2015年計(jì)算機(jī)4級數(shù)據(jù)庫復(fù)習(xí)知識點(diǎn)

?基本要求.掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念、原理、方法和技術(shù);.能夠使用SQL語言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作;.具備數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安裝、配置及數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)的基本技能;.掌握數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)的基本方法；.掌握數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化的基本方法；.了解數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期及其設(shè)計(jì)、開發(fā)過程;.熟悉常用的數(shù)據(jù)庫管理和開發(fā)工具,具備用指定的工具管理和開發(fā)簡單數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的能力；.了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的最新發(fā)展?？荚噧?nèi)容ー、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)分析及規(guī)劃軟件工程與軟件生命周期數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生命周期。數(shù)據(jù)庫開發(fā)方法與工具 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用接口二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫對象實(shí)現(xiàn)及操作。三、數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)存儲與文件結(jié)構(gòu) 索引技術(shù)。四、并發(fā)控制技術(shù)事務(wù)管理并發(fā)控制技術(shù)死鎖處理。五、數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)庫安全性數(shù)據(jù)庫可靠性。監(jiān)控分析參數(shù)調(diào)整查詢優(yōu)化空間管理。六、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展與新技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)庫并行數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘?？荚嚪绞僵`、筆試;120分鐘,滿分100分。二、上機(jī)考試:120分鐘,滿分100分。?上機(jī)考試內(nèi)容及要求:(1)考試環(huán)境數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);SQLSever2000編程環(huán)境和語言:VisualBasic6.0(2)在指定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)下完成卜.述操作創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)安全管理事務(wù)及并發(fā)控制數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出(3)在指定開發(fā)環(huán)境ド開發(fā)C/S結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)注：上機(jī)考試暫不要求,上機(jī)操作考核在筆試中體現(xiàn)。第一章引論數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代,是信息系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ);計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科劃分為四個(gè)專業(yè)方向:計(jì)算機(jī)科學(xué)（CS）:計(jì)算機(jī)工程（CE）;軟件工程（SE）5信息技術(shù)（IT）。1.I基本概念1.1.1信息與數(shù)據(jù)信息、物質(zhì)、能量是組成客觀世界并促進(jìn)社會發(fā)展的三大基本要素;信息（Information）ー是客觀世界事物的存在方式和運(yùn)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。數(shù)據(jù)（Data）ー是描述現(xiàn)實(shí)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。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(nèi)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。數(shù)據(jù)處理（DataProcessing）ー是指對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、收集、組織、存儲,進(jìn)而從已數(shù)據(jù)出發(fā)，抽取或推導(dǎo)出新的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表示了新的信息。數(shù)據(jù)管理（DataManagement）-ー是指對數(shù)據(jù)的分類、收集、組織、編碼、存儲、檢索和維護(hù),是數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)的重要環(huán)節(jié)。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(jìn)ー步深加工,從中獲取新的數(shù)據(jù)和信息。1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（DB,DataBase）ー是長期存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的、大量的、共享的數(shù)據(jù)集合:數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS,DatabaseManagementSystem）--是指在計(jì)算機(jī)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。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS,DataBaseSystem）ー是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成,DBS一般分成三個(gè)層次:（1）計(jì)算機(jī)硬件平臺;（2）系統(tǒng)軟件和應(yīng)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。（狹義的）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一是由數(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)存儲和査詢、插入、修改、刪除、更新等數(shù)據(jù)管理功能。（狹義的）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DBAS,DataBaseApplicationSystem）一是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序組成的軟件系統(tǒng),它面向具體應(yīng)用領(lǐng)域,提供了更為変雜的數(shù)據(jù)處理功能。數(shù)據(jù)庫技術(shù)ー是研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、存儲、設(shè)計(jì)、管理和使用的ー門計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其它計(jì)算機(jī)科學(xué)有密切關(guān)系:數(shù)據(jù)庫技術(shù)以文件系統(tǒng)為基礎(chǔ)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;數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系很密切,數(shù)據(jù)庫技術(shù)不僅用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的鏈表、樹、圖等知識,各種數(shù)據(jù)模型本身就屬于復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):主流的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其理論基礎(chǔ)是關(guān)系數(shù)據(jù)模型，而該模型是在離散數(shù)學(xué)集合論中“關(guān)系”這ー基本概念上發(fā)展起來的;當(dāng)用戶訪問數(shù)據(jù)庫,DBMS對用戶提交的查詢操作類似于,計(jì)算機(jī)編譯系統(tǒng)對程序的編譯過程;開發(fā)ー些大型的DBS或DBMS的過程,要遵循軟件工程的開發(fā)模式。1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1數(shù)據(jù)模型概念1、數(shù)據(jù)模型（DataModel）ー是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的形式框架,是用來描述數(shù)據(jù)的ー組概念和定義,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(yīng)滿足:（1）能夠比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；（2）容易為人們所理解；（3）便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)模型的組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):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(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最軍要的方面。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,通常按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型來區(qū)分、命名各種數(shù)模，如層次、網(wǎng)狀、關(guān)系數(shù)模。數(shù)據(jù)操作：用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特征,是ー組對數(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(shí)現(xiàn)操作的數(shù)據(jù)庫語言。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(nèi)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(hù)數(shù)據(jù)的正確性、有效性。1.2.2數(shù)據(jù)模型分類用數(shù)據(jù)模型這?概念來描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和語義,通過現(xiàn)實(shí)世界一信息世界一機(jī)器世界的抽象轉(zhuǎn)換過程構(gòu)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)。建模過程:（1）將現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)對象抽象為信息世界中的某一信息結(jié)構(gòu);（2）再將信息結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界中某一具體DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，并存儲于計(jì)算機(jī)中。數(shù)據(jù)模型分類:概念數(shù)據(jù)模型（概念模型）:按用戶的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行建模,是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象,強(qiáng)調(diào)其語義表達(dá)功能，易于用戶理解,是用戶與設(shè)計(jì)人員交流的語言,主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。最常用的是實(shí)體ー聯(lián)系模型。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型（表示型/實(shí)現(xiàn)型）：是機(jī)器世界中與具體DBMS相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，包括關(guān)系模型、網(wǎng)狀模型和層次模型物理數(shù)據(jù)模型：屬底層數(shù)據(jù)模型,描述數(shù)據(jù)的實(shí)際存儲方式。1.3數(shù)據(jù)視圖與模式結(jié)構(gòu)1.3.1數(shù)據(jù)視圖與數(shù)據(jù)抽象數(shù)據(jù)視圖：指從某個(gè)角度看到的客觀世界數(shù)據(jù)對象的特征,是對數(shù)據(jù)對象某ー方面特征的描述。數(shù)據(jù)抽象：是一種數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)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。集和值：集是指對某ー類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明,值是集的ー個(gè)具體賦值:數(shù)據(jù)模式：對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)某方面結(jié)構(gòu)和特征的描述,它僅涉及集的描述,不涉及具體的值。1.3.2三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)一外部級、概念級和內(nèi)部級，分別定義了外模式、模式和內(nèi)模式，用于從不同角度描述數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。模式：也稱邏輯模式、概念模式:対數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述,是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖;模式不僅定義了數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu),還定義了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系、與數(shù)據(jù)的關(guān)的安全性和完整性要求;ー個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式，建立在某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上。外模式:也稱子模式、用戶模式、用戶視圖;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(jié)構(gòu)和特征的描述。ー個(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(gè)外模式,每個(gè)外模式描述了某個(gè)特定用戶所使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征,是與某ー應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。外模式還是保證數(shù)據(jù)安全的有力措施,每個(gè)用戶只能看見和訪問所對應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)對他是不可見的。內(nèi)模式:也稱物理模式、存儲模式;是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述,代表了數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式和物理組織結(jié)構(gòu):1.3.3二級映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立性外模式/模式映象: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(yīng)關(guān)系;可有多個(gè)外模式/模式映象，對于每個(gè)外模式,需要一個(gè)外模式/模式映象來定義該外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系；當(dāng)模式發(fā)生變化時(shí)，只需調(diào)整外模式/模式間的映象關(guān)系,而外模式無需修改，保證了數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的邏輯獨(dú)立性，稱為數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。模式/內(nèi)模式映象:定義了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)，與這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的物理存儲組織結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。模式/內(nèi)模式映象是唯一的；當(dāng)內(nèi)模式發(fā)生變化時(shí),只需調(diào)整模式/內(nèi)模式映象關(guān)系,而模式無需修改,保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序間的物理獨(dú)立性，稱為數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu):是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成構(gòu)件、各構(gòu)件的功能及各構(gòu)件間的協(xié)同工作方式;分類: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(jì)算機(jī)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(gè)用戶獨(dú)占,不同機(jī)器間不能共享數(shù)據(jù):主從式DBS是指ー個(gè)主機(jī)帶多個(gè)分時(shí)多用戶的DBS；分布式:數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是ー個(gè)整體,但在物理上卻可以分布在網(wǎng)絡(luò)中不同數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)上;客戶/服務(wù)器：將DBMS和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用分開,網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專門執(zhí)行DBMS功能，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理服務(wù)，稱為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器;其他節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)上安裝DBMS的外圍應(yīng)用開發(fā)工具，支持用戶的應(yīng)用，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)表示服務(wù)，稱為客戶端;并行式:硬件平臺是并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使用多個(gè)CPU和多個(gè)磁盤進(jìn)行并行數(shù)據(jù)處理和磁盤訪問操作,以提高執(zhí)行速度:WEB式:由通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來的客戶端、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。1.5數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.5.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能數(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(jié)構(gòu),描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特征。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(jìn)行查詢、插入、刪除或更新;數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理和控制功能數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能5.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)DBS可分為用戶、人機(jī)交互界面、DBMS和磁盤四個(gè)層次；用戶可分為四類:數(shù)據(jù)庫管理員DBA;專業(yè)用戶；應(yīng)用程序員;終端用戶;DBMS可分為兩部份:查詢處理器:面向用戶查詢請求;包括以下幾個(gè)功能模塊:DML編譯器、嵌入式DML的預(yù)編譯器、DDL編譯器、査詢執(zhí)行引擎:存儲管理器：面向數(shù)據(jù)存儲訪問,包括以下幾個(gè)功能模塊：權(quán)限和完整性管理器、事務(wù)管理器、文件管理器、緩沖區(qū)管理器;磁盤存儲的類型：以數(shù)據(jù)庫文件方式存儲的應(yīng)用數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)字典；為提高查詢速度而設(shè)置的數(shù)據(jù)庫引擎:DMS運(yùn)行時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù);日志信息。1.6數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用第一代DBS：60年代末70年代初,層次型和網(wǎng)狀型DBS：第二代DBS：70年代后期,關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):新型DBS：80年代,分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):90年代，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第二章數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)生命周期2.1數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)生命周期1.1軟件工程與軟件開發(fā)方法軟件工程：指導(dǎo)計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)和維護(hù)的工程科學(xué)，它采用工程化的概念、原理、技術(shù)和方法,以及正確的項(xiàng)目管理技術(shù),來開發(fā)和維護(hù)軟件;它將系統(tǒng)化、規(guī)范化、定量化方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、操作和維護(hù),也就是將工程化應(yīng)用于軟件生產(chǎn)；軟件工程的目標(biāo):在給定成本、進(jìn)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(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性。軟件生命周期：指軟件產(chǎn)品從考慮其概念開始，到該產(chǎn)品不再使用的整個(gè)時(shí)期。一般包括概念階段、需求階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)現(xiàn)階段、測試階段、安裝部署及交付階段、運(yùn)行階段與維護(hù)階段。軟件項(xiàng)目管理：為了能使軟件開發(fā)按預(yù)定的質(zhì)量、進(jìn)度和成本進(jìn)行,而對成本、質(zhì)量、進(jìn)度、人員、風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行分析和有效管理的一系列活動。軟件工程以關(guān)注軟件質(zhì)量為特征,由方法、工具和過程三部分組成:軟件過程模型（軟件開發(fā)模型）:是對軟件過程的ー種抽象表示,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(guān)系,常見的有:瀑布模型（也稱軟件生命周期模型）、快速原型模型、增量模型和螺旋模型。I.2DBAS軟件組成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件在內(nèi)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：與數(shù)據(jù)訪問有關(guān)的數(shù)據(jù)庫事務(wù)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(wù)方式直接對數(shù)據(jù)庫中的各類應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，模塊粒度較小;與數(shù)據(jù)訪問無直接關(guān)聯(lián)的應(yīng)用模塊：在許多與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的應(yīng)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(guān)系，這部分模塊粒度可以比較大。DBAS設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)硬件平臺，并與開發(fā)好的DBAS軟件系統(tǒng)進(jìn)行集成，組成完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng);1.3DBAS生命周期模型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期模型：參照軟件開發(fā)瀑布模型的原理,DBAS的生命周期由項(xiàng)目規(guī)劃、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和部署、運(yùn)行管理與維護(hù)等5個(gè)基本活動組成;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(jìn)、迭代地開發(fā)DBAS；根據(jù)DBAS的軟件組成和各自功能，細(xì)化DBAS需求分析和設(shè)計(jì)階段,引入了數(shù)據(jù)組織與存儲設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)訪問與處理設(shè)計(jì)、應(yīng)用設(shè)計(jì)三條設(shè)計(jì)主線，分別用于設(shè)計(jì)DBAS中的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫事務(wù)和應(yīng)用程序;將DBAS設(shè)計(jì)階段細(xì)分為概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)三個(gè)步驟,每ー步的設(shè)計(jì)內(nèi)容又涵蓋了三條設(shè)計(jì)主線。2規(guī)劃與分析2.1系統(tǒng)規(guī)劃與定義定義：系統(tǒng)規(guī)劃與分析是面向?qū)⒁_發(fā)的DBAS,通過了解用戶實(shí)際需求,明確該系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和任務(wù),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;系統(tǒng)規(guī)劃與定義包括：任務(wù)陳述：描述所要開發(fā)的DBAS的總體目標(biāo):確定任務(wù)目標(biāo):確定系統(tǒng)范圍和邊界;確定用戶視圖;2.2可行性分析可行性分析包括以下四方面:經(jīng)濟(jì)可行性:對項(xiàng)目進(jìn)行成本效益分析;DBAS的成本主要包括:A、軟硬件購置費(fèi)用;B、系統(tǒng)開發(fā)費(fèi)用;C、系統(tǒng)安裝、運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用。技術(shù)可行性:是根據(jù)用戶提出的系統(tǒng)功能、性能及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)約束條件,對系統(tǒng)軟件、硬件、技術(shù)方案作出評估和選擇建議;硬件可行性研究是分析DBAS的硬件平臺環(huán)境和設(shè)置;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:技術(shù)方案的選擇是根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)需求，提出DBAS可能采用的合理技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)：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、硬件資源和エ作環(huán)境等，以及為支持DBAS開發(fā)如何去改進(jìn)加強(qiáng)這幾方面資源。開發(fā)方案選擇：目的是提出并評價(jià)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種開發(fā)方案，從中選出ー種適用于DBAS軟件的開發(fā)方案:2.3項(xiàng)目規(guī)劃項(xiàng)目規(guī)劃是項(xiàng)目管理者對資源、成本和進(jìn)度做出合理估算,并在此基礎(chǔ)上制定切實(shí)可行的DBAS項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃。項(xiàng)目規(guī)劃包括以下內(nèi)容:確定項(xiàng)目的目標(biāo)和范圍;根據(jù)DBAS軟件開發(fā)模型，分解和定義整個(gè)項(xiàng)目包括的工作活動和任務(wù):估算完成該項(xiàng)目的規(guī)模和所需各種資源;制定合理的DBAS項(xiàng)目計(jì)戈リ3、項(xiàng)目規(guī)劃的結(jié)果應(yīng)形成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目計(jì)劃文檔，即項(xiàng)目計(jì)劃書。3需求分析數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)需求是指用戶對DBAS在功能、性能、行為、設(shè)計(jì)約束等方面的期望和要求;DBAS需求分析是在已經(jīng)明確的DBAS系統(tǒng)范圍基礎(chǔ)上，通過對應(yīng)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；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(yàn)證等組成;DBAS的需求分析包括:數(shù)據(jù)需求分析;數(shù)據(jù)處理需求分析;業(yè)務(wù)需求分析;分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在性能、存儲、安全、備份與恢復(fù)等方面的要求；3.1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理需求分析數(shù)據(jù)需求分析;是從對數(shù)據(jù)組織與存儲的設(shè)計(jì)角度,辨識應(yīng)用領(lǐng)域所管理的各類數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),與數(shù)據(jù)處理需求分析結(jié)果ー起,組成數(shù)據(jù)字典;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(xiàng)所需進(jìn)行的數(shù)據(jù)訪問操作，分析結(jié)果可表示為數(shù)據(jù)流圖或事務(wù)規(guī)范；事務(wù)規(guī)范包括;（1）事務(wù)名稱；（2）事務(wù)描述；（3）事務(wù)所訪問的數(shù)據(jù)項(xiàng);（4）事務(wù)用戶；3.2業(yè)務(wù)規(guī)則需求分析1、業(yè)務(wù)規(guī)則需求分析:是從DBAS髙層目標(biāo)和整體功能出發(fā)，分析系統(tǒng)或系統(tǒng)中?些大粒度子系統(tǒng)應(yīng)具有的業(yè)務(wù)類型和功能，明確用戶或外部系統(tǒng)與DBAS的交互模式;3.3性能需求分析DBAS的性能指標(biāo)：數(shù)據(jù)操作響應(yīng)時(shí)間（或數(shù)據(jù)訪問響應(yīng)時(shí)間）:從提交請求到返回結(jié)果的時(shí)間;系統(tǒng)吞吐量：指系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)所完成的事務(wù)或查詢的數(shù)量,單位為TPS：允許并發(fā)訪問的最大用戶數(shù)：在保證響應(yīng)時(shí)間的前提下，系統(tǒng)最多允許多少用戶同時(shí)訪問數(shù)據(jù)庫;每TPS代價(jià)值,用于衡量系統(tǒng)性價(jià)比的指標(biāo)影響DBAS性能的因素：系統(tǒng)硬件資源:網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備性能:操作系統(tǒng)環(huán)境:數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)質(zhì)量,數(shù)據(jù)庫配置參數(shù)；DBAS的配置和性能;數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序自身。3.4其它需求分析存儲需求分析;是指估計(jì)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??；（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(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的結(jié)構(gòu)描述信息,估計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的容量,將所有數(shù)據(jù)項(xiàng)的容量累加；安全性需求分析;DBAS系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的安全控制級別;各類用戶的數(shù)據(jù)視圖和視圖訪問權(quán)限;DBAS應(yīng)有的u令保護(hù)機(jī)制或其它安全認(rèn)證機(jī)制,用以控制用戶登錄數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。備份和恢復(fù)需求分析;DBAS運(yùn)行過程中備份數(shù)據(jù)庫的時(shí)間和備份周期；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；備份方式是采用完全備份還是采用差異備份。2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1概念設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計(jì):是根據(jù)數(shù)據(jù)需求分析階段得到的需求結(jié)果，分析辨識需要組織存儲在數(shù)據(jù)庫中的各類應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)對象的特征及其相互之間關(guān)聯(lián)關(guān)系,并采用概念數(shù)據(jù)模型表示出來,得到獨(dú)立于具體DBMS的數(shù)據(jù)庫概念模型；ER方法:（1）選擇局部應(yīng)用;（2）分別設(shè)計(jì)各個(gè)局部ER圖;（3）局部ER圖合并;系統(tǒng)總體設(shè)計(jì):確定DBAS體系結(jié)構(gòu);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；應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對需求分析階段識別出的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行初步設(shè)計(jì),細(xì)化業(yè)務(wù)規(guī)則流程,明確采用的關(guān)鍵技術(shù)和算法;對系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行方案選型和初步設(shè)計(jì)。4.2邏輯設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):指從數(shù)據(jù)庫的概念模型出發(fā),設(shè)計(jì)表示為邏輯模式的數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)。ER圖轉(zhuǎn)換為初始關(guān)系模式;對初始關(guān)系模式進(jìn)行優(yōu)化:檢査關(guān)系表對數(shù)據(jù)庫事務(wù)的支持性;確定關(guān)系模式的完整性約束:從數(shù)據(jù)安全性和獨(dú)立性出發(fā),設(shè)計(jì)用戶視圖。應(yīng)用程序概要設(shè)計(jì)（H）；數(shù)據(jù)庫事務(wù)概要設(shè)計(jì)；4.3物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);主要指數(shù)據(jù)文件在外存上的存儲結(jié)構(gòu)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；數(shù)據(jù)庫邏輯模式調(diào)整;選擇或配置基本關(guān)系表的文件組織形式;數(shù)據(jù)分布設(shè)計(jì)；安全模式設(shè)計(jì)；確定系統(tǒng)配置；物理模式評估；數(shù)據(jù)庫事務(wù)詳細(xì)設(shè)計(jì):根據(jù)事務(wù)流程,利用SQL語句、數(shù)據(jù)庫訪問接口,采用高級程序設(shè)計(jì)語言或DBMS提供的事務(wù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫事務(wù)。應(yīng)用程序詳細(xì)設(shè)計(jì):2.5實(shí)現(xiàn)與部署;建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)加載;和應(yīng)用程序的編碼及測試;事務(wù)系統(tǒng)集成、測試與試運(yùn)行；系統(tǒng)部署；2.6運(yùn)行管理與維護(hù)2.6.1日常維護(hù):數(shù)據(jù)庫的備份與恢復(fù),完整性維護(hù),安全性維護(hù),存儲空間管理,并發(fā)控制及死鎖處理。2.6.2系統(tǒng)性能監(jiān)控和分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以通過兩種途徑收集;由DBMS本身自動收集和存儲統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)通過監(jiān)控系統(tǒng)得到6.3系統(tǒng)性能優(yōu)化調(diào)整糸統(tǒng)性能優(yōu)化的手段有:數(shù)據(jù)查詢調(diào)整與優(yōu)化、索引調(diào)整、數(shù)據(jù)庫摸式調(diào)整、DBMS和操作系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整等。模式調(diào)整主要涉及邏輯模式調(diào)整,可以從下考慮:已達(dá)到第三范式的基本表,不要進(jìn)ー步規(guī)范化為BCNF；在分布式數(shù)據(jù)庫中,對ー個(gè)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。6.4系統(tǒng)升級:改進(jìn)應(yīng)用程序;數(shù)據(jù)庫重組;DBMS和OS版本升級第3章需求分析及功能建模方法1需求分析概述1.1需求分析概念所謂需求分折: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。需求分析的工作：通過對需求的調(diào)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(shù)、工具，對原始資料進(jìn)行加工整理，描述開發(fā)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)的功能及其相互關(guān)系等活動的集合:需求的定義：客戶對ー個(gè)待開發(fā)的系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、完成功能、應(yīng)達(dá)到的性能、安全性、可靠性等方面的期望和要求的集合;需求獲取的困難：軟件功能復(fù)雜;需求的可變性;需求分析階段的主要任務(wù)：分析當(dāng)前的業(yè)務(wù)流程,包括體系結(jié)構(gòu),各職能部門完成的主要任務(wù)、關(guān)系及其交流的信息。需求分析的結(jié)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(jié)構(gòu)及完成各功能需要的數(shù)據(jù)。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(dǎo)后續(xù)的開發(fā)工作。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.I.2系統(tǒng)分析員的職能系統(tǒng)分析員的主要耍任務(wù):是確定應(yīng)用信息系統(tǒng)及軟件產(chǎn)品應(yīng)該達(dá)到的各項(xiàng)功能性耍求和非功能性要求,即用戶要做什么。系統(tǒng)分析員應(yīng)該具備的素質(zhì):獲取需求的能力;管理及溝通能力:技術(shù)素養(yǎng);1.3需求獲取的方法常用的幾種獲取需求的方法;（1）面談;（2）實(shí)地觀察;（3）問卷調(diào)查；（4）查閱資源;1.4需求分析過程標(biāo)識問題:需求分析的第一步，通過對問題的識別和標(biāo)識獲得所求解問題及其運(yùn)行環(huán)境的理解;標(biāo)識問題從現(xiàn)行系統(tǒng)的亜務(wù)流程做起，理解現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程；在標(biāo)識理解需求的同時(shí)，還要注意確定系統(tǒng)的人機(jī)界面；2、建立需求模型;模型是對現(xiàn)實(shí)原形所作的ー種抽象，其本質(zhì)是只關(guān)心與研究內(nèi)容有關(guān)的因素，而忽略無關(guān)的因素,其目的是把復(fù)雜的事物變得簡單,便于認(rèn)識和分析；日前常用的模型方法主要有DFD數(shù)據(jù)流圖和IDEFO,都屬于結(jié)構(gòu)化分析方法，其特征是抽象和分解；首先對應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行全面的分析,發(fā)現(xiàn)并找出同類事物的本質(zhì),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(nèi)部規(guī)律或本質(zhì),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(fù)雜的問題進(jìn)行分解;結(jié)構(gòu)化分析及建模方法的主要優(yōu)點(diǎn):不過早陷入具體的細(xì)節(jié)；從整體或宏觀入手分析問題: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:圖形化建模方法方便系統(tǒng)分析員理解和描述系統(tǒng);模型對象不涉及太多的技術(shù)術(shù)語,便于用戶理解;3、描述需求:需求描述的目標(biāo):對軟件項(xiàng)目功能性和非功能性的需求全面描述:功能性需求:指需要計(jì)算機(jī)實(shí)際解決的問題或?qū)崿F(xiàn)的具體功能,明確描述系統(tǒng)必須做什么,實(shí)現(xiàn)什么功能以及輸入輸出等:非功能性需求：軟件項(xiàng)目對實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的要求:需求描述主要由需求模型和需求說明書組成,說明書側(cè)重文字說明,內(nèi)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：在対需求進(jìn)行分析過程中,系統(tǒng)分析員要經(jīng)?？紤]的問題：描述的需求是完全的嗎?需求描述是正確的和?致的嗎?描述的這些需求是可行的、實(shí)際可操作的嗎?描述中的每一條需求都是客戶需要的嗎?4、確認(rèn)需求：評審委員會審核下列內(nèi)容：功能需求:數(shù)據(jù)需求:性能:數(shù)據(jù)管理:其他需求。3.2DFD建模方法3.2.1DFD方法的基本對象數(shù)據(jù)流:具有名字且有流向的數(shù)據(jù),用標(biāo)有名字的箭頭表示。處理：表示對數(shù)據(jù)的加工和變換,在圖中用矩形框表示。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:數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)終點(diǎn)：表示當(dāng)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。3.2.2開發(fā)DFD圖DFD圖采用自頂而下逐步細(xì)化的結(jié)構(gòu)化分析方法表示H標(biāo)系統(tǒng);DFD方法應(yīng)以軟件項(xiàng)目的功能為中心進(jìn)行抽象和分解,以數(shù)據(jù)流的變換來分析數(shù)據(jù)対企業(yè)中各類業(yè)務(wù)活動的影響:3.2.4數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典包括以下說明信息:源點(diǎn)及終點(diǎn)詞條描述;數(shù)據(jù)流詞條描述;數(shù)據(jù)存儲;處理描述;數(shù)據(jù)元素詞條描述。3.3IDEF0建模方法3.3.I概述IDEFO的基本思想是結(jié)構(gòu)化分析方法,強(qiáng)調(diào)白頂而下有控制地逐步地展開細(xì)節(jié),全面地描述系統(tǒng)，且通過建模來理解ー個(gè)系統(tǒng)。ー個(gè)模型由圖形文字說明、詞匯表及相互的交叉引用表組成。IDEF方法的優(yōu)點(diǎn):具有模型元素單ー、語義豐富、更易于從全局角度分析考察問題,模型容易理解。3.3.2IDEF0方法1、基本元素矩形:代表活動，活動名稱標(biāo)在矩形內(nèi),活動編號按要求標(biāo)在矩形框右下角指定位置；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(jié)果及信息、ド方進(jìn)入的機(jī)制箭頭表示實(shí)施該活動的物理手段或資源。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(jī)制箭頭表示如何做（how）.2、IDEFO模型ー個(gè)IDEFO模型由一組圖形組成,這些圖形組成一個(gè)由父到子的層次結(jié)構(gòu)圖,這組圖形把ー個(gè)復(fù)雜事物按自頂向下逐步細(xì)化的方式分解成一個(gè)個(gè)簡單的或多個(gè)組成部分；建模規(guī)則矩形框:用動詞為矩形內(nèi)活動命名,每個(gè)矩形要至少有一個(gè)控制箭頭和輸出箭頭,可以沒有輸入，但不可以同時(shí)沒有輸入和控制。箭頭:箭頭代表數(shù)據(jù)約束,而不是代表流或順序;其他: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。!DEFO用專門的記號1C0M碼來說明父子圖中的箭頭關(guān)系。子圖中每個(gè)邊界箭頭的開端分別用字母I、C、〇、M來標(biāo)明是輸入、控制、輸出及機(jī)制,再用ー個(gè)數(shù)字表示其在父矩形框中箭頭的相對位置。結(jié)點(diǎn)號:IDEF0模型是ー組有一定層次結(jié)構(gòu)的圖形，通常用結(jié)點(diǎn)號來標(biāo)志圖形或矩形框在層次圖中的位置:模型名：每個(gè)模型有一個(gè)名字,通常用名字代表主題，用子名字表示不同的模型?；久峙c子名字間用“/”隔開，如A/B/C,A是主題、B是模型號、C是結(jié)點(diǎn)號。3.3建模過程及步驟IDEF0建模過程及步驟: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:建立內(nèi)外關(guān)系圖A-0圖:根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)、功能建立內(nèi)外關(guān)系圖A-0圖,以確定整個(gè)模型的內(nèi)外關(guān)系，確定系統(tǒng)的邊界;構(gòu)造頂層圖:把A-0圖分解成3?6個(gè)主要部分得到A0圖，A0圖是模型真正的頂層圖;開發(fā)!DEFO層次結(jié)構(gòu)圖;對A0圖中的每個(gè)矩形框進(jìn)行分解，就形成了基本的圖形層次結(jié)構(gòu)。在分解時(shí)要列出所有的數(shù)據(jù)項(xiàng)和活動表,分解的次序采用以下原則;保持在同一水平上進(jìn)行分解，均勻的模型深度;按困難程序進(jìn)行選擇；寫文字說明;檢査確認(rèn)圖形;3.4DFD與IDEF0的比較DFD與IDEF0共同點(diǎn);都是結(jié)構(gòu)化分析思想，強(qiáng)調(diào)自頂而下逐步求精的方法對現(xiàn)實(shí)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(xì)、由表及里地逐步細(xì)化，將一個(gè)大問題分解成幾個(gè)小問題,對這小問題再進(jìn)行分析求解;DFD與!DEFO區(qū)別: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(guān)系。IDEFO圖也用箭頭代表數(shù)據(jù)流,但在IDEFO中不是強(qiáng)調(diào)流或順序,而是強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)約束。從表達(dá)形式上看,DFD圖與IDEFO圖都是用箭頭和處理表達(dá)ー個(gè)企業(yè)或組織的業(yè)務(wù)流程。但I(xiàn)DEFO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?qū)嵤┓绞降末`些約束;從模型元素的組成上來看,DFD模型由4種元素組成,即外部項(xiàng)（數(shù)據(jù)源及終點(diǎn)）、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和處理。而IDEFO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;從模型規(guī)范上來講，IDEF方法更加規(guī)范;IDEFO模型結(jié)構(gòu)清楚,便于理解和溝通。第四章數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)建模4.1數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)概述1.I數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)的任務(wù)定義和描述應(yīng)用領(lǐng)域涉及的數(shù)據(jù)范圍;描述清楚數(shù)據(jù)的屬性特征；描述清楚數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；定義和描述數(shù)據(jù)的約束；說明數(shù)據(jù)的安全性要求；支持用戶的各種數(shù)據(jù)處理需求；保證信息模型方便地轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu),同時(shí)便于用戶理解。1.2概念設(shè)計(jì)過程概念設(shè)計(jì)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(gòu)造出信息模型,編寫數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)說明書，信息模型和數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)說明書是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)的依據(jù):概念設(shè)計(jì)的基本步驟:確定實(shí)體集;確定聯(lián)系和聯(lián)系類型；建立由信息模型表示的企業(yè)模型;確定實(shí)體集屬性；對信息模型優(yōu)化。2數(shù)據(jù)建模方法數(shù)據(jù)建模方法的共同特點(diǎn)是:能夠真實(shí)客觀地描述現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系;組成模型的概念少,語義清楚,容易理解;不同概念的語義不重疊，概念無多義性;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(shè)計(jì)者和用戶交流；這種數(shù)據(jù)模型容易轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)階段需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3ER建模方法3.1基本概念實(shí)體或?qū)嵗?指客觀存在并可相互區(qū)分的事物,可以是ー個(gè)具體的人或物，也可以是抽象的事件或概念;實(shí)體集:表示ー一個(gè)現(xiàn)實(shí)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。屬性;用于描述ー個(gè)實(shí)體集的性質(zhì)和特征；碼;實(shí)體集中能惟?標(biāo)識每ー個(gè)實(shí)例的屬性或?qū)傩越M；聯(lián)系:描述現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體之間的關(guān)系。（1）ー對ー聯(lián)系;（2）ー對多聯(lián)系;（3）多對多聯(lián)系3.2ER方法語法ER方法中用矩形框表示實(shí)體集，矩形框內(nèi)寫上實(shí)體集的名稱;ER模型用菱形表示聯(lián)系,聯(lián)系名寫在菱形框內(nèi);ER模型中實(shí)體集的屬性用橢圓或圓角矩形框表示，屬性名字寫在其中。4IDEF1X建模方法4.1IDEF1X概述IDEFO側(cè)建描述系統(tǒng)功能，被稱為功能建模方法；IDEF1X側(cè)亜分析、抽象和概括應(yīng)用領(lǐng)域中的數(shù)據(jù),稱為數(shù)據(jù)建模方法；IDEF1X方法具有豐富的語法和語義:實(shí)體集分為:（1）獨(dú)立標(biāo)識符實(shí)體集;（2）從屬標(biāo)識符實(shí)體集;實(shí)體集之間的聯(lián)系分為:（1）標(biāo)定型聯(lián)系:（2）非標(biāo)定型聯(lián)系;（3）分類聯(lián)系:（4）不確定聯(lián)系4.2IDEF1X模型元素實(shí)體集：實(shí)體集語義:如果ー個(gè)實(shí)體集的每一個(gè)實(shí)例都能被惟一地標(biāo)識,而不決定于它與其他實(shí)體的聯(lián)系,那么該實(shí)體集稱為獨(dú)立實(shí)體集:否則就叫從屬實(shí)體集:實(shí)體集語法:IDEF1X用矩形框來表示獨(dú)立實(shí)體集,用圓角矩形框來表示從屬實(shí)體集:聯(lián)系：聯(lián)系語義：標(biāo)定型聯(lián)系：ー個(gè)“確定型聯(lián)系”中，如果子女實(shí)體集中的每個(gè)實(shí)例都是由它與雙親的聯(lián)系而確定的,這個(gè)關(guān)系稱為“標(biāo)定型聯(lián)系”：非標(biāo)定型聯(lián)系：ー個(gè)“確定型聯(lián)系”中,如果子女實(shí)體集中的每ー個(gè)實(shí)例都能被惟一地確認(rèn)而無需了解與之相聯(lián)系的雙親實(shí)體集的實(shí)例，這個(gè)問題關(guān)系叫“非標(biāo)定型聯(lián)系”。分類聯(lián)系：是兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系，目在這些實(shí)體集中存在ー個(gè)一般實(shí)體集，它的每ー個(gè)實(shí)例都恰好與一個(gè)且僅ー個(gè)分類實(shí)體集的ー個(gè)實(shí)例相聯(lián)系。不確定聯(lián)系：一個(gè)非確定聯(lián)系又稱為多對多聯(lián)系,這種聯(lián)系關(guān)聯(lián)的兩個(gè)實(shí)體集之間,任ー實(shí)體集的ー個(gè)實(shí)例都將對應(yīng)另ー實(shí)體集的0個(gè)、1個(gè)或多個(gè)實(shí)例。聯(lián)系的語法:標(biāo)定聯(lián)系語法:在IDEF1X圖中，聯(lián)系的語法用直線表示，在ー個(gè)標(biāo)定型聯(lián)系中，子女實(shí)體集總是ー個(gè)從屬實(shí)體集，用圓角矩形框表示;非標(biāo)定聯(lián)系語法：如果兩個(gè)實(shí)體集之間有關(guān)系,并且是ー個(gè)非標(biāo)定聯(lián)系，就用一條虛線把它們連接起來。分類聯(lián)系語法：一般實(shí)體集的ー個(gè)實(shí)例只能與分類實(shí)體集的一個(gè)實(shí)例相對應(yīng);不確定聯(lián)系m:n的語法:不確定聯(lián)系用一個(gè)兩端帶有實(shí)心圓的線段描述,表示多對多的連接關(guān)系。屬性屬性的語義:用來描述ー類現(xiàn)實(shí)或抽象事物的特征或性質(zhì)。一個(gè)屬性的具體取值叫屬性實(shí)例,它由屬性的類型和值來定義。屬性的語法主碼和非主碼屬性語法:在ー個(gè)實(shí)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(biāo)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。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。4.3建模過程建模過程:建模規(guī)劃及準(zhǔn)備、定義實(shí)體集、定義聯(lián)系、定義健、定義屬性1、第一階段：建模規(guī)劃及準(zhǔn)備建模目標(biāo)：目標(biāo)說明：回答將構(gòu)造的模型完成什么功能,涉及的問題和數(shù)據(jù)范圍,同時(shí)說明是ー個(gè)當(dāng)前系統(tǒng)模型還是待建模型。范圍說明：在建模初期要給出模型覆蓋的問題范圍;建模計(jì)劃項(xiàng)目說明;收集數(shù)據(jù):定義實(shí)體;定義聯(lián)系;定義碼屬性;定義非碼屬性;確認(rèn)模型;評審驗(yàn)收。組織隊(duì)伍：包括項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、建模者、信息源、課題專家、評審委員會第二階段：定義實(shí)體集目標(biāo)是標(biāo)識和定義應(yīng)用領(lǐng)域中的實(shí)體集，方法是分類標(biāo)識原始材料中的所有名詞;區(qū)別實(shí)體集名詞和非實(shí)體集名詞的方法,是否具有下列特征：它能夠被描述或說明嗎?有多少同類的實(shí)例嗎?每個(gè)實(shí)例可以被標(biāo)識和區(qū)分嗎?第三階段：定義聯(lián)系標(biāo)識實(shí)體集之間的聯(lián)系：建立聯(lián)系矩陣，聯(lián)系矩陣由一個(gè)二維數(shù)組表示。把實(shí)體集沿水平和垂直兩方向列出,分析兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系,有聯(lián)系就用“X”表示,不存在聯(lián)系用“nuU”表示。聯(lián)系只標(biāo)識直接關(guān)系，不標(biāo)識間接關(guān)系。定義聯(lián)系:包括表示依賴、命名聯(lián)系、關(guān)于聯(lián)系的說明;當(dāng)實(shí)體集之間的依賴關(guān)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。構(gòu)造實(shí)體級數(shù):實(shí)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(shí)體集數(shù)目。第四階段：定義健分解不確定的聯(lián)系：把實(shí)體級圖中不確定的關(guān)系轉(zhuǎn)換成確定的連接形式，把每ー個(gè)不確定的聯(lián)系轉(zhuǎn)換成為兩個(gè)確定的聯(lián)系;標(biāo)識碼屬性：碼屬性是那些能夠惟ー識別實(shí)體集中每一個(gè)實(shí)例的屬性:遷移主碼：把ー個(gè)實(shí)體集的主碼復(fù)制到其他有關(guān)實(shí)體集的過程，但要遵守以下規(guī)則：在ー個(gè)聯(lián)系中,遷移總是從父到子或從?般實(shí)體集移向分類實(shí)體集:主碼屬性才能被遷移,如主碼由多個(gè)屬性組成，則要全部遷移:第五階段:定義屬性標(biāo)識和定義非主屬性;建立屬性的所有者;確認(rèn)屬性的定義;繪制局部數(shù)據(jù)視圖;實(shí)體集的名稱和編號寫在矩形框外的上面;主碼屬性寫在矩形框內(nèi)水平線的上面并用“PK”標(biāo)注；外碼屬性寫在矩形框內(nèi)水平線的ド面并用“FK”標(biāo)注;非主屬性也可以寫在矩形框內(nèi)水平線的下面;第五章關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)2基本概念5.2.1關(guān)系模型關(guān)系模型采用ー個(gè)二維表格在計(jì)算機(jī)中組織、存儲、處理和管理數(shù)據(jù)。關(guān)系名（數(shù)據(jù)庫名）:由字母數(shù)字組成;屬性名:關(guān)系模式和關(guān)系:關(guān)系模式描述關(guān)系的靜態(tài)結(jié)構(gòu),由模式名、關(guān)系模式所包含的屬性（屬性名、類型和長度）及屬性值所滿足的條件組成模式定義。元組:描述關(guān)系中的行:域:它定義關(guān)系的每個(gè)屬性取值的類型：主碼:能夠惟ー標(biāo)識關(guān)系中每一個(gè)元組的屬性或?qū)傩越M:關(guān)系的數(shù)學(xué)定義:關(guān)系模式是建立在集合集論的基礎(chǔ)上的,用數(shù)學(xué)的概念定義關(guān)系有:定義ー:域是值的集合,同一個(gè)域中的值具有相同的數(shù)據(jù)類型:定義二:定義三:當(dāng)關(guān)系引用了屬性名后關(guān)系具有以下屬性：[1I不能有重復(fù)的元組:[2]元組上下無序:[3]按屬性名引用時(shí)屬性左右無序:[4I所有屬性值都是原子項(xiàng)（不可再分）；總結(jié):關(guān)系是ー張二維表，表中的一行被稱為ー個(gè)元組，一列稱為屬性,由一組域值組成。關(guān)系是元組的集合,關(guān)系中的每個(gè)元組在數(shù)學(xué)上被定義為這個(gè)關(guān)系所涉及的全部域值中笛卡兒積的一個(gè)元素。2.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫是按照二維表組織和存儲的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系的集合,關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式是關(guān)系模式的集合；2.3關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性(完整性約束):是對關(guān)系的某種約束規(guī)則和關(guān)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(shí)例的合法性和正確性;完整性約束分靜態(tài)和動態(tài)兩種,靜態(tài)完整性約束是基于關(guān)系模式的,主要有主碼、外碼約束和域約束組成:動態(tài)完整性約束是基于企業(yè)的業(yè)務(wù)規(guī)則的。靜態(tài)完整性約束規(guī)則:主碼約束:主碼必須滿足:惟ー性:在ー個(gè)關(guān)系中不存在兩個(gè)元組，它們具有相同的主碼值:最小性:不存在從組成主碼的屬性集中去掉ー個(gè)屬性,還仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)的惟一性:外碼約束:用戶定義的完整性：5.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)理論3.1問題的提出究竟ー個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫包含哪些屬性是合理的，如何評價(jià)ー個(gè)關(guān)系模式設(shè)計(jì)的優(yōu)劣?3.2函數(shù)依賴函數(shù)依理論利用ー個(gè)關(guān)系中屬性之間的依賴關(guān)系評價(jià)和優(yōu)化關(guān)系模式,以保證存儲到數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系具有較好特性:函數(shù)依賴:設(shè)R(U)為ー關(guān)系模式,X和丫為屬性全集U的子集，若對于R(U)的任意ー個(gè)可能的關(guān)系r,r中不可能存在兩個(gè)元組在X上的屬性值相等，而在丫上的屬性值不等，則稱“X函數(shù)決定Y”或“丫函數(shù)依賴于X”,并記作XY,其中X稱為決定因素,因?yàn)楦鶕?jù)函數(shù)依賴定義,給定一個(gè)X,就能惟ー決定一個(gè)丫。這里討論的函數(shù)關(guān)系與數(shù)學(xué)上的不同，是不能計(jì)算的，是ー個(gè)關(guān)系中屬性之間存在的依賴關(guān)系:它是ー種語義范疇的概念,只能根據(jù)兩個(gè)屬性之間的語義來確定一個(gè)函數(shù)依賴是否存在。完全與部分函數(shù)依賴:在關(guān)系模式R（U）中,如果XGY成立,并且對X的任何真子集X’不能函數(shù)決定Y,則稱丫對X是完全函數(shù)依賴，被記作X—f—aYo若X4Y,但丫不完全函數(shù)依賴于X,則稱丫對X是部分函數(shù)依賴,記作X-p6Y；傳遞函數(shù)依賴:在關(guān)系R（U）模式中，如果X決定Y,（丫不屬于X）,丫不決定X,丫決定Z,則稱Z對X傳遞函數(shù)依賴。平凡與非平凡函數(shù)依賴:若X決定Y,但丫屬于X,則稱X&Y是平凡函數(shù)依賴，否則稱非平凡函數(shù)依賴;即平凡函數(shù)依賴，僅當(dāng)其右邊的屬性集是左邊屬性集的子集時(shí)成立;非平凡函數(shù)依賴,僅當(dāng)其右邊的屬性集至少有一個(gè)屬性不屬于左邊有集合時(shí)成立;完全非平凡函數(shù)依賴:僅當(dāng)其右邊的屬性集中屬性都不在左邊的集合時(shí)成立;碼:在關(guān)系模式R（U）中，K為R的屬性或?qū)傩越M,若K函數(shù)決定A1.A2….An,則K為關(guān)系模式R的候選碼，包含在候選碼中的屬性稱為主屬性，否則為非主屬性；若ーー個(gè)關(guān)系的候選碼不止ー個(gè),則選定其中一個(gè)作為關(guān)系R的主碼；關(guān)系的碼屬性除了必須完全函數(shù)決定關(guān)系的所有其他屬性外，還必須滿足最小化規(guī)則，即在關(guān)系模式R（U）中,不存在ー個(gè)K的真子集能夠函數(shù)決定R的其他屬性。函數(shù)依賴的推理規(guī)則:自反律:若丫（包含于）X（包含于）U,則XdY成立;增廣律:若X6Y,且Z（包含于）U,則XZdYZ成立;傳遞律：若X4Y,YaZ,則XdZ成立;合并規(guī)則：若XdY,X6Z成立，貝リX4YZ；分解規(guī)則:若X4Y和Z（包含于）Y成立，則X6Z也成立;偽傳遞規(guī)則:若XdY,YWaZ,則XW4Z成立;屬性集閉包:設(shè)F是屬性集U上的函數(shù)依賴集,X為U的ー個(gè)子集,那么對于F,屬性集X關(guān)于F的閉包(用X+表示)為:X+={AIXaA)由屬性集團(tuán)包的定義可知,若想判斷函數(shù)依賴XaY是否成立，只要計(jì)算X關(guān)于函數(shù)依賴集F的閉包，若丫是X閉包中的ー個(gè)元素則XGY成立;確定關(guān)系的碼:利用迭代算法計(jì)算X+,步驟如下:選X作為閉包X+的初值X(0)；由X(i)計(jì)算X(i+1)時(shí)，它是由X(0)并上屬性集合A所組成，其中A滿足下列條件:Y(包含于)X(i),且F中存在函數(shù)依賴YdZ,而A(包含于)Z。因?yàn)閁是有窮的，所以會得到X(i)=X(i+1),此時(shí)X(i)為所求的X+。5.3.3規(guī)范化設(shè)計(jì)方法第一氾式：定義:設(shè)關(guān)系模式R(F,U),如果R的每ー個(gè)屬性都是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng),則此關(guān)系模式為第一范式;ー個(gè)給定關(guān)系和第一范式(INF)的區(qū)別:ー個(gè)關(guān)系中的數(shù)據(jù)按照行和列的形式組織，每個(gè)元組具有相同數(shù)H的屬性個(gè)數(shù)，且每ー個(gè)元組的屬性值具有統(tǒng)一?的數(shù)據(jù)類型和長度;元組或?qū)傩缘呐帕信c順序無關(guān),每個(gè)元組必須通過一個(gè)屬性或?qū)傩越M惟ー識別;第一范式實(shí)際上對關(guān)系增加了一個(gè)約束，即關(guān)系中元組的每個(gè)屬性都只取ー個(gè)值，第一范式是對關(guān)系模式的基本要求，不滿足第一范式的數(shù)據(jù)庫就不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。第二范式:定義:若關(guān)系模式R(F,U)是1NF,且每個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則稱R為第二范式，即在2NF中不存在非主屬性對碼的部分依賴:僅滿足第一范式關(guān)系會存在種種問題,要消除必須用更高級的范式標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì),稱為標(biāo)準(zhǔn)化:具體做法是將大的關(guān)系分解成多個(gè)小的關(guān)系，使分解后的關(guān)系滿足更高級范式的要求。第二范式實(shí)際上對關(guān)系增加了一個(gè)約束，就是關(guān)系中的每ー個(gè)屬性必須完全依賴于主碼，即在第一范式的基礎(chǔ)上，消除非主屬性對主碼的部分函數(shù)依賴可達(dá)到2NF；Ayr—?_p.第二氾式:定義:若關(guān)系R（U,F）為第一范式,且不存在非主屬性對主碼的傳遞函數(shù)依賴,則稱R為第三范式;第三范式是在第二范式的基礎(chǔ)上對關(guān)系乂增加了一個(gè)約束,就是關(guān)系中的每ー個(gè)非主屬性必須只依賴于主碼。即2NF的基礎(chǔ)上,消除非主屬性對主碼的傳遞函數(shù)依賴可達(dá)到3NF。改進(jìn)的第三范式：定義:如果關(guān)系模式R是1NF,且每個(gè)屬性（包括主屬性）既不存在部分函數(shù)依賴也不存在傳遞函數(shù)依賴于候選碼，則稱R是改進(jìn)的第三范式（BCNF）o多值依賴與4NF：多值依賴：表示關(guān)系中屬性（如A、B、C）之間的依賴，對于A的每個(gè)值，都存在ー個(gè)B或C的值的集合，而且B和C的值相互獨(dú)立,記為：AaaB,AaaC第四范式：如果關(guān)系模式R屬于INF,對于R的每個(gè)非平凡的多值依賴X4Y（丫不屬于X）,X含有候選碼,則R是第四范式。即是從BCNF范式中消除主碼內(nèi)的獨(dú)立依賴集（非平凡多值依賴）可達(dá)4NF；連接依賴與5NF連鎖依賴：設(shè)關(guān)系模式R，R的屬性子集為RI、R2、R3、R4、R5、R6、R7-.）當(dāng)且僅當(dāng)R的每個(gè)合法值等于RI、R2、R3、R4、R5、R6、R7…的投影連接時(shí)，稱R滿足連接依賴;第五范式：設(shè)R是ー個(gè)滿足5NF的關(guān)系模式,當(dāng)且僅當(dāng)R的每ー個(gè)非平凡連接依賴都被R的候選碼所蘊(yùn)含,即從4NF屮消除非候選碼所蘊(yùn)含的連接依賴為5NF；總結(jié)：范式表達(dá)了關(guān)系模式滿足的條件,也是衡量關(guān)系模式設(shè)計(jì)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn);利用范式進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)的目的是消除數(shù)據(jù)冗余,避免出現(xiàn)異常，使結(jié)構(gòu)更合理;規(guī)范化設(shè)計(jì)的基本過程是對關(guān)系進(jìn)行的分解,消除屬性間不合理的數(shù)據(jù)依賴,用ー組等價(jià)的子關(guān)系代替原有的關(guān)系；數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的程序越高,其關(guān)系表就越多,從而增加了表之間連接運(yùn)算的代價(jià)，影響了數(shù)據(jù)庫的執(zhí)行速度和性能。所以通常關(guān)系模式規(guī)范化工作僅做到3NF,這樣既使關(guān)系中不合理的屬性基本消除，規(guī)范化程度也不太高，保證數(shù)據(jù)庫有較好的性能。5.4數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)5.4