2022年全国计算机等级考试四级数据库复习知识5.docx

2022年全国计算机等级考试四级数据库复习知识52.需求分析 需求收集和分析是数据库应用系统设计的第一阶段明确地把它作为数据库应用系统设计的第一步是非常重要的这一阶段收集到的根底数据和一组数据流图（Data Flow Diaˉgram———DFD）是下一步设计概念构造的根底概念构造对整个数据库设计具有深刻影响而要设计好概念构造，就必需在需求分析阶段用系统的观点来考虑问题、收集和分析数据及其处理如何分析和表达用户需求呢?在众多的分析方法中，构造化分析（Structured Analysis，简称SA方法）是一个简洁有用的方法SA方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统用数据流图，数据字典描述系统然后把一个处理功能的详细内容分解为若干子功能，每个子功能连续分解，直到把系统的工作过程表达清晰为止在处理功能逐步分解的同时，它们所用的数据也逐级分解形成若干层次的数据流图数据流图表达了数据和处理过程的关系处理过程的处理规律经常用判定表或判定树来描述数据字典（Data Dictionary，简称DD）则是对系统中数据的详尽描述，是各类数据属性的清单。

对数据库应用系统设计来讲，数据字典是进展具体的数据收集和数据分析所获得的主要结果数据字典是各类数据描述的集合，它通常包括以下5个局部: （1）数据项，是数据最小单位 （2）数据构造，是若干数据项有意义的集合 （3）数据流，可以是数据项，也可以是数据构造表示某一处理过程的输入输出 （4）数据存储，处理过程中存取的数据经常是手工凭证、手工文档或计算机文件 （5）处理过程 3.概念构造设计 犹如软件工程中重视需求分析与标准说明的思想一样，数据库设计中同样非常重视数据分析、抽象与概念构造的设计概念构造的设计，是整个数据库设计的关键之一概念构造独立于数据库规律构造，独立于支持数据库的DBMS，也独立于详细计算机软件和硬件系统归纳总结，其主要特点是: （1）能充分地反映现实世界，包括实体和实体之间的联系，能满意用户对数据处理的要求，是现实世界的一个真实的模型，或接近真实的模型 （2）易于理解，从而可以和不熟识计算机的用户交换意见用户的乐观参加是数据库应用系统设计胜利与否的关键。

（3）易于更动当现实世界转变时简单修改和扩大，特殊是软件、硬件环境变化时更应如此 （4）易于向关系、网状或层次等各种数据模型转换概念构造是各种数据模型的共同根底，它比任意一种数据模型更独立于机器，更抽象，从而更加稳定描述概念构造的有力工具是E-R模型P.P.S.Chen把用E-R模型定义的概念构造称为组织模式设计概念构造的策略有3种: （1）自顶向下 首先定义全局概念构造的框架，然后逐步细化 （2）自底向上 首先定义各局部应用的概念构造，然后将它们集成，得到全局概念构造来源： （3）混合策略 自顶向下和自底向上相结合的方法用自顶向下策略设计一个全局概念构造的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念构造现介绍自底向上设计概念构造的策略根据这种策略，概念构造的设计可按下面步骤进展 （1）数据抽象与局部视图设计 E-R模型是对现实世界的一种抽象一般地讲，所谓抽象是对实际的人、物、事和概念的人为处理它抽取人们关怀的共同特性，忽视非本质的细节，并把这些特性用各种抽象的概念准确地加以描述。

这些概念组成了现实世界的一种模型表示有3种抽象方法形成了抽象机制，来对数据进展组织:①分类（Classification） 定义某一概念作为现实世界中一组对象的类型这些对象具有某些共同的特性和行为它抽象了对象值和型之间的“is a member of”的语义在E-R模型中，实体型就是这种抽象②聚拢（Aggregation） 定义某一类型的组成成分它抽象了对象内部属性类型和整体与局部之间“is a part of”的语义在E-R模型中若干属性的聚拢组成了实体型，就是这种抽象③概括（Generalization） 定义类型之间的一种子集联系它抽象了类型之间的“is a subset of”的语义概括具有一个很重要的性质:继承性子类继承超类上定义的全部抽象性质固然，子类可以增加自己的某些特别属性概念构造设计的第一步就是利用上面介绍的抽象机制对需求分析阶段收集到的数据进展组织，形成实体、实体的属性，标识实体的码，确定实体之间的联系类型（1∶1，1∶n，n∶m），设计成局部E-R图 （2）视图的集成视图集成就是把上一步得到的各个局部E-R图综合成一个总体的E-R图视图集成可以有两种方式: ①多个局部E-R图一次集成。

②逐步集成用累加的方式一次集成两个局部E-R图无论哪种方式，每次集成可分两步走第一步是合并，解决各局部E-R图之间的冲突问题，生成初步E-R图其次步是修改和重构，消退不必要的冗余，生成根本E-R图 4.规律构造设计 规律构造设计的任务就是把概念构造转换为选用的DBMS所支持的数据模型的过程设计规律构造按理应选择对某个概念构造的数据模型，然后对支持这种数据模型的各种DBMS进展比拟，选出最适宜的DBMS但实际状况经常是已给定了某台机器，设计人员没有选择DBMS的余地现行的DBMS一般只支持关系、网状或层次三种模型中的某一种，对某一种数据模型，各个机器系统又有很多不同的限制，供应不同的环境与工具因而我们把设计过程分三步进展首先把概念构造向一般的关系模型转换，然后向特定的DBMS支持下的数据模型转换，最终进展模型的优化 （1）E-R图向关系数据模型的转换下面给出把E-R图转换为关系模型的转换规章 ①一个实体转换为一个关系模式实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码 ②一个联系转换为一个关系模式，与该联系相连的各实体的码以及联系的属性转换为关系的属性。

该关系的码则有三种状况:若联系为1∶1，则每个实体的码均是该关系的候选码若联系为1∶n，关系的码为n端实体的码若联系为n∶m，则关系的码为诸实体码的组合具有一样码的关系模式可合并形成了一般的数据模型后，下一步就向特定的DBMS规定的模型转换设计人员必需熟知所用DBMS的功能及限制这一步转换是依靠于机器的，不能给出一个普遍的规章转化后的模型必需进展优化对数据模型进展优化是指调整数据模型的构造，以提高数据库应用系统的性能性能有动态性能和静态性能两种静态性能分析简单实现依据应用要求，选出适宜的模型是一项简单的工作 （2）标准化理论的应用标准化理论是数据库规律设计的指南和工具，详细地讲可应用在下面几个详细的方面:第一，在数据分析阶段用数据依靠的概念分析和表示各数据项之间的关系其次，在设计概念构造阶段，用标准化理论为工具消退初步E-R图中冗余的联系第三，由E-R图向数据模型转换过程中用模式分解的概念和算法指导设计现在，不管选用的DBMS是支持哪种数据模型的，均先把概念构造向关系模型转换然后，充分运用标准化理论的成果优化关系数据库模式的设计 5.数据库的物理设计 物理设计的内容主要包括: （1）确定数据的存储构造 从DBMS所供应的存储构造中选取一种适宜的加以实现。

确定存储构造的主要因素是存取时间、存储空间利用率和维护代价三个方面设计者经常要对这些因素进展权衡一般的DBMS也总是具有肯定敏捷性供你选择例如，若引入某些冗余数据，则可能削减物理I/O次数提高检索效率相反节省存储空间检索代价就会增加固然应当尽量查找优化方法，使这三方面的性能都较好折衷有时是必需的 （2）存取路径的选择和调整 数据库必需支持多个用户的多种应用，因而必需供应对数据库的多个存取入口，也就是对同一数据存储要供应多条存取路径物理设计的任务应确定建立哪些存取路径设计者应当进展定量的分析，依据计算结果确定存取路径 （3）确定数据存放位置 首先按数据的应用状况划分为不同的组，然后确定存放位置一般的应把数据的易变局部和稳定局部分开，把常常存取和不常存取的数据分开常常存取或存取时间要求高的记录应存放在高速存储器上，如硬盘存取频率小或存取时间要求低的放在低速存储器上，如软盘磁带对于同一数据文件也可依据状况进展水平划分或垂直划分 （4）确定存储安排 很多DBMS供应了存储安排的参数供设计者物理优化处理用例如溢出空间的大小和分布参数，块的长度，块因子的大小，装填因子，缓冲区的大小和个数等等，它们都要在物理设计中确定。

这些参数的大小影响存取时间和存储空间的安排物理设计过程需要对时间、空间效率、维护代价和各种用户要求进展权衡，其结果可以产生多种方案在实施数据库前对这些方案进展方案进展细致的评价，以选择一个较优的方案是非常必要的 6.数据库应用系统的实施和维护 对数据库的物理设计初步评价完成后就可建立数据库了数据库应用系统实施对应于软件工程的编码、调试阶段设计人员运用DBMS供应的数据定义语言将规律设计和物理设计的结果严格地描述出来，成为DBMS可承受的源代码经过调试产生目标模式然后组织数据入库组织数据入库是数据库应用系统实施阶段最主要的工作 （1）数据库数据的载入和应用程序的开发由于数据库数据量一般都特别大，并且这些数据来源于一个组织的各个部门，分散在各种数据文件或原始凭证中这些数据的构造和格式一般也不符合数据库的要求，还要进展转换因此组织数据入库是一件消耗大量人力物力的工作数据的转换和组织对于小系统可以用人工方法完成但是，人工转换效率低、质量差一般来说，应设计一个数据输入子系统让计算机完成这个工作输入子系统的主要功能是:原始数据的输入、抽取、校验、分类、转换和综合，最终把数据组织成符合数据库构造的形式。

然后把数据存入数据库中数据的转换、分类和综合经常要经过屡次才能完成，因而输入子系统的设计和实施亦是比拟简单的，要编写很多应用程序输入子系统的设计不能等物理设计完成后才动手，应当和数据库设计工作并行开展为了保证数据库数据正确无误，必需高度重视数据的检验工作在输入子系统进展数据转换的过程中应当进展屡次检验，每次检验的方法亦不要一样对于重要数据的校验更应当反复屡次，确认正确前方可入库数据库应用系统中应用程序的设计应当和数据库模式设计并行数据库应用系统的实施阶段的另一项工作便这是这些应用程序的编码、调试工作有了装载实际数据的数据库和应用程序，就建立了数据库应用系统，可以试运行了 （2）数据库应用系统的试运行在完成上述工作之后，便可进入数据库的试运行阶段，或者称联合调试阶段这阶段的主要工作是: ①实际运行应用程序，执行对数据库的各种操作，测试应用程序的功能 ②测量系统的性能指标，分析是否符合设计目标虽然已在物理设计过程中进展了性能猜测，但是仅仅估价了时间和空间指标，而且在性能估价的过程中作了很多简化和假设，忽视了很多次要因素，因而估价是粗糙的并可能失真。

必需在试运行阶段进展实际测量和评价。