SSL方式進行傳輸。同時還積極借助計算機內(nèi)網(wǎng)技術(shù)和NAT技術(shù)等隱蔽主機的方法，進一步隱藏數(shù)據(jù)庫的真實網(wǎng)絡(luò)地址，從而更好地保護數(shù)據(jù)庫信息。

1.3 數(shù)據(jù)完整性

數(shù)據(jù)庫的編程技術(shù)還充分考慮了不同系統(tǒng)之間的兼容性和完整性。采用數(shù)據(jù)庫進行編程，不必考慮常用系統(tǒng)存在不兼容的問題，由于數(shù)據(jù)庫通常是運行在服務器上，因此只需要將之前的數(shù)據(jù)庫進行導入，就可以完成數(shù)據(jù)庫的遷移與更新[2]。對于內(nèi)部的數(shù)據(jù)表與關(guān)系而言，數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)中已經(jīng)充分考慮到對數(shù)據(jù)的聯(lián)合存儲，即便將上百萬級數(shù)據(jù)放在一個數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫也可以很好地保護其中數(shù)據(jù)的完整性不被破壞。

1.4 數(shù)據(jù)高速性

計算機軟件的高速運行，是建立在數(shù)據(jù)庫的高效查詢和調(diào)用的基礎(chǔ)上的。軟件本質(zhì)上就是對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息進行增刪改查。數(shù)據(jù)庫的應用推動了數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化處理，進一步提高了用戶體驗的舒適程度。優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部使用空間，將不需要或過期的數(shù)據(jù)刪除，保證了用戶所獲得數(shù)據(jù)的正確性和有效性，在原有文件處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上大大提升了數(shù)據(jù)使用的速度，實現(xiàn)了計算機運行效率的提升。

2 數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)現(xiàn)狀

盡管計算機軟件工程發(fā)展迅速，但是現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)在許多方面還存在著不足。如用戶在實際使用功能性軟件的過程中，受制于傳統(tǒng)的指令傳遞方式，需按照“發(fā)出指令—傳遞指令—分析指令—調(diào)用數(shù)據(jù)—計算數(shù)據(jù)—返回數(shù)據(jù)—返回指令—顯示結(jié)果”這一套流程，嚴重影響了系統(tǒng)軟件的運行速度。數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的編程語言查詢數(shù)據(jù)的效率還不夠高，無法滿足用戶對及時性和便捷性的需求，對于一些復雜結(jié)果無法給出相對應的計算值，容易陷入死循環(huán)的情況。因而，需要對數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的功能進一步深挖，提升查詢速度，有效整合相近信息，充分拓展數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，降低計算機的內(nèi)部損耗。同時，也需要從根本上總結(jié)分析計算機軟件工程項目的管理經(jīng)驗，從項目規(guī)劃入手，對整個軟件的詳細功能和生存周期做出詳盡的規(guī)劃判斷。要充分考慮技術(shù)的升級換代，預留相關(guān)數(shù)據(jù)接口，為以后更新奠定基礎(chǔ)，進一步提高數(shù)據(jù)的整合程度和關(guān)聯(lián)程度，切實提高用戶的使用體驗[3]。另外，計算機軟件工程對存儲的要求比較高，需要積極拓展數(shù)據(jù)庫存儲空間，同時在異地備份、雙向備份和鏡像管理上下功夫，真正將原有單一的數(shù)據(jù)模式升級為多方位立體化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

3 數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)應用

計算機軟件工程中，數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的應用主要分為四個方面，分別是加密保護、模式優(yōu)化、編程分析和開發(fā)設(shè)計（如圖2）。由于當前普遍應用的數(shù)據(jù)庫和相關(guān)編程技術(shù)都是國外技術(shù)，國內(nèi)對相關(guān)技術(shù)的引進和推廣還需一定時間，這就對數(shù)據(jù)庫的更新和開發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的應用不僅僅是編程語言的運用過程，也是數(shù)據(jù)的使用與實踐過程。將數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的效果最大化，積極結(jié)合實際情況，把握用戶真正關(guān)心的內(nèi)容，才能更好地完成用戶體驗的提升。要科學有效地架設(shè)相關(guān)系統(tǒng)平臺，基于用戶的意見積極整改，以更好的質(zhì)量兼容不同平臺和不同設(shè)備，進而全面提升軟件設(shè)計的效果與功能。

圖2 數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)應用

3.1 加密保護

在數(shù)據(jù)庫的安全運行和維護過程中，對文件的加密保護是十分重要的一個環(huán)節(jié)。利用數(shù)據(jù)庫的編程方法進行加密保護的主要途徑就是提高登錄口令的復雜性，實時改變登錄時的驗證方式，從而防止數(shù)據(jù)庫有效信息泄露。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，越來越多的指標受到數(shù)字化方法的評估和存儲，計算機軟件工程中，如果泄露了一些關(guān)鍵信息，后果將是不堪設(shè)想的。因此，需要運用相關(guān)的數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)對文件和數(shù)據(jù)進行加密。

在實際運用過程中，數(shù)據(jù)庫編程手段主要采取分層加密和逐步鑒權(quán)的方式，即將數(shù)據(jù)庫文件分為不同的加密等級，通過比較鑒權(quán)口令，讓管理員和用戶獲得相關(guān)數(shù)據(jù)的操縱權(quán)和控制權(quán)。對于一些核心保護數(shù)據(jù)，用戶可以自行選擇登錄等級和登錄方式，結(jié)合實際操作確定用戶的管理等級，及時更新用戶的操作行為和登錄地點。當出現(xiàn)非常規(guī)登錄方式時，要及時進行人臉驗證或手機驗證，保證是用戶本人在進行操作。同時，積極更新相關(guān)登錄方式，改變常用的數(shù)據(jù)庫登錄端口，能更好地隱藏實際登錄地址。在進行數(shù)據(jù)的高權(quán)限操作時，需要管理員和用戶上傳私鑰文件，核對登錄密碼。出現(xiàn)多次非法登錄后，數(shù)據(jù)庫可以進一步采取限制相關(guān)IP地址登錄的方式來限制對數(shù)據(jù)庫的破解攻擊，逐步延長封禁的時間和頻率，在必要時可以完全關(guān)閉數(shù)據(jù)庫的基本對外接口，等待較長的時間后才可重新嘗試連接[4]。數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)也開發(fā)了相對應的防破解保護層，可以有效地防止DDOS對數(shù)據(jù)庫的飽和式攻擊，進一步保護核心有效數(shù)據(jù)，同時找出攻擊者所在的IP地址，積極破解相關(guān)的違法犯罪行為。數(shù)據(jù)庫存儲的編碼格式也有所改變，采用64位嚴格加密方式，完全的遍歷式破解需要上百年，即使入侵者獲得了相關(guān)數(shù)據(jù)，也不能準確獲得其中的信息，這進一步提升了數(shù)據(jù)的安全性。在對數(shù)據(jù)庫文件進行加密和保護的過程中，相關(guān)技術(shù)人員也需要充分考慮不同系統(tǒng)的兼容性，考慮編碼的適用范圍，更新編碼加密手段，從系統(tǒng)層面優(yōu)化數(shù)據(jù)庫加密方式，讓數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)既可以很好地保護加密相關(guān)核心數(shù)據(jù)，又不會降低用戶的實際體驗感。

3.2 模式優(yōu)化

數(shù)據(jù)庫的存儲功能設(shè)計應當積極考慮數(shù)據(jù)庫的使用范圍和使用方法，進一步優(yōu)化軟件層面和數(shù)據(jù)庫層面的交互邏輯，提升整個計算機軟件工程的穩(wěn)定性和高效性。對于潛在的風險要及時預防，并針對性地提出解決方案，還要針對突發(fā)的宕機做足預案，做好基本數(shù)據(jù)的備份與鏡像工作，構(gòu)建多臺數(shù)據(jù)庫之間的負載均衡功能。在軟件的設(shè)計過程中，要從軟件的基本功能入手，選擇合適的數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)，運用相關(guān)計算機的項目管理方式，對數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的編程方法進行優(yōu)化，提高軟件的運行速度和反饋速度，積極思考軟件的可拓展性，不斷提升軟件的實際價值。在數(shù)據(jù)庫的編程技術(shù)中，對于運行中產(chǎn)生的碎片也要及時整理，刪除不需要的文件垃圾。另外，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也要及時升級相關(guān)軟件補丁，預防軟件系統(tǒng)中可能存在的漏洞。積極采取創(chuàng)新的方式對計算資源進行優(yōu)化，采取多種分類和篩選方法，提升數(shù)據(jù)庫的運行效率，構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)選取和更改路程，創(chuàng)新發(fā)展計算機軟件層面的系統(tǒng)性框架，充分利用數(shù)據(jù)庫中的運算資源，降低管理員的運維難度。

積極構(gòu)建軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的交互反饋平臺，提升數(shù)據(jù)庫對軟件層的支撐效果，發(fā)展現(xiàn)代化的信息數(shù)據(jù)文件訪問流程。針對軟件的不同操作命令，分門別類地采取不同的訪問和操作手段，創(chuàng)新發(fā)展數(shù)據(jù)庫編程方式，將多種現(xiàn)有技術(shù)有效地整合統(tǒng)一，協(xié)調(diào)計算機的不同部分完成軟件任務。在實際操作中，可以多種數(shù)據(jù)編程技術(shù)結(jié)合的方式提升數(shù)據(jù)庫的運行效率，例如可以應用Access軟件提升PC端的數(shù)據(jù)庫編程效率。在服務器端進行編程操作時，可以采用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲方式，運用phpMyAdmin等軟件對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進行修改和完善，進一步提升數(shù)據(jù)庫的并發(fā)性能，降低數(shù)據(jù)庫占用的系統(tǒng)性能，提升數(shù)據(jù)庫的運行效率，更好地操縱數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部邏輯和內(nèi)部關(guān)系。切實提升數(shù)據(jù)庫的應用場景和應用范圍，將現(xiàn)代化項目管理技術(shù)和管理經(jīng)驗運用到數(shù)據(jù)庫的管理之中，提升數(shù)據(jù)庫在實際工作中的運行效率，降低管理員的工作難度，利用多種有效措施增強數(shù)據(jù)庫的編程效果和使用效果。

3.3 編程分析

在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實際運行中，運營維護人員需要選擇合理的編程技術(shù)對數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的語句進行編寫和策劃，對不同編程語言的應用場景進行分析，合理地使用相關(guān)編程工具框架，以合理高效的編程思維，進一步優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的編程方法。在實際編程工作中，程序員需要根據(jù)應用場景和客戶需要，結(jié)合不同編程語言的使用方法和使用場景，有針對性地選擇相對應的編程語言。目前，數(shù)據(jù)庫中常用的語言包括C++、Java、Python等，不同編程語言具有不同的特點，因此需要根據(jù)運行效果進一步選擇。C++編程語言較為適合大型數(shù)據(jù)庫的編程與運營，廣泛應用于數(shù)據(jù)庫的基本編程之中。Java語言則是軟件設(shè)計中的通用語言，編程效率高，穩(wěn)定性好，便于后續(xù)的進一步拓展和開發(fā)。Python語言是“萬能的膠水語言”，操作較為簡單，被廣泛應用于數(shù)據(jù)庫的接口部分，便于不同編程語言之間傳遞信息[5]。不同編程語言的詳細參數(shù)如表1所示。

表1 不同編程語言的詳細參數(shù)

在這種情況下，需要編程管理人員更好地關(guān)注數(shù)據(jù)庫的信息傳輸和信息操縱功能，確保不同編程語言的平穩(wěn)有序運行，提升數(shù)據(jù)庫級別的系統(tǒng)穩(wěn)定性，對于出現(xiàn)的問題及時分析和解決，保證軟件的正常運行。

在數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)開發(fā)過程中，應當積極開發(fā)數(shù)據(jù)庫與其他應用程序的對接和拓展，開發(fā)全新的數(shù)據(jù)庫應用場景。數(shù)據(jù)庫處理信息的功能非常強大，對于百萬計甚至更多的數(shù)據(jù)也能很好地處理和分析。要積極采用寫作創(chuàng)新的新型信息管理模式，以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫部分作為基礎(chǔ)，開發(fā)多種應用場景，優(yōu)化工作路徑，不斷提升數(shù)據(jù)庫內(nèi)核語句的性能，對數(shù)據(jù)庫功能積極改良和創(chuàng)新，構(gòu)建小型數(shù)據(jù)庫應用模塊，真正做到數(shù)據(jù)庫的開箱即用，更好地適應不同開發(fā)軟件和開發(fā)平臺。明確數(shù)據(jù)庫的開發(fā)方向和開發(fā)路線，在構(gòu)建全新的數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)應用框架時，不僅可保證數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的科學性，還保證了數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定可靠性，提升了編程技術(shù)的可拓展性，從多個維度上優(yōu)化了數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)算法，創(chuàng)新了信息的運行方法，真正提升了數(shù)據(jù)庫處理批量數(shù)據(jù)的能力，拓展了數(shù)據(jù)庫的應用深度。

3.4 開發(fā)設(shè)計

在對數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的分析中，還應當充分兼顧數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的拓展性，正確分配數(shù)據(jù)每個部分的構(gòu)成模式和內(nèi)部任務，比較不同措施的可行性，對系統(tǒng)進行全局優(yōu)化，多方面增強數(shù)據(jù)庫的性能。在實際的大型軟件工程中，需要充分考慮不同服務器、服務器與數(shù)據(jù)庫、前端和后端之間的搭配關(guān)系，正確高效地部署數(shù)據(jù)庫，采用一系列現(xiàn)有比較成熟的云數(shù)據(jù)庫方案，最大化發(fā)揮數(shù)據(jù)庫的性能，有效地預防突發(fā)情況，增強數(shù)據(jù)接口的特征性。應對數(shù)據(jù)庫進行實時備份，設(shè)計一系列冗余防災方案，便于在發(fā)生宕機時及時將現(xiàn)有服務轉(zhuǎn)移到備用服務器上。

程序編程人員在開發(fā)設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，應當結(jié)合實際情況分析后端的真實需求，在確保數(shù)據(jù)庫效果的前提下，選擇合適的數(shù)據(jù)庫類型。有針對性地選擇字段名稱和字段值，更全面地處理整體數(shù)據(jù)信息，選擇適合當前編程技術(shù)的編程語言，提高不同語言之間的兼容性，提高對不同語言的應用轉(zhuǎn)化方法，提升編程質(zhì)量和運行質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)庫的使用壽命，為之后的開發(fā)預留空間和接口，為數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的更新奠定基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)的應用也需要培養(yǎng)一批優(yōu)質(zhì)技術(shù)人才，全方位設(shè)計計算機軟件工程中的整體化需求，將前端部分和后端部分更加專業(yè)地深度融合，發(fā)揮不同應用模塊的優(yōu)勢和長處，通過相關(guān)技術(shù)人員的溝通配合，提升數(shù)據(jù)庫的整體設(shè)計效果。要有針對性地開展相關(guān)緊缺崗位的培訓和招聘工作，吸納更多的有識之士，健全相關(guān)人才選拔提升機制，成立相關(guān)專業(yè)團隊，形成眾多專業(yè)化小組進行分工和討論，促進數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整體編程效果的實質(zhì)性提升。

4 結(jié)語

在計算機軟件工程中，最為關(guān)鍵的部分就是數(shù)據(jù)庫編程部分。在計算機軟件工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計中，需要進一步加強面向?qū)ο筮M行開發(fā)的基本設(shè)計思路，拓展多種數(shù)據(jù)庫加密方式，提升數(shù)據(jù)庫的保密性和安全性，以保護用戶的數(shù)據(jù)信息不被泄露。要拓展多種運行模式，貫穿于軟件工程的全過程，將不同編程技術(shù)的優(yōu)勢有機結(jié)合，優(yōu)化用戶的實際操作體驗。進一步改善和提升訪問模式，預留相關(guān)拓展接口。有針對性地培養(yǎng)一批專業(yè)的數(shù)據(jù)庫編程人才，使得前端產(chǎn)品和后端產(chǎn)品更好地協(xié)同發(fā)展，提升數(shù)據(jù)庫對實際工作的貢獻程度，促進軟件工程發(fā)展模式協(xié)同化，從多個方面提升數(shù)據(jù)庫的有效性和可靠性，為今后數(shù)據(jù)庫技術(shù)的更新奠定基礎(chǔ)。