第一章

第一章引論

1.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)：

2.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）；信息技術(shù)（IT）。

1.1基本概念

1.1.1信息與數(shù)據(jù)

1.信息、物質(zhì)、能量是組成客觀世界并促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的三大基本要素：

2.信息（Information）--是客觀世界事物的存在方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映，是對(duì)事物之間相

互聯(lián)系、相互作用的描述c信息具有可感知、可存儲(chǔ)、可加工、可傳遞和可再生的自然屬性。

3.數(shù)據(jù)（Data）-是描述現(xiàn)實(shí)世界事物的符號(hào)記錄，是用物理符號(hào)記錄下來的可以識(shí)別的

信息。不同的物理符號(hào)體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的不同表現(xiàn)形式。

4.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(hào)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。

5.數(shù)據(jù)處理（DataProcessing）--是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、收集、組織、存儲(chǔ)，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。

6.數(shù)據(jù)管理（DataManagement）--是指對(duì)數(shù)據(jù)的分類、收集、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索

和維護(hù)，是數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)的重要環(huán)節(jié)。

7、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)一步深加工，從中獲取新的數(shù)據(jù)和信息。

1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

1.數(shù)據(jù)庫（DB,DataBase）--是長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的、大量的、共享的數(shù)據(jù)集合;

2.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。

3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS,DataBaseSystem）..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(tái)：（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。

4.（狹義的）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-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(chǔ)和查詢、插入、修改、刪除、更新等數(shù)據(jù)管理功能。

5.（狹義的）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DBAS,DataBaseApplicationSystem）-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，提供了更為復(fù)雜的數(shù)

據(jù)處理功能。

6.數(shù)據(jù)庫技術(shù)-是研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理和使用的一門計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科。

7、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：

（1）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(chǔ)在外部存儲(chǔ)上的；

（2）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(shí)，各種數(shù)據(jù)模型本身就屬于復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

（3）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”這一基本概念上發(fā)展起來的；

（4）當(dāng)用戶訪問數(shù)據(jù)庫，DBMS對(duì)用戶提交的查詢操作類似于，計(jì)算機(jī)編譯系統(tǒng)對(duì)程序

的編譯過程；

（5）開發(fā)一些大型的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）-是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的形式框架，是用來描述數(shù)據(jù)的一組概念和

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)。

1、數(shù)據(jù)模型的組成：

（1）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(duì)象木

身的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)對(duì)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)最重要的方面。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。

（2）數(shù)據(jù)操作：用于描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征，是一組對(duì)數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對(duì)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(hào)、操作規(guī)則以及實(shí)現(xiàn)操作的數(shù)據(jù)庫語言。

（3）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

1、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-信息世界-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)。

2、建模過程：（1）將現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)對(duì)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(chǔ)于計(jì)算機(jī)中。

3、數(shù)據(jù)模型分類：

（1）概念數(shù)據(jù)模型（概念模型）：按用戶的觀點(diǎn)對(duì)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-聯(lián)系模型。

（2）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

（3）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(chǔ)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

1、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(duì)象的特征，是對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象某一方面

特征的描述。

2、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(duì)象的某方面特征,

而忽略其他特征。

3、集和值：集是指對(duì)某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明，值是集的一個(gè)具體賦值；

4、數(shù)據(jù)模式：對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)某方面結(jié)構(gòu)和特征的而述，它僅涉及集的描述，不涉及具

體的值。

1.3.2三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

1、數(shù)據(jù)庫三級(jí)模式結(jié)構(gòu)-外部級(jí)、概念級(jí)和內(nèi)部級(jí)，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)。

2、模式：

（1）也稱邏輯模式、概念模式；

（2）對(duì)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；

（3）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；

（4）一個(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。

3、外模式：

（1）也稱子模式、用戶模式、用戶視圖：

（2）是對(duì)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.

（3）一個(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(gè)外模式，每個(gè)外模式推述了某個(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，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。

（4）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(duì)應(yīng)的外模式

中的數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)對(duì)他是不可見的。

4、內(nèi)模式：

（1）也稱物理模式、存儲(chǔ)模式；

（2）是對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)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(jí)映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立性

1、外模式/模式映象：

（1）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(duì)應(yīng)關(guān)系；

（2）可有多個(gè)外模式/模式映象，對(duì)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(duì)應(yīng)關(guān)系；

（3）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。

2、模式/內(nèi)模式映象：

（1）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(chǔ)組織結(jié)構(gòu)之

間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（2）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)

1、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；

2、分類：

（1）集中式：全部數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理功能均集中在一臺(tái)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是指一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)分時(shí)多用戶的DBS;

（2）分布式：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是?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；

（3）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)費(fèi)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；

（4）并行式：硬件平臺(tái)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；

（5）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

（1）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(duì)

象的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特征。

（2）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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查

詢、插入、刪除或更新；

（3）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理和控制功能

（4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

1.5.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)

1、DBS可分為用戶、人機(jī)交互界面、DBMS和磁盤四個(gè)層次：

2.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：

3、DBMS可分為兩部份：

（1）查詢處理器：面向用戶查詢請(qǐng)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、查詢執(zhí)行引擎；

（2）存儲(chǔ)管理器：面向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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；

4、磁盤存儲(chǔ)的類型：

（1）以數(shù)據(jù)庫文件方式存儲(chǔ)的應(yīng)用數(shù)據(jù)；

（2）數(shù)據(jù)字典：

（3）為提高查詢速度而設(shè)置的數(shù)據(jù)庫引擎；

（4）DMS運(yùn)行時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)；

（5）日志信息。

1.6數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

1、第一代DBS：60年代末70年代初，層次型和網(wǎng)狀型DBS；

2、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

2.1數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)生命周期

2.1.1軟件工程與軟件開發(fā)方法

1.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)；

2.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。

3.軟件生命周期：指軟件產(chǎn)品從考慮其概念開始，到該產(chǎn)品交付使用的整個(gè)時(shí)期，包括

概念階段、需求階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)現(xiàn)階段、測(cè)試階段、安裝部署及交付階段；

4.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(duì)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(dòng)。

5.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；

6.軟件過程模型（軟件開發(fā)模型）:是對(duì)軟件過程的一種抽象表示，表示了軟件過程的

整體框架和軟件開發(fā)活動(dòng)各階段間的關(guān)系，常見的有：瀑布模型、快速原形模型、增量模型

和螺旋模型。

2.1.2DBAS軟件組成

1.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：

（1）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(duì)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?。?/p>

（2）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(duì)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。

2.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(chǔ)等需求選擇和配置

合適的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)，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)；

2.1.3DBAS生命周期模型

1.數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期模型：

（1）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(dòng)組成；

（2）將快速原形模型和增顯模型的開發(fā)思路引入DBAS生命周期模型，允許漸進(jìn)、迭代

地開發(fā)DBA5；

（3）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(chǔ)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，每一步的設(shè)計(jì)內(nèi)容

又涵蓋了三條設(shè)計(jì)主線。

2.2規(guī)劃與分析

2.2.1系統(tǒng)規(guī)劃與定義

L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)處理的角愎，確定系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫軟件的功能、

性能范圍；

2.系統(tǒng)規(guī)劃與定義包括：

（1）任務(wù)陳述：描述所要開發(fā)的DBAS的總體目標(biāo)；

（2）確定任務(wù)目標(biāo)；

（3）確定系統(tǒng)范圍和邊界；

（4）確定用戶視圖；

2.2.2可行性分析

1.可行性分析包括以下四方面：

（1）經(jīng)濟(jì)可行性：對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行成本效益分析；DBAS的成本主要包括:A.軟硬件購置君用；

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。

（2）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(duì)系

統(tǒng)軟件、硬件、技術(shù)方案作出評(píng)估和選擇建議；

A.硬件可行性研究是分析DBAS的硬件平臺(tái)環(huán)境和設(shè)置：

B.軟件可行性研究包括：對(duì)可用的DBMS和操作系統(tǒng)的選型評(píng)估，對(duì)中間件和開發(fā)環(huán)境

的選型建議，對(duì)DBAS開發(fā)模式和編程語言的建議；

C.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);

（3）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

源和工作環(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。

（4）開發(fā)方案選擇：目的是提出并評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種開發(fā)方案，從中選出一種適用于

DBAS軟件的開發(fā)方案；

2.2.3項(xiàng)目規(guī)劃

1.項(xiàng)目規(guī)劃是項(xiàng)目管理者對(duì)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。

2.項(xiàng)目規(guī)劃包括以下內(nèi)容：

（1）確定項(xiàng)目的目標(biāo)和范圍；

（2）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(dòng)和任務(wù)；

（3）估算完成該項(xiàng)目的規(guī)模和所需各種資源；

（4）制定合理的DBAS項(xiàng)目計(jì)劃

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。

2.3需求分析

1、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)需求是指用戶對(duì)DBAS在功能、性能、行為、設(shè)計(jì)約束等方面的期

望和要求；

2、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(duì).應(yīng)用問題的理解和分

折，采用合適的工具和符號(hào)，系統(tǒng)地描述DBA5的功能特征、性能特征和約束，并形成需求規(guī)

范說明文檔；

3、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；

4、DBAS的需求分析包括：

（1）數(shù)據(jù)需求分析；

（2）數(shù)據(jù)處理需求分析；

（3）業(yè)務(wù)需求分析；

（4）分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在性能、存儲(chǔ)、安全、備份與恢復(fù)等方面的要求；

2.3.1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理需求分析

1、數(shù)據(jù)需求分析：是從對(duì)數(shù)據(jù)組織與存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)角度，辨識(shí)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)果一起，組成數(shù)據(jù)字典：

2、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(duì)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；

3、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；

2.3.2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高層目標(biāo)和整體功能出發(fā)，分析系統(tǒng)或系統(tǒng)中一些大

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；

2.3.3性能需求分析

1、DBAS的性能指標(biāo)：

（1）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(qǐng)求到返回結(jié)果的時(shí)間；

（2）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；

（3）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；

（4）每TPS代價(jià)值，用于衡量系統(tǒng)性價(jià)比的指標(biāo)

2、影響DBAS性能的因素：

（1）系統(tǒng)硬件資源；

（2）網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備性能；

（3）操作系統(tǒng)環(huán)境；

（4）數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)質(zhì)最，數(shù)據(jù)庫配置參數(shù)：

（5）DBAS的配置和-'生能；

（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序自身。

2.3.4其它需求分析

1、存儲(chǔ)需求分析：是指估計(jì)DBAS系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，包括：（1）初始數(shù)據(jù)庫大小;

（2）數(shù)據(jù)庫增長速度；存儲(chǔ)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；

2、安全性需求分析：

（1）DBAS系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的安全控制級(jí)別；

（2）各類用戶的數(shù)據(jù)視圖和視圖訪問權(quán)限；

（3）DBAS應(yīng)有的口令保護(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)。

3、備份和恢復(fù)需求分析：

（1）DBAS運(yùn)行過程中備份數(shù)據(jù)庫的時(shí)間和備份周期；

（2）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)

2.4.1概念設(shè)計(jì)

1、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(shí)需要組

織存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的各類應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)對(duì)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；

2、ER方法：（1）選擇局部應(yīng)用；（2）分別設(shè)計(jì)各人局部ER圖；（3）局部ER圖合并；

3、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)：

（1）確定DBAS體系結(jié)構(gòu)；

（2）系統(tǒng)硬件平臺(tái)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；

（3）應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（4）對(duì)需求分析階段識(shí)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；

（5）對(duì)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)。

2.4.2邏輯設(shè)計(jì)

1、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)。

（1）ER圖轉(zhuǎn)換為初始關(guān)系模式；

（2）對(duì)初始關(guān)系模式進(jìn)行優(yōu)化；

（3）檢查關(guān)系表對(duì)?數(shù)據(jù)庫事務(wù)的支持性；

（4）確定關(guān)系模式的完整性約束；

（5）從數(shù)據(jù)安全性和獨(dú)立性出發(fā)，設(shè)計(jì)用戶視圖。

2、應(yīng)用程序概要設(shè)L（II）；

3、數(shù)據(jù)庫事務(wù)概要設(shè)計(jì)；

2.4.3物理設(shè)計(jì)

1、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(chǔ)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；

（1）數(shù)據(jù)庫邏輯模式調(diào)整；

（2）選擇或配置基本關(guān)系表的文件組織形式；

（3）數(shù)據(jù)分布設(shè)計(jì)；

（4）安全模式設(shè)計(jì)；

（5）確定系統(tǒng)配置；

（6）物理模式評(píng)估；

2、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(jí)

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)廢事務(wù)。

應(yīng)用程序詳細(xì)設(shè)計(jì)：

2.5實(shí)現(xiàn)與部署

1、建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)；

2、數(shù)據(jù)加載;

3、事務(wù)和應(yīng)用程序的編碼及測(cè)試：

4、系統(tǒng)集成、測(cè)試與試運(yùn)行；

5、系統(tǒng)部署；

2.6運(yùn)行管理與維護(hù)

2.6.1日常維護(hù)

（1）數(shù)據(jù)庫的備份與恢復(fù)

（2）完整性維護(hù)

（3）安全性維護(hù)

（4）存儲(chǔ)空間管理

（5）并發(fā)控制及死鎖處理

2.6.2系統(tǒng)性能監(jiān)控和分析

1、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以通過兩種途徑收集：

（1）由DBMS本身自動(dòng)收集和存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

（2）通過監(jiān)控系統(tǒng)得到

2.6.3系統(tǒng)性能優(yōu)化調(diào)整

1、系統(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。

2、模式調(diào)整主要涉及邏輯模式調(diào)整，可以從下考慮：

（1）已達(dá)到第三范式的基本表，不要進(jìn)一步規(guī)范化為BCNF；

（2）在分布式數(shù)據(jù)庫中，對(duì)一個(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。

2.6.4系統(tǒng)升級(jí)

1、改進(jìn)應(yīng)用程序；

2、數(shù)據(jù)庫重組：

DBMS和OS版本升級(jí)

第三章

3.1需求分析概述

3.1.1需求分析概念

1.所謂需求分折：就是對(duì)待開發(fā)的系統(tǒng)要做什么，完成

什么功能的全面描述。

2.需求分析的工作：通過對(duì)需求的調(diào)查、了解、觀察和

分析，通過對(duì)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(duì)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(dòng)的集合；

3.需求的定義：客戶對(duì)一個(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；

4,需求獲取的困難：

（1）軟件功能復(fù)雜；

（2）需求的可變性；

5.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。

6,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)。

7、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。

8、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。

3.1.2系統(tǒng)分析員的職能

1.系統(tǒng)分析員的主要要任務(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)功能性要求和非功能性要求，即用戶

要做什么。

2.系統(tǒng)分析員應(yīng)該具備的素質(zhì)：

（1）獲取需求的能力；

（2）管理及溝通能力；

（3）技術(shù)素養(yǎng)；

3.1.3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；

3.1.4需求分析過程

1.標(biāo)識(shí)問題：

（1）需求分析的第一步，通過對(duì)問題的識(shí)別和標(biāo)識(shí)獲得

所求解問題及其運(yùn)行環(huán)境的理解；

（2）標(biāo)識(shí)問題從現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程做起，理解現(xiàn)行系

統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程；

（3）在標(biāo)識(shí)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：

（1）模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)原形所作的一種抽象，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(shí)和分析；

（2）目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；

（3）首先對(duì)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(duì)復(fù)雜的問題進(jìn)行分解；

（4）結(jié)構(gòu)化分析及建模方法的主要優(yōu)點(diǎn)：

（A）不過早陷入具體的細(xì)節(jié)；

（B）從整體或宏觀入手分析問題；

（C）通過圖形化的模型對(duì)象直觀地表示系統(tǒng)要做什么,

完成什么功能；

（D）圖形化建模方法方便系統(tǒng)分析員理解和描述系統(tǒng)；

（E）模型對(duì)象不涉及太多的技術(shù)術(shù)語，便于用戶理解；

3.描述需求：

（1）需求描述的目標(biāo)：對(duì)軟件項(xiàng)目功能性和非功能性

的需求全面描述；

（2）功能性需求：指需要計(jì)算機(jī)實(shí)際解決的問題或?qū)?/p>

現(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；

（3）非功能性需求：軟件項(xiàng)目對(duì)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的要求;

(4)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；

(5)在對(duì)需求進(jìn)行分析過程中，系統(tǒng)分析員要經(jīng)?？紤]

的問題：

(A)描述的需求是完全的嗎？

(B)需求描述是正確的和一致的嗎？

(C)描述的這些需求是可行的、實(shí)際可操作的嗎？

(D)描述中的每一條需求都是客戶需要的嗎？

4?確認(rèn)需求：

評(píng)審委員會(huì)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(duì)象

1、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。

2、處理：表示對(duì)數(shù)據(jù)的加工和變換，在圖中用矩形框表

zKo

3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：表示用數(shù)據(jù)庫形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，對(duì)其存取

分別以指向或離開數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的箭頭表示；

4、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(hào)以平行四邊形表示。

3.2.2開發(fā)DFD圖

1、DFD圖采用自頂而下逐步細(xì)化的結(jié)構(gòu)化分析方法表

示目標(biāo)系統(tǒng)；

2、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)對(duì)企業(yè)中各類業(yè)務(wù)活動(dòng)的影

響；

3.2.4數(shù)據(jù)字典

1、數(shù)據(jù)字典包括以下說明信息：

(1)源點(diǎn)及終點(diǎn)詞條描述；

(2)數(shù)據(jù)流詞條描述；

(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

(4)處理描述；

數(shù)據(jù)元素詞條描述。

3.3IDEF0建模方法

3.3.1概述

1UDEF0的基本思想是結(jié)構(gòu)化分析方法，強(qiáng)調(diào)自頂而下

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

理解一個(gè)系統(tǒng)。一個(gè)模型由圖形文字說明、詞匯表及相互的

交叉引用表組成。

2、IDEF方法的優(yōu)點(diǎn)：具有模型元素單一、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、基本兀素

（1）矩形：代表活動(dòng)，活動(dòng)名稱標(biāo)在矩形內(nèi)，活動(dòng)編號(hào)

按要求標(biāo)在矩形框右下角指定位置；

（2）箭頭：左邊的輸入箭頭代表完成活動(dòng)需要的數(shù)據(jù)、

上方的控制箭頭描述了影響活動(dòng)的執(zhí)行的事件或約束、右邊

的輸出箭頭說明由活動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果及信息、下方進(jìn)入的機(jī)制

箭頭表示實(shí)施該活動(dòng)的物理手段或資源。

（3）輸入輸出箭頭描述活動(dòng)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）o

2、IDEFO模型

（1）一個(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，這組圖形把一個(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;

2、建模規(guī)則

(1)矩形框：用動(dòng)詞為矩形內(nèi)活動(dòng)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。

(2)箭頭：箭頭代表數(shù)據(jù)約束，而不是代表流或順序;

(3)其他：

(A)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。IDEFO用專門

的記號(hào)ICOM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、0、M來標(biāo)明是輸入、控制、

輸出及機(jī)制，再用一個(gè)數(shù)字表示其在父矩形框中箭頭的相對(duì)

位置。

(B)結(jié)點(diǎn)號(hào)：IDEFO模型是一組有一定層次結(jié)構(gòu)的圖

形，通常用結(jié)點(diǎn)號(hào)來標(biāo)志圖形或矩形框在層次圖中的位置；

(O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/&A是主題、B是模型號(hào)、C是結(jié)點(diǎn)號(hào)。

3.3.3建模過程及步驟

1、IDEFO建模過程及步驟：

(1)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;

（2）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；

（3）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；

（4）開發(fā)IDEFO層次結(jié)構(gòu)圖：對(duì)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(dòng)表，分解的次序采用以下原則：

（A）保持在同一水平上進(jìn)行分解，均勻的模型深度；

（B）按困難程序進(jìn)行選擇；

（5）寫文字說明；

檢查確認(rèn)圖形；

3.4DFD與IDEFO的比較

1、DFD與IDEFO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(duì)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(duì)這小問題再進(jìn)行分

析求解；

2、DFD與IDEFO區(qū)別：

（1）DFD圖用箭頭（數(shù)據(jù)流）來描述數(shù)據(jù)移動(dòng)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。

（2）從表達(dá)形式上看，DFD圖與IDEFO圖都是用箭頭

和處理表達(dá)一個(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?/p>

方式的一些約束；

（3）從模型元素的組成上來看,DFD模型由4種元素組

成，即外部頂、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(dòng)；

（4）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

4.1數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)概述

4.1.1數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)的任務(wù)

1,定義和描述應(yīng)用領(lǐng)域涉及的數(shù)據(jù)范圍；

2.獲取應(yīng)用領(lǐng)域或問題域的信息模型；

3.描述清楚數(shù)據(jù)的屬性特征；

4.描述清楚數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；

5,定義和描述數(shù)據(jù)的約束；

6.說明數(shù)據(jù)的安全性要求；

7、支持用戶的各種數(shù)據(jù)處理需求；

8、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。

4.1.2概念設(shè)計(jì)過程

1.概念設(shè)計(jì)的依據(jù)：是需求分析階段的文檔，通過對(duì)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)；

2.概念設(shè)計(jì)的基本步驟：

（1）確定實(shí)體集；

（2）確定聯(lián)系和聯(lián)系類型；

（3）建立由信息模型表示的企業(yè)模型；

（4）確定實(shí)體集屬性；

對(duì)信息模型優(yōu)化。

4.2數(shù)據(jù)建模方法

1、數(shù)據(jù)建模方法的共同特點(diǎn)是：

（1）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；

（2）組成模型的概念少，語義清楚，容易理解；

（3）不同概念的語義不重疊，概念無多義性；

（4）用圖形方式描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)直觀易固有利于數(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)。

4.3ER建模方法

4.3.1基本概念

1、實(shí)體或?qū)嵗褐缚陀^存在并可相互區(qū)分的事物,可以

是一個(gè)具體的人或物，也可以是抽象的事件或概念；

2、實(shí)體集：表示一個(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。

3、屬性：用于描述一個(gè)實(shí)體集的性質(zhì)和特征；

4、碼：實(shí)體集中能惟一標(biāo)識(shí)每一個(gè)實(shí)例的屬性或?qū)傩?/p>

組；

5、聯(lián)系：描述現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體之間的關(guān)系。（1）一對(duì)

一聯(lián)系；（2）一對(duì)多聯(lián)系；（3）多對(duì)多聯(lián)系

4.3.2ER方法語法

1、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；

2、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

4.4IDEF1X建模方法

4.4.1IDEF1X概述

1>IDEFO側(cè)重描述系統(tǒng)功能，被稱為功能建模方法；

IDEF1X側(cè)重分析、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；

2、IDEF1X方法具有豐富的語法和語義；

3、實(shí)體集分為（1）獨(dú)立標(biāo)識(shí)符實(shí)體集；（2）從屬標(biāo)識(shí)

符實(shí)體集；

4、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

4.4.2IDEF1X模型元素

1、實(shí)體集：

（1）實(shí)體集語義：如果一個(gè)實(shí)體集的每一個(gè)實(shí)例都能

被惟一地標(biāo)識(shí)，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；

（2）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；

2、聯(lián)系：

（1）聯(lián)系語義：

（A）標(biāo)定型聯(lián)系：一個(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”；

（B）非標(biāo)定型聯(lián)系：一個(gè)“確定型聯(lián)系”中，如果子

女實(shí)體集中的每一個(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

（C）分類聯(lián)系：是兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系，且在

這些實(shí)體集中存在一個(gè)一般實(shí)體集，它的每一個(gè)實(shí)例都恰好

與一個(gè)且僅一個(gè)分類實(shí)體集的一個(gè)實(shí)例相聯(lián)系。

（D）不確定聯(lián)系：一個(gè)非確定聯(lián)系又稱為多對(duì)多聯(lián)系,

這種聯(lián)系關(guān)聯(lián)的兩個(gè)實(shí)體集之間，任一實(shí)體集的一個(gè)實(shí)例都

將對(duì)應(yīng)另一實(shí)體集的0個(gè)、1個(gè)或多個(gè)實(shí)例。

（2）聯(lián)系的語法：

（A）標(biāo)定聯(lián)系語法：在IDEF1X圖中，聯(lián)系的語法用直

線表示，在一個(gè)標(biāo)定型聯(lián)系中，子女實(shí)體集總是一個(gè)從屬實(shí)

體集，用圓角矩形框表示；

（B）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

且是一個(gè)非標(biāo)定聯(lián)系，就用一條虛線把它們連接起來。

（O分類聯(lián)系語法：一般實(shí)體集的一個(gè)實(shí)例只能與分

類實(shí)體集的一個(gè)實(shí)例相對(duì)應(yīng)；

（D）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(duì)多的連接關(guān)系。

3、屬性

（1）屬性的語義：用來描述一類現(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。

（2）屬性的語法

（A）主碼和非主碼屬性語法：在一個(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。

（B）外碼語法：在外碼屬性后加“FK”來識(shí)別由聯(lián)系

繼承得到的外來屬性。

4.4.3建模過程

1、第一階段：建模規(guī)劃及準(zhǔn)備

（1）建模目標(biāo)：

（A）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)說明是一個(gè)當(dāng)前系統(tǒng)模型還是待

建模型。

（B）范圍說明：在建模初期要給出模型覆蓋的問題范

圍；

（2）建模計(jì)劃

（A）項(xiàng)目說明；

（B）收集數(shù)據(jù)；

（C）定義實(shí)體；

（D）定義聯(lián)系；

（E）定義碼屬性；

（F）定義非碼屬性；

（G）確認(rèn)模型；

（H）評(píng)審驗(yàn)收。

（3）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(píng)審委員會(huì)

2、第二階段：定義實(shí)體集

（1）目標(biāo)是標(biāo)識(shí)和定義應(yīng)用領(lǐng)域中的實(shí)體集，方法是分

類標(biāo)識(shí)原始材料中的所有名詞；

（2）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：

（A）它能夠被描述或說明嗎？

（B）有多少同類的實(shí)例嗎？

（C）每個(gè)實(shí)例可以被標(biāo)識(shí)和區(qū)分嗎？

3、第三階段：定義聯(lián)系

（1）標(biāo)識(shí)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“mill”表示。聯(lián)系只標(biāo)識(shí)直接關(guān)系，不標(biāo)識(shí)間接關(guān)系。

（2）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(dòng)詞表示。原則必須是具體的、簡明的

和有意義的。

（3）構(gòu)造實(shí)體級(jí)數(shù)：實(shí)體級(jí)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。

4、第四階段：定義健

（1）分解不確定的聯(lián)系：把實(shí)體級(jí)圖中不確定的關(guān)系

轉(zhuǎn)換成確定的連接形式，把每一個(gè)不確定的聯(lián)系轉(zhuǎn)換成為兩

個(gè)確定的聯(lián)系；

（2）標(biāo)識(shí)碼屬性：碼屬性是那些能夠惟一識(shí)別實(shí)體集

中每一個(gè)實(shí)例的屬性；

（3）遷移主碼：把一個(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：

（A）在一個(gè)聯(lián)系中，遷移總是從父到子或從一般實(shí)體

集移向分類實(shí)體集；

（B）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；

5、第五階段：定義屬性

（1）標(biāo)識(shí)和定義非主屬性；

（2）建立屬性的所有者；

（3）確認(rèn)屬性的定義；

（4）繪制局部數(shù)據(jù)視圖；

（A）實(shí)體集的名稱和編號(hào)寫在矩形框外的上面；

（B）主碼屬性寫在矩形框內(nèi)水平線的上面并用“PK”

標(biāo)注;

（C）外碼屬性寫在矩形框內(nèi)水平線的下面并用“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

5.1概述

5.2基本概念

5.2.1關(guān)系模型

1.關(guān)系模型采用一個(gè)二維表格在計(jì)算機(jī)中組織、存儲(chǔ)、處理和管理數(shù)據(jù)。

（1）關(guān)系名（數(shù)據(jù)庫名）：由字母數(shù)字組成；

（2）屬性名；

（3）關(guān)系模式和關(guān)系：描述模式描述關(guān)系的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，由模式名、關(guān)系模式所包含的屬

性及屬性值所滿足的條件組成模式定義。

（4）元組：描述關(guān)系中的行；

（5）域：它定義關(guān)系的每個(gè)屬性取值的類型；

（6）主碼：能夠惟一標(biāo)識(shí)關(guān)系中每一個(gè)元組的屬性或?qū)傩越M；

（7）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；

（A）定義一：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；

（B）定義一：

（C）定義三：

（D）當(dāng)關(guān)系引用了屬性名后關(guān)系具有以下屬性：

[1]不能有重復(fù)的元組；

⑵元組上下無序；

[3]按屬性名引用時(shí)屬性左右無序：

[4]所有屬性值都是原子項(xiàng)（不可再分）；

（8）總結(jié)：關(guān)系是一張二維表，表中的一行被稱為一個(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，

5.2.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫

1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫是按照二維表組織和存儲(chǔ)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；

5.2.3關(guān)系的完整性

1.關(guān)系的完整性（完整性約束）：是對(duì)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；

2.完整性約束分靜態(tài)加動(dòng)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(dòng)態(tài)完整性約束是基于企業(yè)的業(yè)務(wù)規(guī)則的。

3.靜態(tài)完整性約束規(guī)則：

（1）主碼約束：主只必須滿足：

（A）惟一性：在一個(gè)關(guān)系中不存在兩個(gè)元組，它們具有相同的主碼值；

（B）最小性：不存在從組成主碼的屬性集中去掉一個(gè)屬性，還仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)的惟一性;

（2）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

5.3.1問題的提出

究竟一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫包含哪些屬性是合理的，如何評(píng)價(jià)一個(gè)關(guān)系模式設(shè)計(jì)的優(yōu)劣？

5.3.2函數(shù)依賴

函數(shù)依理論利用一個(gè)關(guān)系中屬性之間的依賴關(guān)系評(píng)價(jià)和優(yōu)化關(guān)系模式，以保證存儲(chǔ)到

數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系具有較好特性；

1、函數(shù)依賴：

（1）設(shè)R（U）為一關(guān)系模式,X和丫為屬性全集U的子集，若對(duì)于R（U）的任意一個(gè)

可能的關(guān)系r,r中不可能存在兩個(gè)元組在X上的屬性值用等，而在Y上的屬性值不等，則稱

“X函數(shù)決定Y”或“Y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,就能惟一決定一個(gè)Y。

（2）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，是一個(gè)關(guān)系中屬性之間存在

的依賴美系；它是一種語義范疇的概念，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。

2、完全與部分函數(shù)依賴：

（1）在關(guān)系模式R（U）中，如果X4Y成立，并且對(duì)X的任何真子集X'不能函數(shù)決定

Y則稱Y對(duì)X是完全函數(shù)依賴,被記作X-f-d是

（2）若XdY但Y不完全函數(shù)依賴于X,則稱Y對(duì)X是部分函數(shù)依賴，記作X-p6Y；

3、傳遞函數(shù)依賴：

在關(guān)系R（U）模式中，如果X決定Y,（Y不屬于X）,Y不決定X,Y決定乙則稱2對(duì)X

傳遞函數(shù)依賴。

4、平凡與非平凡函數(shù)依賴：

（1）若X決定Y,但Y屬于X,則稱X"是平凡函數(shù)依賴，否則稱非平凡函數(shù)依賴；

（2）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；

（3）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;

（4）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；

5^碼：

（1）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Al.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；

（2）若一個(gè)關(guān)系的候選碼不止一個(gè)，則選定其中一個(gè)作為關(guān)系R的主碼；

（3）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，不存在一個(gè)K的真子集能夠函數(shù)決定R的其他屬性。

6、函數(shù)依賴的推理規(guī)則：

（1）自反律：若Y（包含于）X（包含于）U,則XdY成立；

（2）增廣律:若XG、；且Z（包含于）U,則XZ6YZ成立;

（3）傳遞律：若Xd、；YdZ,則XGZ成立；

（4）合并規(guī)則：若XGY,XaZ成立,則XaYZ；

（5）分解規(guī)則：若XGY和Z（包含于）Y成立，則XGZ也成立；

（6）偽傳遞規(guī)則：若XdYYWGZ,則XWdZ成立;

7、屬性集閉包：

（1）設(shè)F是屬性集U上的函數(shù)依賴集,X為U的一個(gè)子集，那么對(duì)于F,屬性集X美于F

的閉包（用X+表示）為：X+={A|XdA}

（2）由屬性集團(tuán)包的定義可知，若想判斷函數(shù)依賴X4Y是否成立，只要計(jì)算X關(guān)于函數(shù)

依賴集F的閉包，若Y是X閉包中的一個(gè)元素則XaY成立；

8、確定關(guān)系的碼：

（1）利用迭代算法L算X+,步驟如下：

（A）選X作為閉包X+的初值X（0）；

（B）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）Zo因?yàn)閁是有窮的,

所以會(huì)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

1、第一范式：

（1）定義：設(shè)關(guān)系模式R（F,U）,如果R的每一人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；

（2）一個(gè)給定關(guān)系和第一范式（1NF）的區(qū)別：

（A）一個(gè)關(guān)系中的數(shù)據(jù)按照行和列的形式組織，每人元組具有相同數(shù)目的屬性個(gè)數(shù)，且

每一個(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?個(gè)屬性或?qū)傩越M惟,識(shí)別；

（B）第一范式實(shí)際上對(duì)關(guān)系增加了一個(gè)約束，即關(guān)系中元組的每個(gè)屬性都只取一個(gè)值,

第一范式是對(duì)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。

2、第二范式：

（1）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(duì)碼的部分依賴：

（2）僅滿足第一范式關(guān)系會(huì)存在種種問題，要消除必須用更高級(jí)的范式標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)t-,稱

為標(biāo)準(zhǔn)化；

（3）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(jí)范式的

要求。

（4）第二范式實(shí)際上對(duì)關(guān)系增加了一個(gè)約束，就是關(guān)系中的每一個(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(duì)主碼的部分函數(shù)依賴可達(dá)到2NF；

3、第三范式:

（1）定義：若關(guān)系R（U,F）為第一范式，且不存在非主屬性對(duì)主碼的傳遞函數(shù)依賴，則

稱R為第三范式；

（2）第三范式是在第二范式的基礎(chǔ)上對(duì)關(guān)系乂增加了一個(gè)約束，就是關(guān)系中的每一個(gè)

非主屬性必須只依賴于主碼。即2NF的基礎(chǔ)匕消除非主屬性對(duì)主碼的傳遞函數(shù)依賴可達(dá)到

3NFo

4、改進(jìn)的第三范式：

（1）定義：如果關(guān)系模式R是1NF,且每個(gè)屬性既不相存在部分函數(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）。

5、多值依賴與4NF：

（1）多值依賴：表示關(guān)系中屬性（如A、B、C）之間的依賴，對(duì)于A的每個(gè)值，都存在

一個(gè)B或C的值的集合，而且B和C的值相互獨(dú)立，記為：AidB、AaaC

（2）第四范式：如果關(guān)系模式R屬于1NF,對(duì)于R的每個(gè)非平凡的多值依賴XdY〔Y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：

6、連接依賴與5NF

（1）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；

（2）第五范式：設(shè)R是一個(gè)滿足5NF的關(guān)系模式，當(dāng)且僅當(dāng)R的每一個(gè)非平凡連接依

賴都被R的候選碼所蘊(yùn)含，即從4NF中消除非候選碼所蘊(yùn)含的連接依賴為5NF：

7、總結(jié)：

（1）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)；

（2）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；

（3）規(guī)范化設(shè)計(jì)的基本過程是對(duì)關(guān)系進(jìn)行的分解，消除屬性間不合理的數(shù)據(jù)依賴，用一

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)

5.4.1初始關(guān)系模式的設(shè)計(jì)

1、把匚R圖轉(zhuǎn)換成美系模式：

（1）把ER模型中的每個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換成?個(gè)同名的關(guān)系，實(shí)體集的屬性就是關(guān)系的屬性,

實(shí)體集的碼就是關(guān)系的碼；

（2）把ER模型中的每個(gè)聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系，與該聯(lián)系相連的各實(shí)體集的碼以及聯(lián)系

的屬性轉(zhuǎn)換成為關(guān)系的屬性。

（A）若聯(lián)系為1：1,則每個(gè)實(shí)體集的碼均是該關(guān)系的候選碼；

（B）若聯(lián)系為1：n,則關(guān)系的碼為n端實(shí)體集的碼；

（C）若聯(lián)系為m：n,則關(guān)系的碼為各實(shí)體集碼的組合；

（3）合并具有相同碼的關(guān)系

2、檢查確認(rèn)對(duì)彖：檢查轉(zhuǎn)換后的每個(gè)關(guān)系名和屬性名是否符合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)關(guān)于統(tǒng)一命

名的約定；

5.4.2優(yōu)化關(guān)系模式

1、模式分解原則：

（1）分解具有無損連接性：分解后的關(guān)系能夠恢復(fù)成原來的關(guān)系；

（2）分解保持函數(shù)依賴：

（A）無損連接和保持函數(shù)依賴是用于衡量一個(gè)模式分解是否導(dǎo)致原有模式中部分信息

丟失的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；

（B）當(dāng)一個(gè)關(guān)系被分解后會(huì)出現(xiàn)幾種結(jié)果，既有無損連接，又能保持函數(shù)依賴是較理想

的分解結(jié)果，意味著在分解的過程中沒有丟失原有模式的任何信息；

（C）一般情況下，分解到3NF就足夠了，但在3NF關(guān)系下，仍存在一定程度上的更新異

?；虿灰恢碌碾[患，但與數(shù)據(jù)庫性能比較起來是可以忽略的，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中通過

增加一些數(shù)據(jù)約束，就可以解決3NF引起的數(shù)據(jù)問題了。

3、優(yōu)化屬性：確定各字段的類型和長度；

4、確認(rèn)模式滿足需要：

5.4.3數(shù)據(jù)完整性設(shè)計(jì)

1、指定義數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值滿足的約束條件，通過對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值的約束維護(hù)關(guān)

系的完整性。

2、數(shù)據(jù)值滿足條件分為：

（1）域約束：限制指定列的取值及范圍；

（2）主碼約束：定義每個(gè)關(guān)系的主碼值不空，且惟一；

（3）引用完整性約束：定義不同模式的屬性間滿足的條件，及一個(gè)關(guān)系模式中屬性間

可能滿足的條件；

5.4.4安全模式和外模式的設(shè)計(jì)

1、根據(jù)選定的DBMS支持的安全控制特征來確定；

根據(jù)不同用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫存取特點(diǎn)定義相關(guān)的外模式；

第八章

6.1文件組織

6.1.1數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)

1.數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用數(shù)據(jù)是以文件形式存儲(chǔ)在外存上的，文件在邏輯上被組織成記錄的序

列，即每個(gè)DB文件可看作是邏輯記錄的集合；

2.一個(gè)文件在磁盤上占有一定的物理存儲(chǔ)空間，文件中的每個(gè)邏輯記錄被映射存儲(chǔ)到某

個(gè)特定的磁盤塊上，一個(gè)文件在物理上可以看作是由存放文件記錄的一系列磁盤塊組成，稱

為物理文件；

3.文件的邏輯記錄與磁盤間的映射關(guān)系是由操作系統(tǒng)或DBMS來管理的，當(dāng)需要對(duì)一個(gè)

文件的邏輯記錄進(jìn)行操作時(shí)，先要根據(jù)這種映射關(guān)系找到該邏輯記錄所在的磁盤塊，然后再

進(jìn)行操作。

4.從數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)角度需要解決如下問題：

（1）文件的組織；

（2）文件的結(jié)構(gòu);

（3）文件的存?。?/p>

（4）索引技術(shù)；

6.1.2文件組織

1.數(shù)據(jù)庫與文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系

（1）在外存中，數(shù)據(jù)庫以文件形式組織，文件由邏組記錄組成，記錄由多個(gè)域組成；

（2）一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫包括一張或多張關(guān)系表，關(guān)系表與文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系有如下方式：

（A）每張關(guān)系表單獨(dú)用一個(gè)文件來存儲(chǔ)，由DBMS通過OS的文件管理功能來管理；

（B）現(xiàn)代中大型DBMS是由OS直接分配一塊大的破盤空間，DBMS將該磁盤空間作為

數(shù)據(jù)庫磁盤文件直接管理,DB的所有關(guān)系表都存儲(chǔ)在該文件中；

（2）關(guān)系表在邏輯上由一系列元組組成，元組由多人屬性組成，每個(gè)元組可以用磁盤文

件中的一個(gè)邏輯記錄來存儲(chǔ)，記錄包括多個(gè)域，對(duì)應(yīng)元組的多個(gè)屬性；

2.文件記錄格式：

數(shù)據(jù)庫文件通常采用兩種邏輯記錄格式：定長記錄格式和變長記錄格式；

6.2文件結(jié)構(gòu)與存取

6.2.1堆文件

1.堆文件也稱無序文件，記錄隨機(jī)在存儲(chǔ)在文件物理空間是，新插入的記錄存儲(chǔ)在文件

的末尾；

2.堆文件常常用作存儲(chǔ)那些將來使用，但目前不清楚如何使用的記錄，為了實(shí)現(xiàn)文件記

錄的有效存取，堆文件經(jīng)常與附加的存取路徑一起使用；

3.查找操行平均需要搜索（B+1）/2個(gè)破盤塊，效率比較低；

4.插入操作十分簡單，先讀文件頭，找到最末磁盤地址，將最末磁盤塊讀入內(nèi)存，將需

插入的新記錄寫入磁盤塊的末端，最后將修改過的磁盤塊寫回磁盤：

5.刪除比較復(fù)雜，可以先找到被刪除記錄所在的磁盤塊，讀入內(nèi)存后在內(nèi)存緩沖區(qū)刪除

記錄，最后再寫回磁盤；也可以在每個(gè)記錄的磁盤空間增加一個(gè)刪除標(biāo)志位，當(dāng)需要?jiǎng)h除記

錄時(shí)，將標(biāo)示位置1:

6.2.2順序文件

1.順序文件按照文件記錄在查詢碼上的取值的大小順序排列各個(gè)記錄；

2.順序文件的每個(gè)記錄中有?個(gè)指針字段，根據(jù)查詢碼大小用指針將各個(gè)記錄按序連接

起來；

3.文件建立時(shí)，應(yīng)盡量使記錄的物理順序與查找碼的順序一致，以減少訪問磁盤塊的次

數(shù)；

4.根據(jù)查詢條件對(duì)順序文件進(jìn)行查詢時(shí)，如查詢條件定義在查找碼上，則使用二分法查

找技術(shù)快速找到記錄，如條件不在查找碼上，則必須從頭到尾依次掃描磁盤塊，與堆文件一

致，所以順序文件的訪問效率也不高；

5.順序文件插入工作包括定位和插入：

（1）定位：在指針鏈中找到插入的位置，即插入記錄在哪個(gè)記錄的前面；

（2）插入：如有自由空間，則在該位置插入新記錄，如沒有自由空間，則只能插入溢出

塊中，重新調(diào)整記錄指針鏈關(guān)系，保證記錄順序；

6.2.3聚集文件

L聚集文件是一種具有多種記錄類型文件，存儲(chǔ)了來自多個(gè)關(guān)系表的數(shù)據(jù)，每個(gè)關(guān)系表

對(duì)應(yīng)文件中的一種記錄類型；

2.當(dāng)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)量效大時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫查詢需要多次訪問磁盤文件，嚴(yán)重影響性能指標(biāo),

為了降低多表操作時(shí)的磁盤訪問次數(shù)，提高多表查詢速度，可采用聚集文件；

3.聚集文件將不同關(guān)系表中有關(guān)聯(lián)關(guān)系的記錄存儲(chǔ)在同一磁盤塊內(nèi)，從而減少多表查詢

時(shí)磁盤塊的訪問次數(shù)，提高處理速度；

6.2.4索引文件

是一種利用索引技術(shù)技術(shù)快速文件訪問的文件組織和存取方法；

6.2.4散列文件

是一種利川散列函數(shù)支持快速文件訪問的文件組織和存取方法；

6.3索引技