全国计算机等级考试四级教程—数据库工程师.docx

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1、全国计算机等级考试四级教程一数据库工程师第一章引论1、 数据库技术产生于20世纪60年代，是信息系统的核心技术和重要基础；2、 计算机科学与技术学科划分为四个专业方向：计算机科学(CS)；计算机工程(CE)；软件工程(SE)；信息技术(IT)。1. 1基本概念1. 1. 1信息与数据1、 信息、物质、能量是组成客观世界并促进社会发展的三大基本要 素：2、 信息(Information) -是客观世界事物的存在方式和运动状态的 反映，是对事物之间相互联系、相互作用的描述。信息具有可感知、可 存储、可加工、可传递和可再生的自然属性。3、 数据(Data) -是描述现实世界事物的符号记录，是用物理符

2、号 记录下来的可以识别的信息。不同的物理符号体现出数据的不同表现形 式。4、 信息与数据间存在固有联系，数据是信息的符号表示，或称为载 体。信息则是数据的语义解释，是数据的内涵，信息以数据的形式表现 出来，并为人们理解和接受。5、 数据处理(Data Processing) -是指对数据进行分类、收集、组 织、存储，进而从已数据出发，抽取或推导出新的数据，这些数据表示 了新的信息。6、 数据管理(Data Management)-是指对数据的分类、收集、组织、 编码、存储、检索和维护，是数据处理业务的重要环节。7、 数据处理与数据管理的区别在于，数据处理除了具有数据管理功 能外，还可通过数据管

3、理得到的数据进一步深加工，从中获取新的数据 和信息。1. 1. 2数据库系统1、 数据库(DB, DataBase) -是长期存储在计算机内有组织的、大 量的、共享的数据集合；2、 数据库管理系统（DBMS, Database Management System）是指 在计算机系统中，位于用户与操作系统之间的数据管理系统软件，是数 据库系统的核心。3、 数据库系统（DBS, DataBase System） -是指在计算机系统中引 入数据库后的软硬件系统构成，DBS一般分成三个层次：（1）计算机 硬件平台；（2）系统软件和应用软件；（3）用户；在不引起混淆和歧 义的情况下，数据库系统简称为数据

4、库。4、 （狭义的）数据库系统一是由数据库和数据库管理系统组成的软件系统，主要为用户提供数据存储和查询、插入、修改、删除、更新等 数据管理功能。5、 （狭义的）数据库应用系统（DBAS, DataBase ApplicationSystem） 一是由数据库、数据库管理系统、数据库应用程序组成的软件 系统，它面向具体应用领域，提供了更为复杂的数据处理功能。6、 数据库技术一是研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门计算机应用学科。7、 数据库技术与其它计算机科学有密切关系：（1）数据库技术以文件系统为基础发展而来,DBMS需要操作系统的 支持，数据库以文件形式存储在外部存储上的；（2）数据

5、库与数据结构的关系很密切，数据库技术不仅用到数据结构 中的链表、树、图等知识，各种数据模型本身就属于复杂数据结构；（3）主流的关系数据库系统，其理论基础是关系数据模型，而该模型 是在离散数学集合论中“关系”这一基本概念上发展起来的；（4）当用户访问数据库，DBMS对用户提交的查询操作类似于，计算 机编译系统对程序的编译过程；（5）开发一些大型的DBS或DBMS的过程，要遵循软件工程的开发 模式。1. 2数据模型1. 2. 1数据模型概念1、数据模型（Data Model） -是数据库系统的形式框架，是用来描述数 据的一组概念和定义，包括描述数据、数据联系、数据操作、数据语义 以及数据一致性的概

6、念工具；2、数据模型应满足：（1）能够比较真实地模拟现实世界；（2）容易 为人们所理解；（3）便于在计算机上实现。3、 数据模型的组成：（1）数据结构：用于描述系统的静态特征，从语法角度表述了客观世 界中数据对象本身的结构和数据对象之间的关联关系，是刻画一个数据 模型性质最重要的方面。在数据库系统中，通常按照数据结构的类型来 区分、命名各种数模，如层次、网状、关系数模。（2）数据操作：用于描述系统的动态特征，是一组对数据库中各种数 据对象允许执行的操作和操作规则组成的集合。数据操作可以是检索、 插入等，数模必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则以及 实现操作的数据库语言。（3）数据完整

7、性约束：是一组完整性规则的集合，它定义了数模必须 遵守的语义约束，也规定了数据库中数据内部及数据之间联系所必须满 足的语义约束。它限定了数据库的状态以及状态的变化，以便维护数据 的正确性、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的结构和语义，通过现实世界 一信息世界一机器世界的抽象转换过程构建数据库，并根据模型所定义 的规范去管理和使用数据。2、 建模过程：（1）将现实世界的数据对象抽象为信息世界中的某 一信息结构；（2）再将信息结构转换为机器世界中某一具体DBMS支 持的数据模型，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）：按用户的观点

8、对数据和信息进行建 模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，强调其语义表达功能，易于 用户理解，是用户与设计人员交流的语言，主要用于数据库设计。最常 用的是实体一联系模型。（2）数据结构模型（表示型/实现型）：是机器世界中与具体DBMS 相关的数据模型，包括关系模型、网状模型和层次模型（3）物理数据模型：属底层数据模型，描述数据的实际存储方式。1. 3数据视图与模式结构 1. 3. 1数据视图与数据抽象1、 数据视图：指从某个角度看到的客观世界数据对象的特征，是对数据对象某一方面特征的描述。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的某方面特征，而忽略其他特征。3、 集和

9、值：集是指对某一类数据的结构和属性的说明，值是集的一个具体赋值；4、 数据模式：对数据库中数据某方面结构和特征的描述，它仅涉及集的描述，不涉及具体的值。1. 3. 2三级模式结构1、 数据库三级模式结构一外部级、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结构。2、 模式：(1)也称逻辑模式、概念模式；(2)对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公 共数据视图；(3)模式不仅定义了数据的逻辑结构，还定义了数据之间的联系、与 数据的关的安全性和完整性要求；(4) 一个数据库只有一个模式，建立在某种数据结构模型基础上。3、 外模式：(1)也称子模式、用户

10、模式、用户视图；(2)是对数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征 的描述。(3) 一个数据库可以有多个外模式，每个外模式描述了某个特定用户 所作用的局部数据的逻辑结构和特征，是与某一应用有关的数据的逻辑 表不。(4)外模式还是保证数据安全的有力措施，每个用户只能看见和访问 所对应的外模式中的数据，其它数据对他是不可见的。4、 内模式：(1)也称物理模式、存储模式;(2)是对数据库中数据的物理结构和存储方式的描述，代表了数据在 数据库内部的表示方式和物理组织结构；1、 3. 3二级映象与数据独立性2、 外模式/模式映象：(1)定义了数据库中不同用户的外模式与数据库逻辑模式之间的对 应

11、关系；(2)可有多个外模式/模式映象，对于每个外模式，需要一个外模式/ 模式映象来定义该外模式与模式之间的对应关系；(3)当模式发生变化时，只需调整外模式/模式间的映象关系，而外 模式无需修改，保证了数据与应用程序的逻辑独立性，称为数据的逻辑 独立性。3、 模式/内模式映象：(1)定义了数据库中数据全局逻辑结构，与这些数据在系统中的物理 存储组织结构之间的对应关系。(2)模式/内模式映象是唯的；(3)当内模式发生变化时，只需调整模式/内模式映象关系，而模式 无需修改，保证了数据库中的数据与应用程序间的物理独立性，称为数 据的物理独立性。1. 4数据库系统体系结构1、 数据库系统体系结构：是指数

12、据库系统的组成构件、各构件的功能及各构件间的协同工作方式；2、 分类：(1)集中式：全部数据和数据管理功能均集中在一台计算机上的数据 库系统；包括单用户和主从式两种，单用户DBS是指系统由一个用户 独占，不同机器间不能共享数据；主从式DBS是指一个主机带多个分 时多用户的DBS；(2)分布式：数据库中的数据在逻辑上是一个整体，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 的计算机专门执行DBMS功能，负贵数据管理服务，称为数据库服务器； 其他节点的计算机上安装DBMS的外围应用开发工具，支持用户的应 用，主要负责数据表示服务

13、，称为客户端；（4）并行式：硬件平台是并行计算机系统，使用多个CPU和多个磁 盘进行并行数据处理和磁盘访问操作，以提高执行速度；（5） WEB式：由通过互联网连接起来的客户端、WEB服务器、数 据库服务器组成。1. 5数据库管理系统1. 5. 1数据库管理系统的功能（1）数据定义功能：DBMS提供了数据定义语言（DDL）,用户利 用DDL定义数据库对象的三级模式结构，描述数据库的结构特征。（2）数据操纵功能：DBMS提供数据操纵语言（DML）,用户利用DML对数据进行查询、插入、删除或更新；（3）数据库运行管理和控制功能（4）数据库的建立和维护功能1. 5. 2数据库系统的全局结构1、 DBS

14、可分为用户、人机交互界面、DBMS和磁盘四个层次；2、 用户可分为四类：数据库管理员DBA；专业用户：应用程序员；终端用户；3、 DBMS可分为两部份：（1）查询处理器：面向用户查询请求；包括以下几个功能模块：DML 编译器、嵌入式DML的预编译器、DDL编译器、查询执行引擎；（2）存储管理器：面向数据存储访问，包括以下几个功能模块：权限 和完整性管理器、事务管理器、文件管理器、缓冲区管理器；4、 磁盘存储的类型：（1）以数据库文件方式存储的应用数据；（2）数据字典；（3）为提高杳询速度而设置的数据库引擎;(4) DMS运行时的统计分析数据;(5)日志信息。1. 6数据库技术的发展和应用1、

15、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方法1、 软件工程：指导计算机软件开发和维护的工程科学，它采用工程 化的概念、原理、技术和方法，以及正确的项目管理技术，来开发和维 护软件；它将系统化、规范化、定量化方法应用于软件的开发、操作和 维护，也就是将工程化应用于软件生产；2、 软件工程的目标：在给定成本、进度的前提下，开发出满足用户 需求并具

16、有下述特征的软件产品：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 用的整个时期，包括概念阶段、需求阶段、设计阶段、实现阶段、测试 阶段、安装部署及交付阶段；4、 软件项目管理：为了能使软件开发按预定的质量、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的一系 列活动。5、 软件工程以关注软件质量为特征，由方法、工具和过程三部分组成；6、 软件过程模型（软件开发模型）：是对软件过程的一种抽象表示，表示了软件过程的整体框架和软件开发活动各阶段间的关系，常

17、见的 有：瀑布模型、快速原形模型、增量模型和螺旋模型。2. 1. 2 DBAS软件组成1、 数据库应用软件在内部可看作由一系列软件模块/子系统组成，这些模块/子系统可分成两类：（1）与数据访问有关的数据库事务模块：利用DBMS提供的数据库 管理功能，以数据库事务方式直接对数据库中的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的应用模块：在许多与数据处理有关的应 用系统中，对数据库的访问只是整体中的一部分，其他功能则与数据库 访问无直接关系，这部分模块粒度可以比较大。2、 DBAS设计开发的硬件方面：主要涉及根据系统的功能、性能、 存储等需求选择和配置合适的计算机硬件平台，并

18、与开发好的DBAS软 件系统进行集成，组成完整的数据库应用系统；2. 1. 3 DBAS生命周期模型1、数据库应用系统的生命周期模型：（1）参照软件开发瀑布模型的原理，DBAS的生命周期由项目规划、 需求分析、系统设计、实现和部署、运行管理与维护等5个基本活动组 成：（2）将快速原形模型和增量模型的开发思路引入DBAS生命周期模 型，允许渐进、迭代地开发DBAS；（3）根据DBAS的软件组成和各自功能，细化DBAS需求分析和设 计阶段，引入了数据组织与存储设计、数据访问与处理设计、应用设计 三条设计主线，分别用于设计DBAS中的数据库、数据库事务和应用程 序；（4）将DBAS设计阶段细分为概念

19、设计、逻辑设计、物理设计三个 步骤，每一步的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的DBAS,通过了解用户 实际需求，明确该系统需要实现的目标和任务，并从数据管理和数据处 理的角度，确定系统中数据库软件的功能、性能范围；2、 系统规划与定义包括：（1）任务陈述：描述所要开发的DBAS的总体目标；（2）确定任务目标；（3）确定系统范围和边界；（4）确定用户视图；2. 2. 2可行性分析1、 可行性分析包括以下四方面：（1）经济可行性：对项目进行成本效益分析；DBAS的成本主要包括： A、软硬件购置费用；B、系统开发费

20、用；C、系统安装、运行、维护费 用。（2）技术可行性：是根据用户提出的系统功能、性能及实现系统的各 项约束条件，对系统软件、硬件、技术方案作出评估和选择建议；A、 硬件可行性研究是分析DBAS的硬件平台环境和设置；B、 软件可行性研究包括：对可用的DBMS和操作系统的选型评估，对中间件和开发环境的选型建议，对DBAS开发模式和编程语言的建 议：C、 技术方案的选择是根据系统技术需求，提出DBAS可能采用的合理技术方案和关键技术：（3）操作可行性：是论证是否具备DBAS开发所需的各类人员资源、 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）开发方案选择

21、：目的是提出并评价实现系统的各种开发方案，从 中选出一种适用于DBAS软件的开发方案；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，并在此基础上制定切实可行的DBAS项目开发计划。2、 项目规划包括以下内容：（1）确定项目的目标和范围；（2）根据DBAS软件开发模型，分解和定义整个项目包括的工作活 动和任务；（3）估算完成该项目的规模和所需各种资源；（4）制定合理的DBAS项目计划3、项目规划的结果应形成数据库应用系统项目计划文档，即项目计划 书。2. 3需求分析1、 数据库应用系统需求是指用户对DBAS在功能、性能、行为、设计约束等方面的期望和要求；2、 D

22、BAS需求分析是在已经明确的DBAS系统范围基础上,通过对 应用问题的理解和分析，采用合适的工具和符号，系统地描述DBAS的 功能特征、性能特征和约束，并形成需求规范说明文档；3、 需求分析过程由需求获取、需求分析、需求描述和规范说明、需求验证等组成；4、 DBAS的需求分析包括：（1）数据需求分析；（2）数据处理需求分析；（3）业务需求分析；（4）分析数据库系统在性能、存储、安全、备份与恢复等方面的要求；2. 3. 1数据与数据处理需求分析1、 数据需求分析：是从对数据组织与存储的设计角度，辨识应用领 域所管理的各类数据项和数据结构，与数据处理需求分析结果一起，组 成数据字典；2、 数据处理

23、需求分析：是从数据访问和处理的角度，明确对各类数据项所需进行的数据访问操作，分析结果可表示为数据流图或事务规 范：3、 事务规范包括：（1）事务名称；（2）事务描述；（3）事务所访问的数据项；（4）事 务用户；2. 3. 2业务规则需求分析1、业务规则需求分析：是从DBAS高层目标和整体功能出发，分析系 统或系统中一些大粒度子系统应具有的业务类型和功能，明确用户或外 部系统与DBAS的交互模式；2. 3. 3性能需求分析1、 DBAS的性能指标：（1）数据操作响应时间（或数据访问响应时间）：从提交请求到返回 结果的时间；（2）系统吞吐量：指系统在单位时间内所完成的事务或查询的数量， 单位为TP

24、S；（3）允许并发访问的最大用户数：在保证响应时间的前提下，系统最 多允许多少用户同时访问数据库；（4）每TPS代价值，用于衡量系统性价比的指标2、 影响DBAS性能的因素：（1）系统硬件资源；（2）网络通信设备性能；（3）操作系统环境；（4）数据库的逻辑设计和物理设计质量，数据库配置参数；（5） DBAS的配置和性能；（6）数据库应用程序自身。2. 3. 4其它需求分析1、 存储需求分析：是指估计DBAS系统需要的数据存储量，包括: (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： 根据数据字典中每个数据项的结构描述信息，估计每个数据项的容量， 将所有数据项的容量累加；2、

25、安全性需求分析：(1) DBAS系统应达到的安全控制级别；(2)各类用户的数据视图和视图访问权限；(3) DBAS应有的口令保护机制或其它安全认证机制，用以控制用户 登录数据库系统。3、 备份和恢复需求分析：(1) DBAS运行过程中备份数据库的时间和备份周期；(2)所需备份的数据是全部数据库数据，还是一部分；(3)备份方式是采用完全备份还是采用差异备份。2. 4系统设计2. 4. 1概念设计1、 数据库概念模型设计：是根据数据需求分析阶段得到的需求结果，分析辨识需要组织存储在数据库中的各类应用领域数据对象的特征 及其相互之间关联关系，并采用概念数据模型表示出来，得到独立于具 体DBMS的数据

26、库概念模型；2、 ER方法：(1)选择局部应用；(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)确定DBAS体系结构；(2)系统硬件平台和操作系统、数据库管理系统等系统软件的选型和 配置；(3)应用软件结构设计(4)对需求分析阶段识别出的业务规则进行初步设计，细化业务规则 流程，明确采用的关键技术和算法；(5)对系统采用的关键技术进行方案选型和初步设计。2. 4. 2逻辑设计1、 数据库逻辑结构设计：指从数据库的概念模型出发，设计表示为逻辑模式的数据库逻辑结构。(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的支持性；

27、(4)确定关系模式的完整性约束；(5)从数据安全性和独立性出发，设计用户视图。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、 数据库物理结构设计：主要指数据文件在外存上的存储结构和存取方法，它依赖于系统具体的硬件环境、操作系统和DBMS；(1)数据库逻辑模式调整；(2)选择或配置基本关系表的文件组织形式；(3)数据分布设计；(4)安全模式设计；(5)确定系统配置；(6)物理模式评估；2、 数据库事务详细设计：根据事务流程，利用SQL语句、数据库 访问接口，采用高级程序设计语言或DBMS提供的事务实现机制，设计 数据库事务。3、应用程序详细设计:2. 5实现

28、与部署1、 建立数据库结构；2、 数据加载；3、 事务和应用程序的编码及测试；4、 系统集成、测试与试运行；5、 系统部署；2. 6运行管理与维护2. 6. 1日常维护(1)数据库的备份与恢复(2) 完整性维护(3)安全性维护(4)存储空间管理(5)并发控制及死锁处理2. 6. 2系统性能监控和分析1、 统计数据可以通过两种途径收集：(1)由DBMS本身自动收集和存储统计数据(2)通过监控系统得到2、 6. 3系统性能优化调整1、 系统性能优化的手段有：数据查询调整与优化、索引调整、数据库摸式调整、DBMS和操作系统参数调整等。2、 模式调整主要涉及逻辑模式调整，可以从下考虑：(1)已达到第三

29、范式的基本表，不要进一步规范化为BCNF；(2)在分布式数据库中，对一个基本表中某些频繁被访问的数据，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、 改进应用程序；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方法3. 1需求分析概述4. 1. 1需求分析概念1、 所谓需求分折：就是对待开发的系统要做什么，完成什么功能的全面描述。2、 需求分析的工作：通过对需求的调查、了解、观察和分析，通过 对原始数据的收集、分类和抽象，并采用有效的技术、工具，对原始资 料进行加工整理，描述开发目标、实现的功能及其相互关系等活动的集 合；3、 需求的定义：客户对一

30、个待开发的系统在实现目标、完成功能、 应达到的性能、安全性、可靠性等方面的期望和要求的集合；4、 需求获取的困难：（1）软件功能复杂；（2）需求的可变性；5、 需求分析阶段的主要任务:分析当前的业务流程，包括体系结构，各职能部门完成的主要任务、关系及其交流的信息。6、 需求分析的结果通常以模型等建模工具和方法描述系统的信息流、功能结构及完成各功能需要的数据。7、 功能模型和软件需求规格说明书是软件开发的依据，将指导后续的开发工作。8、 需求分析工作是系统分析员与用户不断交互的过程中完成的。3. 1. 2系统分析员的职能1、 系统分析员的主要要任务：是确定应用信息系统及软件产品应该达到的各项功能

31、性要求和非功能性要求，即用户要做什么。2、 系统分析员应该具备的素质：（1）获取需求的能力；（2）管理及沟通能力；（3）技术素养；3、 1. 3需求获取的方法常用的几种获取需求的方法：（1）面谈；（2）实地观察；（3）问卷 调查；（4）查阅资源；4、 1. 4需求分析过程5、 标识问题：（1）需求分析的第一步，通过对问题的识别和标识获得所求解问题及 其运行环境的理解；（2）标识问题从现行系统的业务流程做起，理解现行系统的业务流 程；（3）在标识理解需求的同时，还要注意确定系统的人机界面；2、建立需求模型：（1）模型是对现实原形所作的一种抽象，其本质是只关心与研究内容 有关的因素，而忽略无关的因

32、素，其目的是把复杂的事物变得简单，便 于认识和分析；（2）目前常用的模型方法主要有DFD数据流图和IDEFO,都属于结 构化分析方法，其特征是抽象和分解；（3）首先对应用领域进行全面的分析，发现并找出同类事物的本质， 用抽象方法把这类事物的非主要方面剔除，把握住事物的内部规律或本 质，就可以找到解决办法；然后采用自上而下逐步求精的方法对复杂的 问题进行分解；（4）结构化分析及建模方法的主要优点：（A）不过早陷入具体的细节;（B）从整体或宏观入手分析问题；（C）通过图形化的模型对象直观地表示系统要做什么，完成什么功 能；（D）图形化建模方法方便系统分析员理解和描述系统；（E）模型对象不涉及太多的

33、技术术语，便于用户理解；3、描述需求：（1）需求描述的目标：对软件项目功能性和非功能性的需求全面描 述；（2）功能性需求：指需要计算机实际解决的问题或实现的具体功能， 明确描述系统必须做什么，实现什么功能以及输入输出等；（3）非功能性需求：软件项目对实际运行环境的要求；（4）需求描述主要由需求模型和需求说明书组成，说明书侧重文字说 明，内容如下：需求概述；功能需求；信息需求；性能需求；环境需求; 其他需求；（5）在对需求进行分析过程中，系统分析员要经常考虑的问题：（A）描述的需求是完全的吗？（B）需求描述是正确的和一致的吗？（C）描述的这些需求是可行的、实际可操作的吗？（D）描述中的每一条需求

34、都是客户需要的吗？4、确认需求：1、评审委员会审核下列内容：功能需求；数据需求；性能；数据管理；其他需求。3. 2DFD建模方法3. 2. 1 DFD方法的基本对象1、数据流：具有名字且有流向的数据，用标有名字的箭头表示。2、 处理：表示对数据的加工和变换，在图中用矩形框表示。3、 数据存储：表示用数据库形式存储的数据，对其存取分别以指向 或离开数据存储的箭头表示；4、 数据源及数据终点：表示当前系统的数据来源和去向，其图形符号以平行四边形表示。3. 2. 2开发DFD图1、 DFD图采用自顶而下逐步细化的结构化分析方法表示目标系 统；2、 DFD方法应以软件项目的功能为中心进行抽象和分解，以

35、数据 流的变换来分析数据对企业中各类业务活动的影响；3、 2. 4数据字典1、数据字典包括以下说明信息：(1)源点及终点词条描述；(2)数据流词条描述；(3)数据存储；(4) 处理描述；(5)数据元素词条描述。3. 3IDEF0建模方法3. 3. 1概述1、 IDEFO的基本思想是结构化分析方法，强调自顶而下有控制地逐 步地展开细节，全面地描述系统，且通过建模来理解一个系统。一个模 型由图形文字说明、词汇表及相互的交叉引用表组成。2、 IDEF方法的优点：具有模型元素单一、语义丰富、更易于从全 局角度分析考察问题，模型容易理解。3、 3. 2IDEF0 方法1、基本元素（1）矩形：代表活动，活

36、动名称标在矩形内，活动编号按要求标在矩 形框右下角指定位置；（2）箭头：左边的输入箭头代表完成活动需要的数据、上方的控制箭 头描述了影响活动的执行的事件或约束、右边的输出箭头说明由活动产 生的结果及信息、下方进入的机制箭头表示实施该活动的物理手段或资 源。（3）输入输出箭头描述活动是什么（what）、控制箭头描述为何这么 做（why）、机制箭头表示如何做（how）。2、IDEF0 模型（1） 一个IDEF0模型由一组图形组成，这些图形组成一个由父到子 的层次结构图，这组图形把一个复杂事物按自顶向下逐步细化的方式分 解成一个个简单的或多个组成部分；3、建模规则（1）矩形框：用动词为矩形内活动命名

37、，每个矩形要至少有一个控制 箭头和输出箭头，可以没有输入，但不可以同时没有输入和控制。（2）箭头：箭头代表数据约束，而不是代表流或顺序；（3） 其他:（A） ICOM码：只有一端与矩形相连的箭头叫边界箭头，这些箭头表 示父矩形框的输入、控制和输出。IDEF0用专门的记号1COM码来说明 父子图中的箭头关系。子图中每个边界箭头的开端分别用字母I、C、O、 M来标明是输入、控制、输出及机制，再用一个数字表示其在父矩形框 中箭头的相对位置。（B）结点号：IDEF0模型是一组有一定层次结构的图形，通常用结点 号来标志图形或矩形框在层次图中的位置；（C）模型名：每个模型有一个名字，通常用名字代表主题，用

38、子名字 表示不同的模型。基本名字与子名字间用“/”隔开，如A/B/C, A是主 题、B是模型号、C是结点号。3. 3. 3建模过程及步骤1、IDEF0建模过程及步骤：（1）明确目的，确定范围：在建模前首先要明确目的和意图，确定问 题域；（2）建立内外关系图A-0图：根据系统目标、功能建立内外关系图 A-0图，以确定整个模型的内外关系，确定系统的边界；（3）构造顶层图：把A-0图分解成36个主要部分得到A0图，A0 图是模型真正的顶层图；（4）开发IDEFO层次结构图：对A0图中的每个矩形框进行分解，就 形成了基本的图形层次结构。在分解时要列出所有的数据项和活动表， 分解的次序采用以下原则：（A

39、）保持在同一水平上进行分解，均匀的模型深度；（B）按困难程序进行选择；（5）写文字说明；（6）检查确认图形；3. 4DFD与IDEFO的比较1、 DFD与IDEFO共同点：都是结构化分析思想，强调自顶而下逐 步求精的方法对现实世界建模，先抓住主要的问题，形成较高层次的抽 象，再由粗到细、由表及里地逐步细化，将一个大问题分解成几个小问 题，对这小问题再进行分析求解；2、 DFD 与 1DEFO 区别：（1） DFD图用箭头（数据流）来描述数据移动的方向、数据处理及 处理之间的数据依赖关系。IDEFO图也用箭头代表数据流，但在IDEFO 中不是强调流或顺序，而是强调数据约束。（2）从表达形式上看，

40、DFD图与IDEFO图都是用箭头和处理表达一 个企业或组织的业务流程。但IDEFO图的箭头不仅能够表示数据流，还 可以表示控制流和说明处理或实施方式的一些约束；（3）从模型元素的组成上来看，DFD模型由4种元素组成，即外部 顶、数据流、数据存储和处理。而IDEFO模型元素的组成更加简单，只 有2种元素组成，即箭头和活动；（4）从模型规范上来讲，IDEF方法更加规范；（5） 1DEFO模型结构清楚，便于理解和沟通。第四章数据库概念设计及数据建模4. 1数据库概念设计概述4. 1. 1数据库概念设计的任务1、 定义和描述应用领域涉及的数据范围；2、 获取应用领域或问题域的信息模型；3、 描述清楚数

41、据的属性特征；4、 描述清楚数据之间的关系；5、 定义和描述数据的约束；6、 说明数据的安全性要求；7、 支持用户的各种数据处理需求；8、 保证信息模型方便地转换成数据库的逻辑结构，同时便于用户理解。4. 1. 2概念设计过程1、 概念设计的依据：是需求分析阶段的文档，通过对这些文档的分 析理解，构造出信息模型，编写数据库概念设计说明书，信息模型和数 据库概念设计说明书是数据库逻辑设计的依据；2、 概念设计的基本步骤：（1）确定实体集；（2）确定联系和联系类型；（3）建立由信息模型表示的企业模型；（4）确定实体集属性；（5）对信息模型优化。4. 2数据建模方法1、数据建模方法的共同特点是：（1

42、）能够真实客观地描述现实世界中的数据及数据之间的关系；（2）组成模型的概念少，语义清楚，容易理解;（3）不同概念的语义不重叠，概念无多义性；（4）用图形方式描述数据，数据直观易懂，有利于数据库设计者和用 户交流；（5）这种数据模型容易转换成数据库逻辑设计阶段需要的数据结构。4. 3ER建模方法4. 3. 1基本概念1、 实体或实例：指客观存在并可相互区分的事物，可以是一个具体的人或物，也可以是抽象的事件或概念；2、 实体集：表示一个现实的和抽象事物的集合，这些事物必须具有 相同的属性或特征。3、 属性：用于描述一个实体集的性质和特征；4、 码：实体集中能惟一标识每一个实例的属性或属性组；5、

43、联系：描述现实世界中实体之间的关系。（1） 一对一联系；（2） 一对多联系；（3）多对多联系4. 3. 2ER方法语法1、 ER方法中用矩形框表示实体集，矩形框内写上实体集的名称；2、 ER模型用菱形表示联系，联系名写在菱形框内；3、 ER模型中实体集的属性用椭圆或圆角矩形框表示，属性名字写在其中。4、 4IDEF1X建模方法5、 4. 1 IDEF1X 概述1、IDEFO侧重描述系统功能，被称为功能建模方法；IDEF1X侧重分析、抽象和概括应用领域中的数据，称为数据建模方法；2、IDEF1X方法具仃丰富的语法和语义;3、 实体集分为（1）独立标识符实体集；（2）从属标识符实体集；4、 实体集

44、之间的联系分为：（1）标定型联系；（2）非标定型联系；（3）分类联系；（4）不确定联系5、 4. 2IDEF1X模型元素1、 实体集：（1）实体集语义：如果一个实体集的每一个实例都能被惟一地标识， 而不决定于它与其他实体的联系，那么该实体集称为独立实体集；否则 就叫从属实体集；（2）实体集语法：IDEF1X用矩形框来表示独立实体集，用圆角矩形 框来表示从属实体集；2、 联系：（1）联系语义：（A）标定型联系：一个“确定型联系”中，如果子女实体集中的每个 实例都是由它与双亲的联系而确定的，这个关系称为“标定型联系”；（B）非标定型联系：一个“确定型联系”中，如果子女实体集中的每 一个实例都能被惟

45、一地确认而无需了解与之相联系的双亲实体集的实 例，这个问题关系叫“非标定型联系”。（C）分类联系：是两个或多个实体集之间的联系，且在这些实体集中 存在一个一般实体集，它的每一个实例都恰好与一个且仅一个分类实体 集的一个实例相联系。（D）不确定联系：一个非确定联系又称为多对多联系，这种联系关联 的两个实体集之间，任-实体集的一个实例都将对应另一实体集的0个、 1个或多个实例。（2）联系的语法：（A）标定联系语法：在IDEF1X图中，联系的语法用直线表示，在一 个标定型联系中，子女实体集总是一个从属实体集，用圆角矩形框表示;（B）非标定联系语法：如果两个实体集之间有关系，并且是一个非标 定联系，就

46、用一条虚线把它们连接起来。（C）分类联系语法：一般实体集的一个实例只能与分类实体集的一个 实例相对应；（D）不确定联系m:n的语法：不确定联系用一个两端带有实心圆的线 段描述，表示多对多的连接关系。3、 属性（1）属性的语义：用来描述一类现实或抽象事物的特征或性质。一个 属性的具体取值叫属性实例，它由属性的类型和值来定义。（2）属性的语法（A）主码和非主码属性语法：在一个实体集中属性要有惟一的名字， 属性名由名词表示，主码属性名后加（PK）标注，被列在属性列表的顶 端，并用水平线将主码和其他属性分开。（B）外码语法：在外码属性后加“FK”来识别由联系继承得到的外 来属性。4、 4. 3建模过程1、第一阶段：建模规划及准备（1）建模目标：（A）目标说明：回答将构造的模型完成什么功能，涉及的问题和数据 范围，同时说明是一个当前系统模型还是待建模型。（B）范围说明：在建模初期要给出模型覆盖的问题范围；（2）建模计划（A）项目说明；（B）收集数据；（C）定义实体；（D）定义联系；（E）定义码属性；（F）定义非码属性；（G）确认模型；（H）评审验收。(3)组织队伍：包括项目负责人、建模者、信息源、课题专家、评审 委员会2、 第二阶段：定义实体集(1)目标是标识和定义应用领域中的实体集，方法是分类标识原始材 料中的所有名词；