数据库技术 计算机三级

helei 2021-7-6 965 7/6
第一章 数据库应用系统开发方法

(1)软件开发方法:瀑布模型、快速原型模型、螺旋模型

(2)生命周期:项目规划、需求分析、系统设计、实现与部署、运行与维护

(3)规划与分析

    系统分析与定义:任务描述、确定任务目标、确定系统范围和边界、确定用户视图

    可行性分析:经济可行性、技术可行性、操作可行性、开发方案选择

    项目规划

(4)需求分析

    数据需求分析

    功能需求分析:数据处理需求分析、业务规划需求分析

    性能需求分析:响应时间、系统吞吐量、并发、

    其他需求分析:储存需求、安全需求、备份和恢复需求

(5)系统设计

    概念设计:数据库概念模型设计、系统总体设计

    逻辑设计:数据库逻辑结构设计、应用程序概要设计、数据库事务设计

    物理设计:数据库物理结构设计、数据库事务详情设计、应用程序详细设计

(6)实现与部署:建立数据库结构、数据加载、事务和应用程序的编码及测试、系统集成测试与试运行、系统部署

(7)运行管理与维护:日常维护、系统监控与分析、系统性能优化调整、系统进化等工作

第二章 需求分析

(1)需求分析

    需求分析的概念与意义:需要开发系统的用途和功能

    需求获取的方法:面谈、实地观察、问卷调查、查阅资料

    需求分析的过程:标识问题、建立需求模型、描述需求、确认需求

(2)需求分析方法

    需求分析方法概述:DFD、IDEFO、UML

    DFD需求建模方法:

    1.DFD方法的基本元素:数据流、处理、数据储存、外部项

    2.DFD图

    3.DFD建模过程:明确目标确定系统范围、建立顶层DFD图、构建第一层的DFD分解图、开发DFD层次结构图

    其他需求建模方法:

    1.IDEFO:组成的基本元素是矩形框和箭头;矩形框代表功能活动;左边输入箭头表示完成功能活动所需要的数据;上方剪头表示影响活动执行的事件或者约束条件;右边剪头表示活动产生的结果;下方箭头表示实施该活动的物理手段或者完成活动所需要的资源;

    2.UML(统一建模语言):采用面向对象思想建模,由用例图组成,用例图由系统、角色、用例三种元素之间的关系构成;

(3)DFD与IDEFO比较:都有箭头,都用箭头代表数据流,IDEFO箭头强调数据约束,DFD强调顺序的;元素组成不同;

第三章 数据库结构设计

(1)概念设计的任务

    定义和描述应用领域涉及的数据范围

    获取应用领域和问题域的信息模型

    描述清楚数据的属性特征

    描述清楚数据之间的关系

    定义和描述数据的约束

    说明数据的安全性要求

    支持用户的各种数据处理需求

    保证信息模型方便的转换成数据库的逻辑结构(数据库模式),同时也便于用户理解

(2)概念设计的依据

    数据库概念设计的依据是需求分析阶段的文档,包括需求说明书、功能模型(数据流程图或idefo图)以及在需求分析阶段收集到的应用领域或问题域中的各类报表。

    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,也是数据库用户确认数据需求的依据。

(3)概念设计的过程

    明确建模目标、定义实体集、定义联系、建立信息模型、确定实体集属性、对信息模型进行集成与优化

(4)建模方法共同点  

    能够真实客观的描述现实世界中的数据及数据之间的关系

    组成模型的概念少、语义清楚、容易理解

    不同概念的语义不重叠,概念无多义性

    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)ER建模方法:面向数据储存需求建模将现实世界中需要处理的数据抽象 组织成某种信息结构。

    实体实例

    实体集

    属性

    码:实体集中能唯一标识每一个实例的属性或属性租称为该实体集的码

    联系:一对一,一对多,多对多     

(6)IDEF1X建模方法

    实体集:从属实体集(圆角矩形框表示)、独立实体集(矩形框表示)

    联系:标定形联系、非标定型联系、分类联系、非确定联系

(7)数据库逻辑设计

    数据库逻辑设计的任务是把数据库概念设计的结果(ER模型),转换为具体的数据库系统支持的数据模型。

(8)数据库物理设计

    数据库物理设计的目的是将数据的逻辑描述转换为实现技术规范,其目标是设计数据储存方案,以便提供足够好的性能并确保数据库数据的完整性、完全性、可恢复性。

(9)数据库的物理结构需要解决的问题

    文件的组织

    文件的结构

    文件的存取

    索引技术

(10)索引技术

    索引技术是一种快速数据访问技术,他将一个文件的每个记录在某个某个或某些域(或称为属性)上的取值与记录的物理地址直接联系起来,提供了一种根据记录域的取值快速访问文件记录的机制。

    索引就是建立记录域取值与记录的物理地址间的映射关系。

(11)索引技术分类:有序索引、散列索引

(12)有序索引(索引文件机制):利用索引文件实现记录域取值到记录物理地址间的映射关系

    聚集索引和非聚集索引

    稠密索引和稀疏索引

    主索引和辅索引

    唯一索引

    单层索引和多层索引

(13)散列索引技术(hash索引机制):利用散列函数实现记录域取值到记录物理地址间的映射关系。

(14)数据库物理设计内容

    数据库逻辑模式描述

    文件组织与存取设计

    数据分布设计

    确定系统配置

    物理模式评估

(15)数据库逻辑模式描述

(16)文件组织与存取设计

(17)数据库分布设计

(18)确定系统配置

(19)物理模式评估

第四章 数据库应用系统功能设计与实施

(1)软件体系结构{构件,连接件,约束}

    构件是组成系统的具有一定独立功能的不同粒度的程序模块、独立程序、或软件子系统,是组成个软件的系统元素;

    连接件将不同的构件连接起来,表示了构件间的相互作用;

    约束一般为对象连接时的规则,或指明了连接条件;

(2)软件设计过程

    软件开发由设计、实施和测试三个环节;设计又分位概要设计和详细设计

(3)DBAS总体设计

    从广义上划分。DBAS设计包括结构设计、过程设计和数据设计三个方面

    dbas总体设计的任务包括:DBSA体系结构设计、DBAS软件总体设计、软硬件选型与配置设计、业务规则初步设计

(4)DBAS体系结构设计

    客户/服务器(C/S)体系结构

    浏览器/服务器(B/S)结构

(5)DBAS软件总体设计

    包括操作系统、数据库管理系统、开发环境、中间件和应用软件(数据库事务和应用程序)

(6)硬件选型与配置设计

    网络及网络设备选型

    数据储存设备及备份方案制定

    应用服务器、WEB服务器选型

    确定系统终端软件环境

    确定软件平台及开发语言、工具

    系统中间件及第三方软件选型

    数据规模

    系统性能

    安全可靠性

    用户需求

    项目预算情况

(7)业务规则初步设计

(8)DBAS功能概要设计主要目标是产生软件总体结构、软件功能模块; DBAS系统从功能角度划分为表示层、业务逻辑层、数据访问层、数据持久层

(9)表示层概要设计主要目的是:进行人机界面设计

(10)业务逻辑层概要设计的主要任务是:梳理DBAS的各项业务活动,将其表示为各种系统构件(如类、模块、组件等)

(12)数据访问层概要设计的任务:针对DBAS的数据处理需求设计用于操作数据库的各类事务

(13)表示层详细设计:采用原型迭代法

(14)原型迭代法由初步设计、用户界面细节设计、原型设计与改进

(15)业务逻辑层详细设计:设计各模块的内部处理流程和算法、具体数据结构、对外详细接口,是对概要设计的细化

应用系统安全架构设计

(16)数据库安全设计主要包括:安全性保护、完整性保护、并发控制、数据库的备份与恢复、数据加密传输

(17)数据库安全性保护的主要方式:用户身份鉴别、权限控制、视图机制

(18)数据库完整性保护:正确性、一致性、相容性

(19)数据库并发控制:排他锁(x)、共享锁(s)

(20)数据库的备份与恢复:双机热备、数据转储、数据加密存储

(21)数据加密传输:数字安全证书、对称密钥加密、数字签名、数字信封

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

(22)制度安全设计

(23)DBAS实施:创建数据库、数据装载、编写与调试应用程序、数据库系统试运行(功能测试、性能测试)

第五章 UML与数据库应用系统

    UML(unified modeling language)融合了booch、omt、oose方法中的基本概念    

    UML由语义和表示法两部分组成,表示法定义了UML的可视化标准表示符号,语义定义在一个四层建模概念框架中

    1.元元模型层,组成了UML最基本元素"事物"

    2.元模型:包括面向对象和面相组件的概念

    3.模型层:组成了UML的模型,每个概念都是元模型层的一个实例,通常叫做类模型或者类型模型

    4.用户模型层:所有元素都是UML模型的实例,通常叫做对象模型或者实例模型

(1)UML包含五种视图:结构视图、实现视图、行为视图、环境视图、用例视图

(2)UML对业务流程支持的图形主要是『活动图』,活动图主要目的是陈述活动与活动之间的流程控制的转移,主要用于描述系统、用例和程序模块种逻辑流程的先后执行次序,并行次序

(3)用例图

(5)

第八章 数据库后台编程技术

(1)存储过程

    概念:储存在数据库中供所有用户调用的子程序

    好处:允许模块化程序设计、改善性能、减少网络流量、增强应用程序的安全性

(2)创建存储过程create procedure 

(3)执行存储过程execute @return name @parameter

(4)drop procedure(proc)name

(5)用户自定义函数:sqlserver支持两类用户定义函数(标量函数和表值函数),标量函数返回单个数据,表值函数返回一个表

(6)定义标量函数例:create function 函数名称 (@参数 参数类型,@参数 参数类型....)returns 返回数据类型 begin sql语句 return(返回数据)end

(7)调用标量函数 select xxx

(8)创建表值函数 create function 函数名称 (@参数 参数类型,@参数 参数类型....)returns 返回表 as return(sql)

    内联表值函数

    多语句表值函数

(9)select * from function

(10)删除自定义函数 drop function name

(11)触发器:一种特殊的存储过程,特殊性在于他不需要由用户来直接调用,而是在用户对表中数据update、delete、insert时自动触发

(12)触发器适用场景:完成比check约束更加复杂的数据约束、为保证数据库性能而维护的非规范化数据、可实现复杂的商业规则、评估数据修改前后的表状态,并根据其差异采取对策

(13)sqlserver支持三中触发器DML(insert、delete、update)、DDL(create、alter、drop)、和登录触发器

(14)创建触发器 create trigger xxx on 表或者视图 for|alter(后触发型触发器)|instead of(前触发型触发器)

(15)删除触发器 drop trigger 

(16)游标:对数据集中的每一行或者部分行进行操作

(17)游标的组成:游标结果集、游标当前行指针

(18)游标的特点:允许定位结果集中的特定行、允许从结果集的当前位置检索一行或者多行、允许对结果集中的当前位置进行修改、提供不同级别的可见性支持

(19)声明游标 declare ,打开游标open xxx,提取数据fetch from xxx,关闭游标close xxx,释放游标deallocate xxx

(20)游标示例:参考数据库三级170页

第十章  数据库运行维护与优化

    1.数据库维护基本工作

        1.1 数据库的转储与恢复

        1.2数据库的安全性完整性控制

        1.3检测并改善数据库的性能

        1.4数据库的重组和重构

    2.运行状态监控与分析

        2.1 自动监控机制

        2.2 手动监控机制

        2.3 对数据库架构体系的监控

        2.4 对数据库性能的监控

    3.数据库储存空间管理:对空间的管理主要包括创建数据库空间,更改空间大小,删除空间,修改空间状态,新建、移动、关联数据文件等

    4.数据库性能优化:数据库性能优化一般从数据库运行环境、数据可参数调整、模式调整、数据库储存优化及查询优化几个方面考虑

        4.1 数据库运行环境与参数调整:外部环境调整(CPU/网络)、调整内存分配、调整磁盘I/O、调整竞争

        4.2 模式调整与优化:增加派生性冗余列、增加冗余列、重新组表、分割表、新增汇总表

        4.3 储存优化:物化视图、聚集

        4.4 查询优化:合理使用索引、避免或简化排序、消除对大型表数据的顺序存取、避免复杂的正则表达式、使用临时表加速查询、用排序来取代非顺序磁盘存取、不充分的连接条件、存储过程、不要使用游标、事务处理

        4.5 sqlserver 性能工具:sql Server profiler 和数据库引擎优化顾问

第十一章  故障管理

    1.故障管理概述:数据库系统主要存在四类故障--事务内部故障、系统故障、介质故障以及计算机病毒故障

        1.2 数据库恢复技术:建立冗余数据(数据备份、登记日志文件、数据库复制、数据库镜像)、利用冗余数据恢复

    2.数据转储(数据备份):定期复制数据并将复制得到的数据存放到其他介质的过程

        2.1 静态转储和动态转储

        2.2 数据转储机制:完全转储、增量转储、差量转储 

        2.3 多重转储方法结合使用

    3.日志文件

        3.1 记录事务的修改操作,进行事务故障恢复和系统故障恢复

        3.2 日志文件的格式与内容:以记录为单位的日志文件、以数据块为单位的日志文件

        3.3 登记日志文件的原则:登记的次序严格按并行事务执行的时间次序、必须先写日志文件后写数据库

        3.4 检查点

            3.4.1检查点的作用:最大限度地减少了数据库完全恢复时所必须执行的日志部分

            3.4.2 检查点的引入

        3.4.3 基于检查点的恢复步骤

    4.硬件容错方案

    4.2 磁盘保护技术:RAID冗余技术(镜像冗余、校验冗余)

    4.3 服务器容错技术:active/standby

    4.4 数据库镜像与数据库容灾:双机互备援模式、双机热备份模式

第十二章。备份与恢复数据库
第十三章 大规模数据库架构    

    1.分布式数据库

第十四章 数据仓库与数据挖掘
- THE END -

helei

9月01日22:40

最后修改:2021年9月1日
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