计算机三级——数据库技术

选择题——30小题（40分）；
应用题（填空题）——10小题（30分）；
设计与应用题——三大题（30分）。
画E-R图（考试带有工具），范式，SQL语句

一、基本概念

数据库应用系统——DBAS 组成：数据库系统，应用程序，应用界面

软件工程由方法、工具、过程组成——这就是软件工程的三要素。

参照软件开发模型的瀑布模型，DBAS的生命周期模型有项目规划、需求分析、系统设计、系统实现与部署、运行管理与维护。

例题:

（1）下列属于数据库设计内容的是 ( B ）

A.需求分析和维护 B.概念结构设计和逻辑结构设计

C.功能设计和测试用例设计 D.结构设计和行为设计

（2）下列不属于DBAS可行性分析的是（ C ）

A技术可行性 B操作可行性

C.结构可行性 D.经济可行性

（3）下列不属于运行维护工作的是（ C ）

A.系统监控 B系统性能优化

C.应用系统重写 D.系统升级

（4）第四题答案为 D

二、需求分析

需求分析的方法:

结构化分析及建模方法（SAD）——如DFD模型（数据流图）、IDEF模型；

结构化分析的任务：建立分析模型—>编写需求规格说明书（SRS）—>结构化分析的指导思想（抽象与分解）
面向对象分析和建模方法（OOA）——UML用例建模（第五章讲）
DFD需求建模方法——核心是数据流。

常用的IDEF0~IDEF4:

①IDEF0：描述系统功能及其相互关系

②IDEF1：系统信息及其数据的关系

③IDEF2：系统模拟，动态建模

④IDEF3：过程描述及获取方法

⑤IDEF4：面向对象设计

三、数据库结构设计

数据库概念设计是数据库设计的核心环节。通过对用户的需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于DBMS的概念模型。

一）依据：数据库概念设计以需求分析的结果为依据，即需求说明书、DFD图以及在需求阶段收集到的应用领域中的各类报表。

二）结果：概念设计的结果是概念模型（E-R图）以及概念设计说明书。

三）过程

①明确建模目标（模型覆盖范围）；②定义实体集（自底向上识别和定义实体）；③定义联系（实体间的关联关系）；④建立信息模型（构建ER模型）；⑤确定实体的属性（属性描述实体的特征和性质）；⑥对信息模型进行集成与优化（检查和消除命名不一致、结构不一致）

数据库逻辑模型的产生（ER图转换为关系模式）

①一个实体转换成一个关系模式；②一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以于任意一端对应的关系模式合并；

③一个1：n联系可以转化为一个独立的关系模式，也可以于n端对应的关系模式合并；④一个n：m转换为一个关系模式；⑤三个或三个以上实体的多元联系转换为一个关系模式；⑥同一实体集实体间的联系可以按照1：1、1：n、n：m三种情况进行处理。

举例：

①1：1联系的E-R图转换为关系模式较为简单，不在列举，总共有情况；

②1：n联系的E-R图转换为关系模式，有两种方案；

方案一：仓库（仓库号、地点、面积）、产品（产品号、产品名、价格）、仓储（仓库号、产品号、数量）

方案二：仓库（仓库号、地点、面积）、产品（产品号、产品名、价格、仓库号、数量）

③m：n联系的E-R图转换为关系模式，有一种方案；

方案一：学生（学号、姓名、年龄、性别）、课程（课程号、课程名、学时数）、选修（学号、课程号、成绩）

1）数据库逻辑模式描述（关系模式-基本表）；（2）文件组织与存取设计（基本原则：①将易变部分与稳定部分、存储频率较高的部分与存储频率较低的部分分开存放，以提高系统性能；②分析理解数据库事务访问特性）；（3）数据分布设计（分布式数据库系统的数据划分：垂直划分和水平划分（各自的含义））；（4）确定系统配置；（5）物理模式评估（对数据库的时间和空间（存取时间、存储空间）的效率进行评估）

四、数据库系统功能设计与实施

从功能角度，DBAS系统通常划分为四个层次：表示层、业务逻辑层、数据访问层、数据持久层

一、表示层概要设计
1）人机界面设计，影响系统易用性（目前第四代为WIMP与web技术多任务处理技术相结合）

2）设计原则：对用户友好；用户自主控制；反馈及时上下文感知；容错与错误恢复；界面标准常规；输入灵活；界面简洁、交互及时。

二、业务逻辑层概要设计
1）设计原则：高内聚低耦合

2）设计内容：结构、行为、数据、接口等等

三、数据访问层概要设计
1）事物概要设计核心：在于辨识和设计事物自身的处理逻辑、注意流程

2）一个完整的事物概要设计包括：事务名称、访问的关系表和数据项、事务逻辑、事务用户五、

四、数据持久层概要设计第三章内容

数据安全设计：安全性保护、完整性保护、并发性保护、数据备份与恢复、数据加密传输

并发控制机制是衡量一个DBAS性能的一个重要标志；实现并发控制常用的方法是封锁技术（就是Java里面的锁）。

避免死锁的原则： ①按照同一顺序访问资源。（如第一个事务提交或回滚后第二个事务进行） ②避免事务交互性 ③采用小事务模式，缩短长度和占用时间。 ④尽量使用记录级别的所（行锁），少用表级别锁。 ⑤使用绑定连接，同一用户打开的两个或多个连接可以互相合作。

环境安全设计：漏洞与补丁、计算机病毒防护、网络环境安全（防火墙）、物理环境安全

原子性：一要么做，要么全不做；一致性：从一个一致性状态变到另一个一致性状态；隔离性：执行不能被其他事务干扰；持久性：永久性，他对数据库的改变是永久的。

五、UML与数据库应用系统

①了解DBAS建模方法；②掌握DBAS业务流程与需求表达方法；③掌握DBAS系统内部结构的表达方法；④掌握DBAS微观设计的表达方法；⑤了解DBAS宏观设计的表达方法；⑥了解DBAS系统实现与部署的表达方法。

一、统一建模语言（UML）

1）UML是面向对象的可视化的通用语言，他是一种建模语言不是建模方法。

2）建模方法包括建模语言与建模过程；①建模语言：提供这种方法用于表示建模结果的符号（图形符号：可视化）；②建模过程：吗iOS建模时需要遵循的步骤。

UML的组成

1）由语义（自然语言）与表示法（可视化标准符号）组成。

四层建模概念框架：元元模型、元模型、模型层（类模型或类型模型）、用户模型（实例模型：具体的对象）

2）UML的五种视图：结构、实现、行为、环境、用例视图

3）UML 2.0分为静态结构图和行为图

DBAS系统内部结构的表达

一、类图

1）类与类的关系：关联关系、继承、依赖、精化（实现）

2）组成：类名、属性、方法（操作、行为）

二、顺序图-行为建模

1）顺序图主要用于描述系统内对象之间的消息发送和接收序列；

2）顺序图中出现的元素一定是在类图中出现的；用来强调时间

三、通信图（协作图）

1）架构是数据库下的一个逻辑命名空间，是数据库对象的容器，一个数据库包含一个或多个架构，同一个数据库内架构命名唯一

六、数据库以及数据库对象

1）分区表是将表中的数据按水平分割成不同的子集，并将数据子集存储在数据库一个或多个文件组中。

2）物理上将大表分成好几个小表，逻辑上还是一个大表；合理使用分区能提高数据库性能。

九、安全管理

安全性：保护数据以防止不合法用户故意造成破坏。（确保用户被允许做其想做的事情。）

完整性：保护数据以防止合法用户无意中造成的破坏。（确保用户做的事情是正确的。）

安全控制模型包括四阶段：

①身份验证（用户）

②操作权限控制（数据库应用程序与数据库管理系统）

③文件操作控制（操作系统）

④加密存储与冗余（数据库）

用户分类：系统管理员（sa）、数据库对象拥有者、普通用户。

统计数据库允许用户查询聚合类型的信息，如总和、平均等，但不允许查询个人信息。

数据库用户

1）用户有了登录帐户，只能连接到SQL服务器，并不具有访问数据库的权限。

2）映射：让登录账户成为数据库用户的操作成为映射。一个登录账户可以映射为多个数据库用户。默认情况下，新建数据库只有一个用户：dbo，数据库用户的拥有者。

角色

1）定义：一组具有相同权限的用户就是角色。

2）SQL Server 2008中，角色分为预定义的系统角色和用户角色两种。

•系统角色又分为固定服务器角色（服务器级角色）和固定数据库角色（数据库级角色）。

•用户角色均是数据库级角色。

固定数据库角色

Db_datareader:查询数据库数据权限

•Db_datawriter：具有插入、删除、更改权限

•Db_owner：具有全部操作权限，包括配置、维护、删除数据库。

用户定义的角色

•用户定义的角色属于数据库一级。

•用户定义的角色成员可以是用户定义角色或数据库用户。