計算機等級考試四級數(shù)據(jù)庫工程師考試知識點總結.pdf

全國計算機等級考試四級教程 全國計算機等級考試四級教程 數(shù)據(jù)庫工程師 數(shù)據(jù)庫工程師 第一章第一章引引 論論 1 數(shù)據(jù)庫技術產(chǎn)生于 20 世紀 60 年代 是信息系統(tǒng)的核心技術和重要基礎 2 計算機科學與技術學科劃分為四個專業(yè)方向 計算機科學 CS 計算機工程 CE 軟件工程 SE 信息技術 IT 1 1 1 1 基本概念基本概念 1 1 1 1 1 1 信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù) 1 信息 物質 能量是組成客觀世界并促進社會發(fā)展的三大基本要素 2 信息 Information 是客觀世界事物的存在方式和運動狀態(tài)的反映 是對事物之間相互聯(lián)系 相 互作用的描述 信息具有可感知 可存儲 可加工 可傳遞和可再生的自然屬性 3 數(shù)據(jù) Data 是描述現(xiàn)實世界事物的符號記錄 是用物理符號記錄下來的可以識別的信息 不同的 物理符號體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的不同表現(xiàn)形式 4 信息與數(shù)據(jù)間存在固有聯(lián)系 數(shù)據(jù)是信息的符號表示 或稱為載體 信息則是數(shù)據(jù)的語義解釋 是數(shù) 據(jù)的內涵 信息以數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來 并為人們理解和接受 5 數(shù)據(jù)處理 Data Processing 是指對數(shù)據(jù)進行分類 收集 組織 存儲 進而從已數(shù)據(jù)出發(fā) 抽 取或推導出新的數(shù)據(jù) 這些數(shù)據(jù)表示了新的信息 6 數(shù)據(jù)管理 Data Management 是指對數(shù)據(jù)的分類 收集 組織 編碼 存儲 檢索和維護 是數(shù) 據(jù)處理業(yè)務的重要環(huán)節(jié) 7 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理的區(qū)別在于 數(shù)據(jù)處理除了具有數(shù)據(jù)管理功能外 還可通過數(shù)據(jù)管理得到的數(shù)據(jù) 進一步深加工 從中獲取新的數(shù)據(jù)和信息 1 1 1 1 2 2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 1 數(shù)據(jù)庫 DB DataBase 是長期存儲在計算機內有組織的 大量的 共享的數(shù)據(jù)集合 2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS Database Management System 是指在計算機系統(tǒng)中 位于用戶與操作系 統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件 是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心 3 廣義的 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) DBS DataBase System 是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的軟硬件系統(tǒng) 構成 DBS 一般分成三個層次 1 計算機硬件平臺 2 系統(tǒng)軟件和應用軟件 3 用戶 在不引 起混淆和歧義的情況下 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫 4 狹義的 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 是由數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成的軟件系統(tǒng) 主要為用戶提供數(shù)據(jù)存儲和 查詢 插入 修改 刪除 更 8 有新等數(shù)據(jù)管理功能 5 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) DBAS DataBase Application System 是由數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫 應用程序組成的軟件系統(tǒng) 它面向具體應用領域 提供了更為復雜的數(shù)據(jù)處理功能 6 數(shù)據(jù)庫技術 是研究數(shù)據(jù)庫的結構 存儲 設計 管理和使用的一門計算機應用學科 7 數(shù)據(jù)庫技術與其它計算機科學有密切關系 1 數(shù)據(jù)庫技術以文件系統(tǒng)為基礎發(fā)展而來 DBMS 需要操作系統(tǒng)的支持 數(shù)據(jù)庫以文件形式存儲 在外部存儲上的 2 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)結構的關系很密切 數(shù)據(jù)庫技術不僅用到數(shù)據(jù)結構中的鏈表 樹 圖等知識 各種數(shù)據(jù)模型本身就屬于復雜數(shù)據(jù)結構 3 主流的關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 其理論基礎是關系數(shù)據(jù)模型 而該模型是在離散數(shù)學集合論中 關 系 這一基本概念上發(fā)展起來的 4 當用戶訪問數(shù)據(jù)庫 DBMS 對用戶提交的查詢操作類似于 計算機編譯系統(tǒng)對程序的編譯過程 5 開發(fā)一些大型的 DBS 或 DBMS 的過程 要遵循軟件工程的開發(fā)模式 1 1 2 2 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 1 1 2 2 1 1 數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型概念 1 數(shù)據(jù)模型 Data Model 對現(xiàn)實世界的特征抽象 是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的形式框架 是用來描述數(shù)據(jù)的一 組概念和定義 包括描述數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)聯(lián)系 數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)語義以及數(shù)據(jù)一致性的概念工具 2 數(shù)據(jù)模型應滿足 3 個條件 1 能夠比較真實地模擬現(xiàn)實世界 2 容易為人們所理解 3 便于在 計算機上實現(xiàn) 3 數(shù)據(jù)模型的組成 1 數(shù)據(jù)結構 用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征 從語法角度表述了客觀世界中數(shù)據(jù)對象本身的結構和 數(shù)據(jù)對象之間的關聯(lián)關系 是刻畫一個數(shù)據(jù)模型性質最重要的方面 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中 通常 按照數(shù)據(jù)結構的類型來區(qū)分 命名各種數(shù)模 如層次 網(wǎng)狀 關系數(shù)模 2 數(shù)據(jù)操作 用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特征 是一組對數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對象允許執(zhí)行的操作和操 作規(guī)則組成的集合 數(shù)據(jù)操作可以是檢索 插入等 數(shù)模必須定義這些操作的確切含義 操 作符號 操作規(guī)則以及實現(xiàn)操作的數(shù)據(jù)庫語言 3 數(shù)據(jù)完整性約束 是一組完整性規(guī)則的集合 它定義了數(shù)模必須遵守的語義約束 也規(guī)定了 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)內部及數(shù)據(jù)之間聯(lián)系所必須滿足的語義約束 它限定了數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)以及狀態(tài) 的變化 以便維護數(shù)據(jù)的正確性 有效性 1 1 2 2 2 2 數(shù)據(jù)模型分類數(shù)據(jù)模型分類 1 用數(shù)據(jù)模型這一概念來描述數(shù)據(jù)庫的結構和語義 通過現(xiàn)實世界 信息世界 機器世界 建模過程 的抽象轉換過程構建數(shù)據(jù)庫 并根據(jù)模型所定義的規(guī)范去管理和使用數(shù)據(jù) 2 建模過程 1 將現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)對象抽象為信息世界中的某一信息結構 2 再將信息結構轉換為 機器世界中某一具體 DBMS 支持的數(shù)據(jù)模型 并存儲于計算機中 3 數(shù)據(jù)模型分類 由上到下 1 概念數(shù)據(jù)模型 概念模型 按用戶的觀點對數(shù)據(jù)和信息進行建模 是現(xiàn)實世界到信息世界的 第一層抽象 強調其語義表達功能 易于用戶理解 是用戶與設計人員交流的語言 主要用 于數(shù)據(jù)庫設計 最常用的是實體 聯(lián)系模型 2 數(shù)據(jù)結構模型 表示型 實現(xiàn)型 是機器世界中與具體 DBMS 相關的數(shù)據(jù)模型 包括關系模型 網(wǎng)狀模型和層次模型 3 物理數(shù)據(jù)模型 屬底層數(shù)據(jù)模型 描述數(shù)據(jù)的實際存儲方式 1 1 3 3 數(shù)據(jù)視圖與模式結構數(shù)據(jù)視圖與模式結構 1 1 3 3 1 1 數(shù)據(jù)視圖與數(shù)據(jù)抽象數(shù)據(jù)視圖與數(shù)據(jù)抽象 1 數(shù)據(jù)視圖 指從某個角度看到的客觀世界數(shù)據(jù)對象的特征 是對數(shù)據(jù)對象某一方面特征的描述 2 數(shù)據(jù)抽象 是一種數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)庫設計原則 是指專注于數(shù)據(jù)對象的某方面特征 而忽略其他 特征 3 集和值 集是指對某一類數(shù)據(jù)的結構和屬性的說明 值是集的一個具體賦值 4 數(shù)據(jù)模式 對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)某方面結構和特征的描述 它僅涉及集的描述 不涉及具體的值 1 1 3 3 2 2 三級模式結構三級模式結構 從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度 從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)角度 1 數(shù)據(jù)庫三級模式結構 外部級 概念級和內部級 分別定義了外模式 模式和內模式 用于從不 同角度描述數(shù)據(jù)庫結構 2 模式 1 也稱邏輯模式 概念模式 2 對數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述 是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖 3 模式不僅定義了數(shù)據(jù)的邏輯結構 還定義了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系 與數(shù)據(jù)的關的安全性和完 整性要求 4 一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式 建立在某種數(shù)據(jù)結構模型基礎上 3 外模式 1 也稱子模式 用戶模式 用戶視圖 2 是對數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述 3 一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式 每個外模式描述了某個特定用戶所使用的局部數(shù)據(jù)的邏 輯結構和特征 是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示 4 外模式還是保證數(shù)據(jù)安全的有力措施 每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數(shù) 據(jù) 其它數(shù)據(jù)對他是不可見的 4 內模式 1 也稱物理模式 存儲模式 2 是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理結構和存儲方式的描述 代表了數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內部的表示方式 和物理組織結構 1 1 3 3 3 3 二級映象與數(shù)據(jù)獨立性二級映象與數(shù)據(jù)獨立性 1 外模式 模式映象 1 定義了數(shù)據(jù)庫中不同用戶的外模式與數(shù)據(jù)庫邏輯模式之間的對應關系 2 可有多個外模式 模式映象 對于每個外模式 需要一個外模式 模式映象來定義該外模 式與模式之間的對應關系 3 當模式發(fā)生變化時 只需調整外模式 模式間的映象關系 而外模式無需修改 保證了數(shù) 據(jù)與應用程序的邏輯獨立性 稱為數(shù)據(jù)的邏輯獨立性 2 模式 內模式映象 1 定義了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)全局邏輯結構 與這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的物理存儲組織結構之間的對 應關系 2 模式 內模式映象是唯一的 3 當內模式發(fā)生變化時 只需調整模式 內模式映象關系 而模式無需修改 保證了數(shù)據(jù)庫 中的數(shù)據(jù)與應用程序間的物理獨立性 稱為數(shù)據(jù)的物理獨立性 1 1 4 4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構 1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結構 從用戶角度 是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成構件 各構件的功能及各構件間的 協(xié)同工作方式 2 分類 1 集中式 全部數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理功能均集中在一臺計算機上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 包括單用戶和 主從式兩種 單用戶 DBS 是指系統(tǒng)由一個用戶獨占 不同機器間不能共享數(shù)據(jù) 主從式 DBS 是指一個主機帶多個分時多用戶的 DBS 2 分布式 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個整體 但在物理上卻可以分布在網(wǎng)絡中不同數(shù) 據(jù)管理節(jié)點上 3 客戶 服務器 將 DBMS 和數(shù)據(jù)庫應用分開 網(wǎng)絡中某些節(jié)點上的計算機專門執(zhí)行 DBMS 功能 負責數(shù)據(jù)管理服務 稱為數(shù)據(jù)庫服務器 其他節(jié)點的計算機上安裝 DBMS 的外圍應 用開發(fā)工具 支持用戶的應用 主要負責數(shù)據(jù)表示服務 稱為客戶端 4 并行式 硬件平臺是并行計算機系統(tǒng) 使用多個 CPU 和多個磁盤進行并行數(shù)據(jù)處理和磁 盤訪問操作 以提高執(zhí)行速度 5 WEB 式 由通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來的客戶端 WEB 服務器 數(shù)據(jù)庫服務器組成 1 1 5 5 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 1 1 5 5 1 1 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能 1 數(shù)據(jù)定義功能 DBMS 提供了數(shù)據(jù)定義語言 DDL 用戶利用 DDL 定義數(shù)據(jù)庫對象的三級 模式結構 描述數(shù)據(jù)庫的結構特征 2 數(shù)據(jù)操縱功能 DBMS 提供數(shù)據(jù)操縱語言 DML 用戶利用 DML 對數(shù)據(jù)進行查詢 插入 刪除或更新 3 數(shù)據(jù)庫運行管理和控制功能 4 數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能 1 1 5 5 2 2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結構全局結構 圖 圖 1 DBS 可分為用戶 人機交互界面 DBMS 和磁盤四個層次 2 用戶可分為四類 數(shù)據(jù)庫管理員 DBA 專業(yè)用戶 應用程序員 終端用戶 3 DBMS 可分為兩部份 1 查詢處理器 面向用戶查詢請求 包括以下幾個功能模塊 DML 編譯器 嵌入式 DML 的 預編譯器 DDL 編譯器 查詢執(zhí)行引擎 2 存儲管理器 面向數(shù)據(jù)存儲訪問 包括以下幾個功能模塊 權限和完整性管理器 事務 管理器 文件管理器 緩沖區(qū)管理器 4 磁盤存儲的類型 1 以數(shù)據(jù)庫文件方式存儲的應用數(shù)據(jù) 2 數(shù)據(jù)字典 3 為提高查詢速度而設置的數(shù)據(jù)庫引擎 4 DMS 運行時的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù) 5 日志信息 1 1 6 6 數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展和應用數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展和應用 1 第一代 DBS 60 年代末 70 年代初 層次型和網(wǎng)狀型 DBS 2 第二代 DBS 70 年代后期 關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 3 新型 DBS 80 年代 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 90 年代 面向對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 第二章第二章 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) DBASDBAS 生命周期 生命周期 2 2 1 1 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)生命周期數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)生命周期 2 2 1 1 1 1 軟件工程與軟件開發(fā)方法軟件工程與軟件開發(fā)方法 1 軟件工程 指導計算機軟件開發(fā)和維護的工程科學 它采用工程化的概念 原理 技術和方法 以及正確的項目管理技術 來開發(fā)和維護軟件 它將系統(tǒng)化 規(guī)范化 定量化方法應用于軟件的 開發(fā) 操作和維護 也就是將工程化應用于軟件生產(chǎn) 2 軟件工程的目標 在給定成本 進度的前提下 開發(fā)出滿足用戶需求并具有下述特征的軟件產(chǎn)品 可修改性 有效性 可靠性 可理解性 可維護性 可重用性 可適應性 可移植性 可追蹤性 和可互操作性 3 軟件生命周期 以及開發(fā)周期 指軟件產(chǎn)品從考慮其概念開始 到該不再使用的整個時期 產(chǎn) 品交付使用的整個時期 包括概念階段 需求階段 設計階段 實現(xiàn)階段 測試階段 安裝部 署及交付階段 4 軟件項目管理 為了能使軟件開發(fā)按預定的質量 進度和成本進行 而對成本 質量 進度 人 員 風險等進行分析和有效管理的一系列活動 5 軟件工程以關注軟件質量為特征 由方法 工具和過程三部分組成 6 軟件過程模型 軟件開發(fā)模型 是對軟件過程的一種抽象表示 表示了軟件過程的整體框架和 軟件開發(fā)活動各階段間的關系 常見的有 瀑布模型 快速原形模型 增量模型和螺旋模型 2 2 1 1 2 2 DBASDBAS 面向某個特定領域 實現(xiàn)特定功能的計算機軟件 硬件的集成體面向某個特定領域 實現(xiàn)特定功能的計算機軟件 硬件的集成體 軟件組成 軟件組成 1 數(shù)據(jù)庫應用軟件在內部可看作由一系列軟件模塊 子系統(tǒng)組成 這些模塊 子系統(tǒng)可分成兩類 1 與數(shù)據(jù)訪問有關的數(shù)據(jù)庫事務模塊 利用 DBMS 提供的數(shù)據(jù)庫管理功能 以數(shù)據(jù)庫事務方 式直接對數(shù)據(jù)庫中的各類應用數(shù)據(jù)進行操作 模塊粒度較小 2 與數(shù)據(jù)訪問無直接關聯(lián)的應用模塊 在許多與數(shù)據(jù)處理有關的應用系統(tǒng)中 對數(shù)據(jù)庫的 訪問只是整體中的一部分 其他功能則與數(shù)據(jù)庫訪問無直接關系 這部分模塊粒度可以 比較大 2 DBAS 設計開發(fā)的硬件方面 主要涉及根據(jù)系統(tǒng)的功能 性能 存儲等需求選擇和配置合適的計 算機硬件平臺 并與開發(fā)好的 DBAS 軟件系統(tǒng)進行集成 組成完整的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) 2 2 1 1 3 3 DBASDBAS 生命周期模型生命周期模型 1 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的生命周期模型 圖 p17 1 參照軟件開發(fā)瀑布模型的原理 DBAS 的生命周期由項目規(guī)劃 需求分析 系統(tǒng)設計 實 現(xiàn)和部署 運行管理與維護等 5 個基本活動組成 2 將快速原形模型和增量模型的開發(fā)思路引入 DBAS 生命周期模型 允許漸進 迭代地開發(fā) DBAS 3 根據(jù) DBAS 的軟件組成和各自功能 細化 DBAS 需求分析和設計階段 引入了數(shù)據(jù)組織與 存儲設計 數(shù)據(jù)訪問與處理設計 應用設計三條設計主線 分別用于設計 DBAS 中的數(shù)據(jù) 庫 數(shù)據(jù)庫事務和應用程序 4 將 DBAS 設計階段細分為概念設計 邏輯設計 物理設計三個步驟 每一步的設計內容又 涵蓋了三條設計主線 2 2 2 2 規(guī)劃與分析 規(guī)劃與分析 圖圖 p18p18 2 2 2 2 1 1 系統(tǒng)規(guī)劃與定義系統(tǒng)規(guī)劃與定義 1 定義 系統(tǒng)規(guī)劃與分析是面向將要開發(fā)的 DBAS 通過了解用戶實際需求 明確該系統(tǒng)需要實現(xiàn) 的目標和任務 并從數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)處理的角度 確定系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫軟件的功能 性能范圍 2 系統(tǒng)規(guī)劃與定義包括 1 任務陳述 描述所要開發(fā)的 DBAS 的總體目標 2 確定任務目標 3 確定系統(tǒng)范圍和邊界 4 確定用戶視圖 2 2 2 2 2 2 可行性分析可行性分析 1 可行性分析包括以下四方面 1 經(jīng)濟可行性 對項目進行成本效益分析 DBAS 的成本主要包括 A 軟硬件購置費用 B 系統(tǒng)開發(fā)費用 C 系統(tǒng)安裝 運行 維護費用 2 技術可行性 是根據(jù)用戶提出的系統(tǒng)功能 性能及實現(xiàn)系統(tǒng)的各項約束條件 對系統(tǒng)軟 件 硬件 技術方案作出評估和選擇建議 A 硬件可行性研究是分析 DBAS 的硬件平臺環(huán)境和設置 B 軟件可行性研究包括 對可用的 DBMS 和操作系統(tǒng)的選型評估 對中間件和開發(fā)環(huán)境的 選型建議 對 DBAS 開發(fā)模式和編程語言的建議 C 技術方案的選擇是根據(jù)系統(tǒng)技術需求 提出 DBAS 可能采用的合理技術方案和關鍵技術 3 操作可行性 是論證是否具備 DBAS 開發(fā)所需的各類人員資源 軟件資源 硬件資源和工 作環(huán)境等 以及為支持 DBAS 開發(fā)如何去改進加強這幾方面資源 4 開發(fā)方案選擇 目的是提出并評價實現(xiàn)系統(tǒng)的各種開發(fā)方案 從中選出一種適用于 DBAS 軟件的開發(fā)方案 2 2 2 2 3 3 項目規(guī)劃項目規(guī)劃 1 項目規(guī)劃是項目管理者對資源 成本和進度做出合理估算 并在此基礎上制定切實可行的 DBAS 項目開發(fā)計劃 2 項目規(guī)劃包括以下內容 1 確定項目的目標和范圍 2 根據(jù) DBAS 軟件開發(fā)模型 分解和定義整個項目包括的工作活動和任務 3 估算完成該項目的規(guī)模和所需各種資源 4 制定合理的 DBAS 項目計劃 3 項目規(guī)劃的結果應形成數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)項目計劃文檔 即項目計劃書 2 2 3 3 需求分析需求分析 1 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)需求是指用戶對 DBAS 在功能 性能 行為 設計約束等方面的期望和要求 2 DBAS 需求分析是在已經(jīng)明確的 DBAS 系統(tǒng)范圍基礎上 通過對應用問題的理解和分析 采用合適 的工具和符號 系統(tǒng)地描述 DBAS 的功能特征 性能特征和約束 并形成需求規(guī)范說明文檔 3 需求分析過程由需求獲取 需求分析 需求描述和規(guī)范說明 需求驗證等組成 4 DBAS 的需求分析包括 1 數(shù)據(jù)需求分析 2 數(shù)據(jù)處理需求分析 3 務需求分析 4 分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在性能 存儲 安全 備份與恢復等方面的要求 2 2 3 3 1 1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理需求分析 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理需求分析 承上分別介紹承上分別介紹 1 數(shù)據(jù)需求分析 是從對數(shù)據(jù)組織與存儲的設計角度 辨識應用領域所管理的各類數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結 構 與數(shù)據(jù)處理需求分析結果一起 組成數(shù)據(jù)字典 包括 5 個部分 Def 是一種用戶可以訪問的 記錄數(shù)據(jù)庫和應用程序元數(shù)據(jù)的目錄 它詳細描述系統(tǒng)中的全部數(shù)據(jù) 2 數(shù)據(jù)處理需求分析 是從數(shù)據(jù)訪問和處理的角度 明確對各類數(shù)據(jù)項所需進行的數(shù)據(jù)訪問操作 分析結果可表示為數(shù)據(jù)流圖或事務規(guī)范 DFD 3 事務規(guī)范包括 1 事務名稱 2 事務描述 3 事務所訪問的數(shù)據(jù)項 4 事務用戶 2 2 3 3 2 2 業(yè)務規(guī)則需求分析業(yè)務規(guī)則需求分析 1 業(yè)務規(guī)則需求分析 是從 DBAS 高層目標和整體功能出發(fā) 分析系統(tǒng)或系統(tǒng)中一些大粒度子系統(tǒng) 應具有的業(yè)務類型和功能 明確用戶或外部系統(tǒng)與 DBAS 的交互模式 2 2 3 3 3 3 性能 性能 能做到什么程度能做到什么程度 需求分析 需求分析 1 DBAS 的性能指標 1 數(shù)據(jù)操作響應時間 或數(shù)據(jù)訪問響應時間 從提交請求到返回結果的時間 2 系統(tǒng)吞吐量 指系統(tǒng)在單位時間內所完成的事務或查詢的數(shù)量 單位為 TPS TPC 是指 事務處理性能委員會 3 允許并發(fā)訪問的最大用戶數(shù) 在保證響應時間的前提下 系統(tǒng)最多允許多少用戶同時訪 問數(shù)據(jù)庫 4 每 TPS 代價值 用于衡量系統(tǒng)性價比的指標 2 影響 DBAS 性能的因素 1 系統(tǒng)硬件資源 2 網(wǎng)絡通信設備性能 3 操作系統(tǒng)環(huán)境 4 數(shù)據(jù)庫的邏輯設計和物理設計質量 數(shù)據(jù)庫配置參數(shù) 5 DBAS 的配置和性能 6 數(shù)據(jù)庫應用程序自身 2 2 3 3 4 4 其它需求分析其它需求分析 1 存儲需求分析 是指估計 DBAS 系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)存儲量 包括 1 初始數(shù)據(jù)庫大小 2 數(shù)據(jù) 庫增長速度 存儲總量估算可采用 根據(jù)數(shù)據(jù)字典中每個數(shù)據(jù)項的結構描述信息 估計每個數(shù)據(jù) 項的容量 將所有數(shù)據(jù)項的容量累加 2 安全性需求分析 1 DBAS 系統(tǒng)應達到的安全控制級別 2 各類用戶的數(shù)據(jù)視圖和視圖訪問權限 3 DBAS 應有的口令保護機制或其它安全認證機制 用以控制用戶登錄數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 3 備份和恢復需求分析 1 DBAS 運行過程中備份數(shù)據(jù)庫的時間和備份周期 2 所需備份的數(shù)據(jù)是全部數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) 還是一部分 3 備份方式是采用完全備份還是采用差異備份 2 2 4 4 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 2 2 4 4 1 1 概念設計 概念設計 DBDB 概念模型設計和總體設計概念模型設計和總體設計 1 數(shù)據(jù)庫概念模型設計 是根據(jù)數(shù)據(jù)需求分析階段得到的需求結果 分析辨識需要組織存儲在數(shù)據(jù) 庫中的各類應用領域數(shù)據(jù)對象的特征及其相互之間關聯(lián)關系 并采用概念數(shù)據(jù)模型表示出來 得 到獨立于具體 DBMS 的數(shù)據(jù)庫概念模型 2 ER 方法 1 選擇局部應用 2 分別設計各個局部 ER 圖 3 局部 ER 圖合并 3 系統(tǒng)總體設計 1 確定 DBAS 體系結構 2 系統(tǒng)硬件平臺和操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件的選型和配置 3 應用軟件結構設計 軟件程序概要設計 4 對需求分析階段識別出的業(yè)務規(guī)則進行初步設計 細化業(yè)務規(guī)則流程 明確采用的關鍵 技術和算法 5 對系統(tǒng)采用的關鍵技術進行方案選型和初步設計 2 2 4 4 2 2 邏輯設計邏輯設計 1 數(shù)據(jù)庫邏輯結構設計 指從數(shù)據(jù)庫的概念模型出發(fā) 設計表示為邏輯模式的數(shù)據(jù)庫邏輯結構 即 從 ER 圖到關系模型 1 ER 圖轉換為初始關系模式 2 對初始關系模式進行優(yōu)化 3 檢查關系表對數(shù)據(jù)庫事務的支持性 4 確定關系模式的完整性約束 5 從數(shù)據(jù)安全性和獨立性出發(fā) 設計用戶視圖 2 應用程序概要設計 II 在 上細化 3 數(shù)據(jù)庫事務概要設計 2 2 4 4 3 3 物理設計物理設計 1 數(shù)據(jù)庫物理結構設計 主要指數(shù)據(jù)文件在外存上的存儲結構和存取方法 它依賴于系統(tǒng)具體的硬 件環(huán)境 操作系統(tǒng)和 DBMS 1 數(shù)據(jù)庫邏輯模式調整 2 選擇或配置基本關系表的文件組織形式 3 數(shù)據(jù)分布設計 4 安全模式設計 5 確定系統(tǒng)配置 6 物理模式評估 2 數(shù)據(jù)庫事務 相當于 VB 的事件 詳細設計 根據(jù)事務流程 利用 SQL 語句 數(shù)據(jù)庫訪問接口 采用高級程序設計語言或 DBMS 提供的事務實現(xiàn)機制 設計數(shù)據(jù)庫事務 3 應用程序詳細設計 2 2 5 5 實現(xiàn)與部署實現(xiàn)與部署 1 建立數(shù)據(jù)庫結構 2 數(shù)據(jù)加載 3 事務和應用程序的編碼及測試 4 系統(tǒng)集成 測試與試運行 5 系統(tǒng)部署 2 2 6 6 運行管理與維護運行管理與維護 2 2 6 6 1 1 日常維護日常維護 1 數(shù)據(jù)庫的備份與恢復 2 完整性維護 3 安全性維護 4 存儲空間管理 5 并發(fā)控制及死鎖處理 2 2 6 6 2 2 系統(tǒng)性能監(jiān)控和分析系統(tǒng)性能監(jiān)控和分析 1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以通過兩種途徑收集 1 由 DBMS 本身自動收集和存儲統(tǒng)計數(shù)據(jù) 2 通過監(jiān)控系統(tǒng)得到 2 2 6 6 3 3 系統(tǒng)性能優(yōu)化調整系統(tǒng)性能優(yōu)化調整 1 糸統(tǒng)性能優(yōu)化的手段有 數(shù)據(jù)查詢調整與優(yōu)化 索引調整 數(shù)據(jù)庫摸式調整 DBMS 和操作系統(tǒng) 參數(shù)調整等 2 模式調整主要涉及邏輯模式調整 可以從下考慮 1 已達到第三范式的基本表 不要進一步規(guī)范化為 BCNF 2 在分布式數(shù)據(jù)庫中 對一個基本表中某些頻繁被訪問的數(shù)據(jù) 可以按水平分區(qū)或垂直分 區(qū)方式拆分基本表 2 2 6 6 4 4 系統(tǒng)升級系統(tǒng)升級 1 改進應用桯序 2 數(shù)據(jù)庫重組 3 DBMS 和 OS 版本升級 第第 3 3 章章 需求分析及功能建模方法需求分析及功能建模方法 3 3 1 1 需求分析概述需求分析概述 3 3 1 1 1 1 需求分析概念需求分析概念 1 所謂需求分折 就是對待開發(fā)的系統(tǒng)要做什么 完成什么功能的全面描述 2 需求分析的工作 通過對需求的調查 了解 觀察和分析 通過對原始數(shù)據(jù)的收集 分類和抽象 并采用有效的技術 工具 對原始資料進行加工整理 描述開發(fā)目標 實現(xiàn)的功能及其相互關系 等活動的集合 3 需求的定義 客戶對一個待開發(fā)的系統(tǒng)在實現(xiàn)目標 完成功能 應達到的性能 安全性 可靠性 等方面的期望和要求的集合 4 需求獲取的困難 1 軟件功能復雜 2 需求的可變性 5 需求分析階段的主要任務 分析當前的業(yè)務流程 包括體系結構 各職能部門完成的主要任務 關系及其交流的信息 6 需求分析的結果通常以模型等建模工具和方法描述系統(tǒng)的信息流 功能結構及完成各功能需要的 數(shù)據(jù) 7 功能模型和軟件需求規(guī)格說明書是軟件開發(fā)的依據(jù) 將指導后續(xù)的開發(fā)工作 8 需求分析工作是系統(tǒng)分析員與用戶不斷交互的過程中完成的 3 3 1 1 2 2 系統(tǒng)分析員的職能系統(tǒng)分析員的職能 1 系統(tǒng)分析員的主要要任務 是確定應用信息系統(tǒng)及軟件產(chǎn)品應該達到的各項功能性要求和非功能 性要求 即用戶要做什么 2 系統(tǒng)分析員應該具備的素質 1 獲取需求的能力 2 管理及溝通能力 3 技術素養(yǎng) 3 3 1 1 3 3 需求獲取的方法需求獲取的方法 常用的幾種獲取需求的方法 1 面談 2 實地觀察 3 問卷調查 4 查閱資源 3 3 1 1 4 4 需求分析過程需求分析過程 1 標識問題 1 需求分析的第一步 通過對問題的識別和標識獲得所求解問題及其運行環(huán)境的理解 2 標識問題從現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務流程做起 理解現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務流程 3 在標識理解需求的同時 還要注意確定系統(tǒng)的人機界面 2 建立需求模型 1 模型是對現(xiàn)實原形所作的一種抽象 其本質是只關心與研究內容有關的因素 而忽略無 關的因素 其目的是把復雜的事物變得簡單 便于認識和分析 2 目前常用的模型方法主要有 DFD 數(shù)據(jù)流圖和 IDEFO 都屬于結構化分析方法 其特征是 抽象和分解 3 首先對應用領域進行全面的分析 發(fā)現(xiàn)并找出同類事物的本質 用抽象方法把這類事物 的非主要方面剔除 把握住事物的內部規(guī)律或本質 就可以找到解決辦法 然后采用自 上而下逐步求精的方法對復雜的問題進行分解 4 結構化分析及建模方法的主要優(yōu)點 A 不過早陷入具體的細節(jié) B 從整體或宏觀入手分析問題 C 通過圖形化的模型對象直觀地表示系統(tǒng)要做什么 完成什么功能 D 圖形化建模方法方便系統(tǒng)分析員理解和描述系統(tǒng) E 模型對象不涉及太多的技術術語 便于用戶理解 3 描述需求 1 需求描述的目標 對軟件項目功能性和非功能性的需求全面描述 2 功能性需求 指需要計算機實際解決的問題或實現(xiàn)的具體功能 明確描述系統(tǒng)必須做什 么 實現(xiàn)什么功能以及輸入輸出等 3 非功能性需求 軟件項目對實際運行環(huán)境的要求 4 需求描述主要由需求模型和需求說明書組成 說明書側重文字說明 內容如下 需求概 述 功能需求 信息需求 性能需求 環(huán)境需求 其他需求 5 在對需求進行分析過程中 系統(tǒng)分析員要經(jīng)?？紤]的問題 A 描述的需求是完全的嗎 B 需求描述是正確的和一致的嗎 C 描述的這些需求是可行的 實際可操作的嗎 D 描述中的每一條需求都是客戶需要的嗎 4 確認需求 1 評審委員會審核下列內容 功能需求 數(shù)據(jù)需求 性能 數(shù)據(jù)管理 其他需求 3 3 2 2 DFDDFD 建模方法建模方法 3 3 2 2 1 1 DFDDFD 方法的基本對象方法的基本對象 1 數(shù)據(jù)流 具有名字且有流向的數(shù)據(jù) 用標有名字的箭頭表示 2 處理 表示對數(shù)據(jù)的加工和變換 在圖中用矩形框表示 3 數(shù)據(jù)存儲 表示用數(shù)據(jù)庫形式存儲的數(shù)據(jù) 對其存取分別以指向或離開數(shù)據(jù)存儲的箭頭表示 4 數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)終點 表示當前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源和去向 其圖形符號以平行四邊形表示 3 3 2 2 2 2 開發(fā)開發(fā) DFDDFD 圖圖 1 DFD 圖采用自頂而下逐步細化的結構化分析方法表示目標系統(tǒng) 2 DFD 方法應以軟件項目的功能為中心進行抽象和分解 以數(shù)據(jù)流的變換來分析數(shù)據(jù)對企業(yè)中各類 業(yè)務活動的影響 3 3 2 2 3 3 建模案例 建模案例 p43p43 3 3 2 2 4 4 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典 1 數(shù)據(jù)字典包括以下說明信息 1 源點及終點詞條描述 2 數(shù)據(jù)流詞條描述 3 數(shù)據(jù)存儲 4 處理描述 5 數(shù)據(jù)元素詞條描述 3 3 3 3 IDEF0IDEF0 建模方法建模方法 3 3 3 3 1 1 概述概述 1 IDEF0 的基本思想是結構化分析方法 強調自頂而下有控制地逐步地展開細節(jié) 全面地描述系統(tǒng) 且通過建模來理解一個系統(tǒng) 一個模型由圖形文字說明 詞匯表及相互的交叉引用表組成 2 IDEF 方法的優(yōu)點 具有模型元素單一 語義豐富 更易于從全局角度分析考察問題 模型容易 理解 3 3 3 3 2 2 IDEF0IDEF0 方法方法 1 基本元素 1 矩形 代表活動 活動名稱標在矩形內 活動編號按要求標在矩形框右下角指定位置 2 箭頭 左邊的輸入箭頭代表完成活動需要的數(shù)據(jù) 上方的控制箭頭描述了影響活動的執(zhí) 行的事件或約束 右邊的輸出箭頭說明由活動產(chǎn)生的結果及信息 下方進入的機制箭頭 表示實施該活動的物理手段或資源 3 輸入輸出箭頭描述活動是什么 what 控制箭頭描述為何這么做 why 機制箭頭表示 如何做 how 2 IDEF0 模 1 一個 IDEF0 模型由一組圖形組成 這些圖形組成一個由父到子的層次結構圖 這組圖形 把一個復雜事物按自頂向下逐步細化的方式分解成一個個簡單的或多個組成部分 3 建模規(guī)則 1 矩形框 用動詞為矩形內活動命名 每個矩形要至少有一個控制箭頭和輸出箭頭 可以 沒有輸入 但不可以同時沒有輸入和控制 2 箭頭 箭頭代表數(shù)據(jù)約束 而不是代表流或順序 3 其他 A ICOM 碼 只有一端與矩形相連的箭頭叫邊界箭頭 這些箭頭表示父矩形框的輸入 控制和輸出 IDEF0 用專門的記號 ICOM 碼來說明父子圖中的箭頭關系 子圖中每個 邊界箭頭的開端分別用字母 I C O M 來標明是輸入 控制 輸出及機制 再用一 個數(shù)字表示其在父矩形框中箭頭的相對位置 B 結點號 IDEF0 模型是一組有一定層次結構的圖形 通常用結點號來標志圖形或矩 形框在層次圖中的位置 C 模型名 每個模型有一個名字 通常用名字代表主題 用子名字表示不同的模型 基本名字與子名字間用 隔開 如 A B C A 是主題 B 是模型號 C 是結點號 3 3 3 3 3 3 建模過程及步驟建模過程及步驟 1 IDEF0 建模過程及步驟 1 明確目的 確定范圍 在建模前首先要明確目的和意圖 確定問題域 2 建立內外關系圖 A 0 圖 根據(jù)系統(tǒng)目標 功能建立內外關系圖 A 0 圖 以確定整個模型 的內外關系 確定系統(tǒng)的邊界 3 構造頂層圖 把 A 0 圖分解成 3 6 個主要部分得到 A0 圖 A0 圖是模型真正的頂層圖 4 開發(fā) IDEF0 層次結構圖 對 A0 圖中的每個矩形框進行分解 就形成了基本的圖形層次結 構 在分解時要列出所有的數(shù)據(jù)項和活動表 分解的次序采用以下原則 A 保持在同一水平上進行分解 均勻的模型深度 B 按困難程序進行選擇 5 寫文字說明 6 檢查確認圖形 3 3 4 4 DFDDFD 與與 IDEF0IDEF0 的比較的比較 1 DFD 與 IDEF0 共同點 都是結構化分析思想 強調自頂而下逐步求精的方法對現(xiàn)實世界建模 先 抓住主要的問題 形成較高層次的抽象 再由粗到細 由表及里地逐步細化 將一個大問題分解 成幾個小問題 對這小問題再進行分析求解 2 DFD 與 IDEF0 區(qū)別 1 DFD 圖用箭頭 數(shù)據(jù)流 來描述數(shù)據(jù)移動的方向 數(shù)據(jù)處理及處理之間的數(shù)據(jù)依賴關系 IDEF0 圖也用箭頭代表數(shù)據(jù)流 但在 IDEF0 中不是強調流或順序 而是強調數(shù)據(jù)約束 2 從表達形式上看 DFD 圖與 IDEF0 圖都是用箭頭和處理表達一個企業(yè)或組織的業(yè)務流程 但 IDEF0 圖的箭頭不僅能夠表示數(shù)據(jù)流 還可以表示控制流和說明處理或實施方式的一 些約束 3 從模型元素的組成上來看 DFD 模型由 4 種元素組成 即外部頂 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存儲和 處理 而 IDEF0 模型元素的組成更加簡單 只有 2 種元素組成 即箭頭和活動 4 從模型規(guī)范上來講 IDEFO 方法更加規(guī)范 5 IDEF0 模型結構清楚 便于理解和溝通 第四章第四章 數(shù)據(jù)庫概念設計及數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)庫概念設計及數(shù)據(jù)建模 4 4 1 1 數(shù)據(jù)庫概念設計概述數(shù)據(jù)庫概念設計概述 4 4 1 1 1 1 數(shù)據(jù)庫概念設計的任務數(shù)據(jù)庫概念設計的任務 1 定義和描述應用領域涉及的數(shù)據(jù)范圍 2 獲取應用領域或問題域的信息模型 3 描述清楚數(shù)據(jù)的屬性特征 4 描述清楚數(shù)據(jù)之間的關系 5 定義和描述數(shù)據(jù)的約束 6 說明數(shù)據(jù)的安全性要求 7 支持用戶的各種數(shù)據(jù)處理需求 8 保證信息模型方便地轉換成數(shù)據(jù)庫的邏輯結構 同時便于用戶理解 4 4 1 1 2 2 概念設計過程概念設計過程 1 概念設計的依據(jù) 是需求分析階段的文檔 通過對這些文檔的分析理解 構造出信息模型 編寫 數(shù)據(jù)庫概念設計說明書 信息模型和數(shù)據(jù)庫概念設計說明書是數(shù)據(jù)庫邏輯設計的依據(jù) 2 概念設計的基本步驟 1 確定實體集 2 確定聯(lián)系和聯(lián)系類型 3 建立由信息模型表示的企業(yè)模型 4 確定實體集屬性 5 對信息模型優(yōu)化 3 概念設計的方法 自頂向下 自底向上 逐步擴張 混合策略 4 4 2 2 數(shù)據(jù)建模方法數(shù)據(jù)建模方法 1 數(shù)據(jù)建模方法的共同特點是 1 能夠真實客觀地描述現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間的關系 2 組成模型的概念少 語義清楚 容易理解 3 不同概念的語義不重疊 概念無多義性 4 用圖形方式描述數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)直觀易懂 有利于數(shù)據(jù)庫設計者和用戶交流 5 這種數(shù)據(jù)模型容易轉換成數(shù)據(jù)庫邏輯設計階段需要的數(shù)據(jù)結構 4 4 3 3 ERER 建模方法建模方法 4 4 3 3 1 1 基本概念基本概念 1 實體或實例 指客觀存在并可相互區(qū)分的事物 可以是一個具體的人或物 也可以是抽象的事件 或概念 2 實體集 表示一個現(xiàn)實的和抽象事物的集合 這些事物必須具有相同的屬性或特征 3 屬性 用于描述一個實體集的性質和特征 4 碼 實體集中能惟一標識每一個實例的屬性或屬性組 以及域 5 聯(lián)系 描述現(xiàn)實世界中實體之間的關系 1 一對一聯(lián)系 2 一對多聯(lián)系 3 多對多聯(lián)系 4 4 3 3 2 2 ERER 方法語法方法語法 1 ER 方法中用矩形框表示實體集 矩形框內寫上實體集的名稱 2 ER 模型用菱形表示聯(lián)系 聯(lián)系名寫在菱形框內 3 ER 模型中實體集的屬性用橢圓或圓角矩形框表示 屬性名字寫在其中 補充 1 ER 建模步驟 局部 以數(shù)據(jù)字典為依據(jù) 自底而上 確定范圍 識別實體 確定關系 定義屬性 到全局 2 全局 合并和重構 合并 消除沖突 屬性 命名 結構 沖突 消除冗余 4 4 4 4 IDEF1XIDEF1X 建模方法建模方法 4 4 4 4 1 1 IDEF1XIDEF1X 概述概述 1 IDEF0 側重描述系統(tǒng)功能 被稱為功能建模方法 IDEF1X 側重分析 抽象和概括應用領域中的數(shù) 據(jù) 稱為數(shù)據(jù)建模方法 2 IDEF1X 方法具有豐富的語法和語義 3 實體集分為 1 獨立標識符實體集 2 從屬標識符實體集 4 實體集之間的聯(lián)系分為 1 標定型聯(lián)系 2 非標定型聯(lián)系 3 分類聯(lián)系 4 不確定聯(lián)系 4 4 4 4 2 2 IDEF1XIDEF1X 模型元素模型元素 1 實體集 1 實體集語義 如果一個實體集的每一個實例都能被惟一地標識 而不決定于它與其他實 體的聯(lián)系 那么該實體集稱為獨立實體集 存在鍵區(qū) 否則就叫從屬實體集 2 實體集語法 IDEF1X 用矩形框來表示獨立實體集 用圓角矩形框來表示從屬實體集 2 聯(lián)系 1 聯(lián)系語義 A 標定型聯(lián)系 一個 確定型聯(lián)系 一對多 中 如果子女實體集中的每個實例都是 由它與雙親的聯(lián)系而確定的 這個關系稱為 標定型聯(lián)系 在子實體中做外鍵時 在鍵區(qū) 反之成立 B 非標定型聯(lián)系 一個 確定型聯(lián)系 中 如果子女實體集中的每一個實例都能被惟 一地確認而無需了解與之相聯(lián)系的雙親實體集的實例 這個問題關系叫 非標定型 聯(lián)系 C 分類聯(lián)系 是兩個或多個實體集之間的聯(lián)系 且在這些實體集中存在一個一般實體 集 它的每一個實例都恰好與一個且僅一個分類實體集的一個實例相聯(lián)系 D 不確定聯(lián)系 一個非確定聯(lián)系又稱為多對多聯(lián)系 這種聯(lián)系關聯(lián)的兩個實體集之間 任一實體集的一個實例都將對應另一實體集的 0 個 1 個或多個實例 2 聯(lián)系的語法 A 標定聯(lián)系語法 在 IDEF1X 圖中 聯(lián)系的語法用直線表示 在一個標定型聯(lián)系中 子 女實體集總是一個從屬實體集 用圓角矩形框表示 B 非標定聯(lián)系語法 如果兩個實體集之間有關系 并且是一個非標定聯(lián)系 就用一條 虛線把它們連接起來 C 分類聯(lián)系語法 一般實體集的一個實例只能與分類實體集的一個實例相對應 D 不確定聯(lián)系 m n 的語法 不確定聯(lián)系用一個兩端帶有實心圓的線段描述 表示多對 多的連接關系 3 屬性 1 屬性的語義 用來描述一類現(xiàn)實或抽象事物的特征或性質 一個屬性的具體取值叫屬性 實例 它由屬性的類型和值來定義 2 屬性的語法 A 主碼和非主碼屬性語法 在一個實體集中屬性要有惟一的名字 屬性名由名詞表示 主碼屬性名后加 PK 標注 被列在屬性列表的頂端 并用水平線將主碼和其他屬 性分開 B 外碼語法 在外碼屬性后加 FK 來識別由聯(lián)系繼承得到的外來屬性 4 4 4 4 3 3 建模過程建模過程 1 第一階段 建模規(guī)劃及準備 1 建模目標 A 目標說明 回答將構造的模型完成什么功能 涉及的問題和數(shù)據(jù)范圍 同時說明是 一個當前系統(tǒng)模型還是待建模型 B 范圍說明 在建模初期要給出模型覆蓋的問題范圍 2 建模計劃 A 項目說明 B 收集數(shù)據(jù) C 定義實體 D 定義聯(lián)系 E 定義碼屬性 F 定義非碼屬性 G 確認模型 H 評審驗收 3 組織隊伍 包括項目負責人 建模者 信息源 課題專家 評審委員會 2 第二階段 定義實體集 1 目標是標識和定義應用領域中的實體集 方法是分類標識原始材料中的所有名詞 2 區(qū)別實體集名詞和非實體集名詞的方法 是否具有下列特征 A 它能夠被描述或說明嗎 B 有多少同類的實例嗎 C 每個實例可以被標識和區(qū)分嗎 3 第三階段 定義聯(lián)系 1 標識實體集之間的聯(lián)系 建立聯(lián)系矩陣 聯(lián)系矩陣由一個二維數(shù)組表示 把實體集沿水 平和垂直兩方向列出 分析兩個實體間的聯(lián)系 有聯(lián)系就用 X 表示 不存在聯(lián)系用 null 表示 聯(lián)系只標識直接關系 不標識間接關系 2 定義聯(lián)系 包括表示依賴 命名聯(lián)系 關于聯(lián)系的說明 當實體集之間的依賴關系建立 后 就可以命名聯(lián)系了 聯(lián)系的名字可以動詞表示 原則必須是具體的 簡明的和有意 義的 3 構造實體級數(shù) 實體級圖的范圍和數(shù)目 依賴于建模的規(guī)模和建模問題涉及的實體集數(shù) 目 4 第四階段 定義健 1 分解不確定的聯(lián)系 把實體級圖中不確定的關系轉換成確定的連接形式 把每一個不確 定的聯(lián)系轉換成為兩個確定的聯(lián)系 2 標識碼屬性 碼屬性是那些能夠惟一識別實體集中每一個實例的屬性 3 遷移主碼 把一個實體集的主碼復制到其他有關實體集的過程 但要遵守以下規(guī)則 A 在一個聯(lián)系中 遷移總是從父到子或從一般實體集移向分類實體集 B 主碼屬性才能被遷移 如主碼由多個屬性組成 則要全部遷移 5 第五階段 定義屬性 1 標識和定義非主屬性 2 建立屬性的所有者 3 確認屬性的定義 4 繪制局部數(shù)據(jù)視圖 A 實體集的名稱和編號寫在矩形框外的上面 B 主碼屬性寫在矩形框內水平線的上面并用 PK 標注 C 外碼屬性寫在矩形框內水平線的下面并用 FK 標注 D 非主屬性也可以寫在矩形框內水平線的下面 第五章第五章 關系數(shù)據(jù)庫邏輯設計關系數(shù)據(jù)庫邏輯設計 5 5 1 1 概述概述 5 5 2 2 基本概念基本概念 5 5 2 2 1 1 關系模型關系模型 1 關系模型采用一個二維表格在計算機中組織 存儲 處理和管理數(shù)據(jù) 1 關系名 數(shù)據(jù)庫名 由字母數(shù)字組成 2 屬性名 3 關系模式和關系 描述模式描述關系的靜態(tài)結構 由模式名 關系模式所包含的屬性及 屬性值所滿足的條件組成模式定義 4 元組 描述關系中的行 5 域 它定義關系的每個屬性取值的類型 6 主碼 能夠惟一標識關系中每一個元組的屬性或屬性組 7 關系的數(shù)學定義 關系模式是建立在集合集論的基礎上的 用數(shù)學的概念定義關系有 A 定義一 域是值的集合 同一個域中的值具有相同的數(shù)據(jù)類型 B 定義二 笛卡爾積的定義 相當于一張二維表 C 定義三 關系的定義 笛卡爾積的子集 二維表 域的順序不能改 D 當關系引用了屬性名后關系具有以下屬性 1 不能有重復的元組 2 元組上下無序 3 按屬性名引用時屬性左右無序 4 所有屬性值都是原子項 不可再分 8 總結 關系是一張二維表 表中的一行被稱為一個元組 一列稱為屬性 由一組域值組 成 關系是元組的集合 關系中的每個元組在數(shù)學上被定義為這個關系所涉及的全部域 值中笛卡兒積的一個元素 5 5 2 2 2 2 關系數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫 1 關系數(shù)據(jù)庫是按照二維表組織和存儲的相互關聯(lián)的關系的集合 關系數(shù)據(jù)庫模式是關系模式的集 合 5 5 2 2 3 3 關系的完整性關系的完整性 1 關系的完整性 完整性約束 是對關系的某種約束規(guī)則和關系滿足的定義 通常這組約束規(guī)則 用來限定和檢查數(shù)據(jù)庫所含實例的合法性和正確性 2 完整性約束分靜態(tài)和動態(tài)兩種 靜態(tài)完整性 相當于邏輯的 真理的 約束是基于關系模式的 主要有主碼 外碼約束和域約束組成 動態(tài)完整性約束 基于現(xiàn)實 是基于企業(yè)的業(yè)務規(guī)則的 3 靜態(tài)完整性約束規(guī)則 1 主碼約束 主碼必須滿足 A 惟一性 在一個關系中不存在兩個元組 它們具有相同的主碼值 B 最小性 不存在從組成主碼的屬性集中去掉一個屬性 還仍能保持數(shù)據(jù)的惟一性 候選碼 符合主碼條件 但沒有被選為主碼 2 外碼約束 外碼的定義 有兩個關系 R 和 S X 是 R 得屬性組 非碼 是 S 的碼 則稱 X 是 R 得外碼 外碼為空或碼的值 否者查找失敗 3 用戶定義的完整性 性別只為男和女 5 5 3 3 關系數(shù)據(jù)庫設計理論關系數(shù)據(jù)庫設計理論 5 5 3 3 1 1 問題的提出問題的提出 究竟一個關系數(shù)據(jù)庫包含哪些屬性是合理的 如何評價一個關系模式設計的優(yōu)劣 插入 更 新 刪除異常 補充 補充 關系代數(shù)關系代數(shù) 1 1 傳統(tǒng)的集合運算傳統(tǒng)的集合運算 并 交 差 笛卡爾積 并 交 差 笛卡爾積 2 2 專門的關系運算專門的關系運算 選擇 投影 連接 自然連接 除法 選擇 投影 連接 自然連接 除法 5 5 3 3 2 2 函數(shù)依賴函數(shù)依賴 函數(shù)依理論利用一個關系中屬性之間的依賴關系評價和優(yōu)化關系模式 以保證存儲到數(shù)據(jù)庫中 的關系具有較好特性 1 函數(shù)依賴 1 設 R U 為一關系模式 X 和 Y 為屬性全集 U 的子集 若對于 R U 的任意一個可能的 關系 r r 中不可能存在兩個元組在 X 上的屬性值相等 而在 Y 上的屬性值不等 則稱 X 函數(shù)決定 Y 或 Y 函數(shù)依賴于 X 并記作 X Y 其中 X 稱為決定因素 因為根據(jù)函數(shù) 依賴定義 給定一個 X 就能惟一決定一個 Y 翻譯 只要 X 上的屬性值相等 則 Y 上 的屬性只就相等 2 這里討論的函數(shù)關系與數(shù)學上的不同 是不能計算的 是一個關系中屬性之間存在的依 賴關系 它是一種語義范疇的概念 只能根據(jù)兩個屬性之間的語義來確定一個函數(shù)依賴 是否存在 2 完全 f 與部分函數(shù) p 依賴 1 在關系模式 R U 中 如果 X Y 成立 并且對 X 的任何真子集 X 不能函數(shù)決定 Y 則 稱 Y 對 X 是完全函數(shù)依賴 被記作 X f Y 2 若 X Y 但 Y 不完全函數(shù)依賴于 X 則稱 Y 對 X 是部分函數(shù)依賴 記作 X p Y 即至 少存在一個真子集 X 函數(shù)決定 Y 3 傳遞函數(shù)依賴 在關系 R U 模式中 如果 X 決定 Y Y 不屬于 X Y 不決定 X Y 決定 Z 則稱 Z 對 X 傳遞函 數(shù)依賴 4 平凡與非平凡函數(shù)依賴 1 若 X 決定 Y 但 Y 屬于 X 則稱 X Y 是平凡函數(shù)依賴 否則稱非平凡函數(shù)依賴 2 即平凡函數(shù)依賴 僅當其右邊的屬性集是左邊屬性集的子集時成立 全屬于 3 非平凡函數(shù)依賴 僅當其右邊的屬性集至少有一個屬性不屬于左邊有集合時成立 部分 4 完全非平凡函數(shù)依賴 僅當其右邊的屬性集中屬性都不在左邊的集合時成立 都不屬于 5 碼 1 在關系模式 R U 中 K 為 R 的屬性或屬性組 若 K 完全函數(shù)決定 A1 A2 An 則 K 為 關系模式 R 的候選碼 應理解為一個屬性組 包含在候選碼中的屬性稱為主屬性 否則 為非主屬性 2 若一個關系的候選碼不止一個 則選定其中一個作為關系 R 的主碼 3 關系的碼屬性