四级数据库知识点Word格式文档下载.docx
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（4）当顾客访问数据库，DBMS对顾客提交查询操作类似于，计算机编译系统对程序编译过程；
（5）开发某些大型DBS或DBMS过程，要遵循软件工程开发模式。
1．2数据模型
1．2．1数据模型概念
1、数据模型（DataModel）--是数据库系统形式框架，是用来描述数据一组概念和定义，涉及描述数据、数据联系、数据操作、数据语义以及数据一致性概念工具；
2、数据模型应满足：
（1）可以比较真实地模仿现实世界；
（2）容易为人们所理解；
（3）便于在计算机上实现。
3、数据模型构成：
（1）数据构造：
用于描述系统静态特性，从语法角度表述了客观世界中数据对象自身构造和数据对象之间关联关系，是刻画一种数据模型性质最重要方面。
在数据库系统中，普通按照数据构造类型来区别、命名各种数模，如层次、网状、关系数模。
（2）数据操作：
用于描述系统动态特性，是一组对数据库中各种数据对象容许执行操作和操作规则构成集合。
数据操作可以是检索、插入等，数模必要定义这些操作确切含义、操作符号、操作规则以及实现操作数据库语言。
（3）数据完整性约束：
是一组完整性规则集合，它定义了数模必要遵守语义约束，也规定了数据库中数据内部及数据之间联系所必要满足语义约束。
它限定了数据库状态以及状态变化，以便维护数据对的性、有效性。
1．2．2数据模型分类
1、用数据模型这一概念来描述数据库构造和语义，通过现实世界—信息世界—机器世界抽象转换过程构建数据库，并依照模型所定义规范去管理和使用数据。
2、建模过程：
（1）将现实世界数据对象抽象为信息世界中某一信息构造；
（2）再将信息构造转换为机器世界中某一详细DBMS支持数据模型，并存储于计算机中。
3、数据模型分类：
（1）概念数据模型（概念模型）：
按顾客观点对数据和信息进行建模，是现实世界到信息世界第一层抽象，强调其语义表达功能，易于顾客理解，是顾客与设计人员交流语言，重要用于数据库设计。
最惯用是实体—联系模型。
（2）数据构造模型（表达型/实现型）：
是机器世界中与详细DBMS有关数据模型，涉及关系模型、网状模型和层次模型
（3）物理数据模型：
属底层数据模型，描述数据实际存储方式。
1．3数据视图与模式构造
1．3．1数据视图与数据抽象
1、数据视图：
指从某个角度看到客观世界数据对象特性，是对数据对象某一方面特性描述。
2、数据抽象：
是一种数据描述和数据库设计原则，是指专注于数据对象某方面特性，而忽视其她特性。
3、集和值：
集是指对某一类数据构造和属性阐明，值是集一种详细赋值；
4、数据模式：
对数据库中数据某方面构造和特性描述，它仅涉及集描述，不涉及详细值。
1．3．2三级模式构造
1、数据库三级模式构造—外部级、概念级和内部级，分别定义了外模式、模式和内模式，用于从不同角度描述数据库构造。
2、模式：
（1）也称逻辑模式、概念模式；
（2）对数据库中全体数据逻辑构造和特性描述，是所有顾客公共数据视图；
（3）模式不但定义了数据逻辑构造，还定义了数据之间联系、与数据关安全性和完整性规定；
（4）一种数据库只有一种模式，建立在某种数据构造模型基本上。
3、外模式：
（1）也称子模式、顾客模式、顾客视图；
（2）是对数据库顾客可以看见和使用局部数据逻辑构造和特性描述。
（3）一种数据库可以有各种外模式，每个外模式描述了某个特定顾客所使用局部数据逻辑构造和特性，是与某一应用关于数据逻辑表达。
（4）外模式还是保证数据安全有力办法，每个顾客只能看见和访问所相应外模式中数据，其他数据对她是不可见。
4、内模式：
（1）也称物理模式、存储模式；
（2）是对数据库中数据物理构造和存储方式描述，代表了数据在数据库内部表达方式和物理组织构造；
1．3．3二级映象与数据独立性
1、外模式/模式映象：
（1）定义了数据库中不同顾客外模式与数据库逻辑模式之间相应关系；
（2）可有各种外模式/模式映象，对于每个外模式，需要一种外模式/模式映象来定义该外模式与模式之间相应关系；
（3）当模式发生变化时，只需调节外模式/模式间映象关系，而外模式无需修改，保证了数据与应用程序逻辑独立性，称为数据逻辑独立性。
2、模式/内模式映象：
（1）定义了数据库中数据全局逻辑构造，与这些数据在系统中物理存储组织构造之间相应关系。
（2）模式/内模式映象是唯一；
（3）当内模式发生变化时，只需调节模式/内模式映象关系，而模式无需修改，保证了数据库中数据与应用程序间物理独立性，称为数据物理独立性。
1．4数据库系统体系构造
1、数据库系统体系构造：
是指数据库系统构成构件、各构件功能及各构件间协同工作方式；
2、分类：
（1）集中式：
所有数据和数据管理功能均集中在一台计算机上数据库系统；
涉及单顾客和主从式两种，单顾客DBS是指系统由一种顾客独占，不同机器间不能共享数据；
主从式DBS是指一种主机带各种分时多顾客DBS；
（2）分布式：
数据库中数据在逻辑上是一种整体，但在物理上却可以分布在网络中不同数据管理节点上；
（3）客户/服务器：
将DBMS和数据库应用分开，网络中某些节点上计算机专门执行DBMS功能，负责数据管理服务，称为数据库服务器；
其她节点计算机上安装DBMS外围应用开发工具，支持顾客应用，重要负责数据表达服务，称为客户端；
（4）并行式：
硬件平台是并行计算机系统，使用各种CPU和各种磁盘进行并行数据解决和磁盘访问操作，以提高执行速度；
（5）WEB式：
由通过互联网连接起来客户端、WEB服务器、数据库服务器构成。
1．5数据库管理系统
1．5．1数据库管理系统功能
（1）数据定义功能：
DBMS提供了数据定义语言（DDL），顾客运用DDL定义数据库对象三级模式构造，描述数据库构造特性。
（2）数据操纵功能：
DBMS提供数据操纵语言（DML），顾客运用DML对数据进行查询、插入、删除或更新；
（3）数据库运营管理和控制功能
（4）数据库建立和维护功能
1．5．2数据库系统全局构造
1、DBS可分为顾客、人机交互界面、DBMS和磁盘四个层次；
2、顾客可分为四类：
数据库管理员DBA；
专业顾客；
应用程序员；
终端顾客；
3、DBMS可分为两部份：
（1）查询解决器：
面向顾客查询祈求；
涉及如下几种功能模块：
DML编译器、嵌入式DML预编译器、DDL编译器、查询执行引擎；
（2）存储管理器：
面向数据存储访问，涉及如下几种功能模块：
权限和完整性管理器、事务管理器、文献管理器、缓沖区管理器；
4、磁盘存储类型：
（1）以数据库文献方式存储应用数据；
（2）数据字典；
（3）为提高查询速度而设立数据库引擎；
（4）DMS运营时记录分析数据；
（5）日记信息。
1．6数据库技术发展和应用
1、第一代DBS：
60年代末70年代初，层次型和网状型DBS；
2、第二代DBS：
70年代后期，关系数据库系统；
3、新型DBS：
80年代，分布式数据库系统；
90年代，面向对象数据库系统、网络数据库系统
第二章数据库应用系统生命周期
2．1数据库应用系统生命周期
2．1．1软件工程与软件开发办法
1、软件工程：
指引计算机软件开发和维护工程科学，它采用工程化概念、原理、技术和办法，以及对的项目管理技术，来开发和维护软件；
它将系统化、规范化、定量化办法应用于软件开发、操作和维护，也就是将工程化应用于软件生产；
2、软件工程目的：
在给定成本、进度前提下，开发出满足顾客需求并具备下述特性软件产品：
可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性。
3、软件生命周期：
指软件产品从考虑其概念开始，到该产品交付使用整个时期，涉及概念阶段、需求阶段、设计阶段、实现阶段、测试阶段、安装布置及交付阶段；
4、软件项目管理：
为了能使软件开发按预定质量、进度和成本进行，而对成本、质量、进度、人员、风险等进行分析和有效管理一系列活动。
5、软件工程以关注软件质量为特性，由办法、工具和过程三某些构成；
6、软件过程模型（软件开发模型）：
是对软件过程一种抽象表达，表达了软件过程整体框架和软件开发活动各阶段间关系，常用有：
瀑布模型、迅速原形模型、增量模型和螺旋模型。
2．1．2DBAS软件构成
1、数据库应用软件在内部可看作由一系列软件模块/子系统构成，这些模块/子系统可提成两类：
（1）与数据访问关于数据库事务模块：
运用DBMS提供数据库管理功能，以数据库事务方式直接对数据库中各类应用数据进行操作，模块粒度较小；
（2）与数据访问无直接关联应用模块：
在许多与数据解决关于应用系统中，对数据库访问只是整体中一某些，其她功能则与数据库访问无直接关系，这某些模块粒度可以比较大。
2、DBAS设计开发硬件方面：
重要涉及依照系统功能、性能、存储等需求选取和配备适当计算机硬件平台，并与开发好DBAS软件系统进行集成，构成完整数据库应用系统；
2．1．3DBAS生命周期模型
1、数据库应用系统生命周期模型：
（1）参照软件开发瀑布模型原理，DBAS生命周期由项目规划、需求分析、系统设计、实现和布置、运营管理与维护等5个基本活动构成；
（2）将迅速原形模型和增量模型开发思路引入DBAS生命周期模型，容许渐进、迭代地开发DBAS；
（3）依照DBAS软件构成和各自功能，细化DBAS需求分析和设计阶段，引入了数据组织与存储设计、数据访问与解决设计、应用设计三条设计主线，分别用于设计DBAS中数据库、数据库事务和应用程序；
（4）将DBAS设计阶段细分为概念设计、逻辑设计、物理设计三个环节，每一步设计内容又涵盖了三条设计主线。
2．2规划与分析
2．2．1系统规划与定义
1、定义：
系统规划与分析是面向将要开发DBAS，通过理解顾客实际需求，明确该系统需要实现目的和任务，并从数据管理和数据解决角度，拟定系统中数据库软件功能、性能范畴；
2、系统规划与定义涉及：
（1）任务陈述：
描述所要开发DBAS总体目的；
（2）拟定任务目的；
（3）拟定系统范畴和边界；
（4）拟定顾客视图；
2．2．2可行性分析
1、可行性分析涉及如下四方面：
（1）经济可行性：
对项目进行成本效益分析；
DBAS成本重要涉及：
A、软硬件购买费用；
B、系统开发费用；
C、系统安装、运营、维护费用。
（2）技术可行性：
是依照顾客提出系统功能、性能及实现系统各项约束条件，对系统软件、硬件、技术方案作出评估和选取建议；
A、硬件可行性研究是分析DBAS硬件平台环境和设立；
B、软件可行性研究涉及：
对可用DBMS和操作系统选型评估，对中间件和开发环境选型建议，对DBAS开发模式和编程语言建议；
C、技术方案选取是依照系统技术需求，提出DBAS也许采用合理技术方案和核心技术；
（3）操作可行性：
是论证与否具备DBAS开发所需各类人员资源、软件资源、硬件资源和工作环境等，以及为支持DBAS开发如何去改进加强这几方面资源。
（4）开发方案选取：
目是提出并评价实现系统各种开发方案，从中选出一种合用于DBAS软件开发方案；
2．2．3项目规划
1、项目规划是项目管理者对资源、成本和进度做出合理估算，并在此基本上制定切实可行DBAS项目开发筹划。
2、项目规划涉及如下内容：
（1）拟定项目目的和范畴；
（2）依照DBAS软件开发模型，分解和定义整个项目涉及工作活动和任务；
（3）估算完毕该项目规模和所需各种资源；
（4）制定合理DBAS项目筹划
3、项目规划成果应形成数据库应用系统项目筹划文档，即项目筹划书。
2．3需求分析
1、数据库应用系统需求是指顾客对DBAS在功能、性能、行为、设计约束等方面盼望和规定；
2、DBAS需求分析是在已经明确DBAS系统范畴基本上，通过相应用问题理解和分析，采用适当工具和符号，系统地描述DBAS功能特性、性能特性和约束，并形成需求规范阐明文档；
3、需求分析过程由需求获取、需求分析、需求描述和规范阐明、需求验证等构成；
4、DBAS需求分析涉及：
（1）数据需求分析；
（2）数据解决需求分析；
（3）业务需求分析；
（4）分析数据库系统在性能、存储、安全、备份与恢复等方面规定；
2．3．1数据与数据解决需求分析
1、数据需求分析：
是从对数据组织与存储设计角度，辨识应用领域所管理各类数据项和数据构造，与数据解决需求分析成果一起，构成数据字典；
2、数据解决需求分析：
是从数据访问和解决角度，明确对各类数据项所需进行数据访问操作，分析成果可表达为数据流图或事务规范；
3、事务规范涉及：
（1）事务名称；
（2）事务描述；
（3）事务所访问数据项；
（4）事务顾客；
2．3．2业务规则需求分析
1、业务规则需求分析：
是从DBAS高层目的和整体功能出发，分析系统或系统中某些大粒度子系统应具备业务类型和功能，明确顾客或外部系统与DBAS交互模式；
2．3．3性能需求分析
1、DBAS性能指标：
（1）数据操作响应时间（或数据访问响应时间）：
从提交祈求到返回成果时间；
（2）系统吞吐量：
指系统在单位时间内所完毕事务或查询数量，单位为TPS；
（3）容许并发访问最大顾客数：
在保证响应时间前提下，系统最多容许多少顾客同步访问数据库；
（4）每TPS代价值，用于衡量系统性价比指标
2、影响DBAS性能因素：
（1）系统硬件资源；
（2）网络通信设备性能；
（3）操作系统环境；
（4）数据库逻辑设计和物理设计质量，数据库配备参数；
（5）DBAS配备和性能；
（6）数据库应用程序自身。
2．3．4其他需求分析
1、存储需求分析：
是指预计DBAS系统需要数据存储量，涉及：
（1）初始数据库大小；
（2）数据库增长速度；
存储总量估算可采用：
依照数据字典中每个数据项构造描述信息，预计每个数据项容量，将所有数据项容量累加；
2、安全性需求分析：
（1）DBAS系统应达到安全控制级别；
（2）各类顾客数据视图和视图访问权限；
（3）DBAS应有口令保护机制或其他安全认证机制，用以控制顾客登录数据库系统。
3、备份和恢复需求分析：
（1）DBAS运营过程中备份数据库时间和备份周期；
（2）所需备份数据是所有数据库数据，还是一某些；
（3）备份方式是采用完全备份还是采用差别备份。
2．4系统设计
2．4．1概念设计
1、数据库概念模型设计：
是依照数据需求分析阶段得到需求成果，分析辨识需要组织存储在数据库中各类应用领域数据对象特性及其互相之间关联关系，并采用概念数据模型表达出来，得到独立于详细DBMS数据库概念模型；
2、ER办法：
（1）选取局部应用；
（2）分别设计各个局部ER图；
（3）局部ER图合并；
3、系统总体设计：
（1）拟定DBAS体系构造；
（2）系统硬件平台和操作系统、数据库管理系统等系统软件选型和配备；
（3）应用软件构造设计
（4）对需求分析阶段辨认出业务规则进行初步设计，细化业务规则流程，明确采用核心技术和算法；
（5）对系统采用核心技术进行方案选型和初步设计。
2．4．2逻辑设计
1、数据库逻辑构造设计：
指从数据库概念模型出发，设计表达为逻辑模式数据库逻辑构造。
（1）ER图转换为初始关系模式；
（2）对初始关系模式进行优化；
（3）检查关系表对数据库事务支持性；
（4）拟定关系模式完整性约束；
（5）从数据安全性和独立性出发，设计顾客视图。
2、应用程序概要设计（II）；
3、数据库事务概要设计；
2．4．3物理设计
1、数据库物理构造设计：
重要指数据文献在外存上存储构造和存取办法，它依赖于系统详细硬件环境、操作系统和DBMS；
（1）数据库逻辑模式调节；
（2）选取或配备基本关系表文献组织形式；
（3）数据分布设计；
（4）安全模式设计；
（5）拟定系统配备；
（6）物理模式评估；
2、数据库事务详细设计：
依照事务流程，运用SQL语句、数据库访问接口，采用高档程序设计语言或DBMS提供事务实现机制，设计数据库事务。
3、应用程序详细设计：
2．5实现与布置
1、建立数据库构造；
2、数据加载；
3、事务和应用程序编码及测试；
4、系统集成、测试与试运营；
5、系统布置；
2．6运营管理与维护
2．6．1寻常维护
（1）数据库备份与恢复
（2）完整性维护
（3）安全性维护
（4）存储空间管理
（5）并发控制及死锁解决
2．6．2系统性能监控和分析
1、记录数据可以通过两种途径收集：
（1）由DBMS自身自动收集和存储记录数据
（2）通过监控系统得到
2．6．3系统性能优化调节
1、糸统性能优化手段有：
数据查询调节与优化、索引调节、数据库摸式调节、DBMS和操作系统参数调节等。
2、模式调节重要涉及逻辑模式调节，可以从下考虑：
（1）已达到第三范式基本表，不要进一步规范化为BCNF；
（2）在分布式数据库中，对一种基本表中某些频繁被访问数据，可以按水平分区或垂直分区方式拆分基本表。
2．6．4系统升级
1、改进应用桯序；
2、数据库重组；
3、DBMS和OS版本升级
第3章需求分析及功能建模办法
3．1需求分析概述
3．1．1需求分析概念
1、所谓需求分折：
就是对待开发系统要做什么，完毕什么功能全面描述。
2、需求分析工作：
通过对需求调查、理解、观测和分析，通过对原始数据收集、分类和抽象，并采用有效技术、工具，对原始资料进行加工整顿，描述开发目的、实现功能及其互有关系等活动集合；
3、需求定义：
客户对一种待开发系统在实现目的、完毕功能、应达到性能、安全性、可靠性等方面盼望和规定集合；
4、需求获取困难：
（1）软件功能复杂；
（2）需求可变性；
5、需求分析阶段重要任务：
分析当前业务流程，涉及体系构造，各职能部门完毕重要任务、关系及其交流信息。
6、需求分析成果普通以模型等建模工具和办法描述系统信息流、功能构造及完毕各功能需要数据。
7、功能模型和软件需求规格阐明书是软件开发根据，将指引后续开发工作。
8、需求分析工作是系统分析员与顾客不断交互过程中完毕。
3．1．2系统分析员职能
1、系统分析员重要要任务：
是拟定应用信息系统及软件产品应当达到各项功能性规定和非功能性规定，即顾客要做什么。
2、系统分析员应当具备素质：
（1）获取需求能力；
（2）管理及沟通能力；
（3）技术素养；
3．1．3需求获取办法
惯用几种获取需求办法：
（1）面谈；
（2）实地观测；
（3）问卷调查；
（4）查阅资源；
3．1．4需求分析过程
1、标记问题：
（1）需求分析第一步，通过对问题辨认和标记获得所求解问题及其运营环境理解；
（2）标记问题从现行系统业务流程做起，理解现行系统业务流程；
（3）在标记理解需求同步，还要注意拟定系统人机界面；
2、建立需求模型：
（1）模型是对现实原形所作一种抽象，其本质是只关怀与研究内容关于因素，而忽视无关因素，其目是把复杂事物变得简朴，便于结识和分析；
（2）当前惯用模型办法重要有DFD数据流图和IDEFO，都属于构造化分析办法，其特性是抽象和分解；
（3）一方面相应用领域进行全面分析，发现并找出同类事物本质，用抽象办法把此类事物非重要方面剔除，把握住事物内部规律或本质，就可以找到解决办法；
然后采用自上而下逐渐求精办法对复杂问题进行分解；
（4）构造化分析及建模办法重要长处：
（A）但是早陷入详细细节；
（B）从整体或宏观入手分析问题；
（C）通过图形化模型对象直观地表达系统要做什么，完毕什么功能；
（D）图形化建模办法以便系统分析员理解和描述系统；
（E）模型对象不涉及太多技术术语，便于顾客理解；
3、描述需求：
（1）需求描述目的：
对软件项目功能性和非功能性需求全面描述；
（2）功能性需求：
指需要计算机实际解决问题或实现详细功能，明确描述系统必要做什么，实现什么功能以及输入输出等；
（3）非功能性需求：
软件项目对实际运营环境规定；
（4）需求描述重要由需
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