2017年9月全国计算机等级考试《三级数据库技术》专用教材【考纲分析+考点精讲+真题演练】(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-08-11 02:03:50

点击下载

作者:圣才电子书

出版社:圣才电子书

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

2017年9月全国计算机等级考试《三级数据库技术》专用教材【考纲分析+考点精讲+真题演练】

2017年9月全国计算机等级考试《三级数据库技术》专用教材【考纲分析+考点精讲+真题演练】试读:

第1章 数据库应用系统开发方法

考纲分析

1.数据库应用系统的概念

2.数据库应用系统生命周期。

3.规划分析、需求分析、系统设计、实现数据库、维护数据库。

考点精讲

1.1 数据库应用系统概述

考点1 数据库系统和数据库应用系统的区别

(1)数据库系统(Data Base System,DBS)主要提供应用数据的组织、存储、维护、访问等数据管理功能。(2)数据库应用系统(DataBase Application System,DBAS)不仅为用户提供数据管理功能,还根据具体应用领域业务规则,通过数据库应用程序,实现了更为复杂的数据处理功能。

考点2 数据库应用系统设计与开发的定义

数据库应用系统设计与开发是指根据具体需求,设计数据库模式或结构,并根据业务规则设计数据库应用软件。依据设计结果,在数据库中正确组织和存储应用数据,开发数据库应用程序,选定合适的软硬件环境,按照一定的体系结构将各部分有机组合起来,构成实际可运行的数据库应用系统。

1.2 数据库应用系统生命周期

考点1 软件工程与软件开发方法

(1)瀑布模型

①开发过程

瀑布模型(软件过程模型)把软件开发的全过程定义为六个阶段:项目规划,系统分析,总体设计,详细设计,编码调试与集成测试,运行维护阶段。

a.项目规划

定义开发项目的背景、目标、实现功能、性能指标以及系统需要解决的问题,包括制定合理的项目开发计划。

b.系统分析

通过调研分析全面理解系统需求,并利用需求说明文档叙述项目目标、功能、适用范围、可接受的吞吐率、响应时间,以及数据的安全性、正确性、有效性等要求。

c.总体设计

将前一阶段的需求转换成能够实现的软件框架及系统结构,使得系统各组成结构能够最佳地支持目标系统的功能需求和性能需求。

d.详细设计

将细化总体设计的结果,包括确定每个模块的算法、结合具体的开发环境设计输入/输出的界面等。

e.编码调试与集成测试

用程序设计语言描述每个模块的求解步骤,通过单元测试以后,将它们组装或集成进行集成测试并发现和纠正软件模块中可能存在的问题和缺陷,保证应用系统达到既定目标和使用要求。

f.运行维护

进行系统基本完成后的运维工作。

②建模要求

严格按照模型定义的6个阶段依次进行,且每个阶段工作结束后必须提交阶段工作文档,并经过严格的评审确认后才能开始下一阶段的活动,以此保证阶段工作的有效性、一致性和完备性。

③缺点

瀑布模型的文档驱动、强调阶段工作完备性的指导思想和现实生活中用户的需求是一个不断改进完善的过程是相违背的。(2)快速原型模型

①指导思想

根据基本需求着手构建一个可运行的、反映了基本功能特征的早期目标系统的版本,经过不断改进和完善,最终得到满意的目标系统。

②开发过程

a.快速分析

在获取基本需求的基础上,确定目标系统的功能、界面特点和性能需求,以此编写基本需求说明书。

b.设计构造原型

依据需求说明规范,利用可视化集成开发工具快速构建一个可运行的初始系统。

c.运行原型

通过实际操作理解系统,并发现问题。

d.评价原型

通过审核和评价原型,确认系统存在的问题,提出改进意见,并补充缺失需求和因环境变化、需求变动引发的新的需求。

e.改进原型

根据修改意见和修改方案,重构及修改原型系统。重复阶段c到阶段e,直到系统满足需求,修改迭代结束。(3)螺旋模型

①开发过程

螺旋模型把软件开发的全过程划分为四个阶段,也称为四个象限。

a.项目规划阶段确定系统功能和性能目标,选择可行的实施方案。

b.风险评估阶段识别和评估风险。

c.工程实现阶段通过实施活动将软件需求转化为软件产品。

d.用户评估阶段评价实现结果。

②开发周期

模型周期从项目规划开始到最后评价实现结果,并规划下一个开发阶段。开发过程每经过一个迭代周期,系统就生成一个新版本,迭代活动一直持续到用户对产品完全满意为止。

③优点

将瀑布模型的系统化与快速原型模型的可修改性结合起来,引入了风险评估活动,采用“演化”的概念开发系统,使得开发者和使用者对每个演化层可能的风险有所了解,降低了大型项目实施过程中的不确定性带来的风险。

④缺点

对开发人员评估风险的经验要求较高。(4)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有可修改性、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特征的软件产品。

考点2 DBAS生命周期模型

(1)数据库应用系统

①定义

数据库应用系统是一类典型的面向数据管理和数据处理的复杂软件系统。

②设计开发的要求

在满足实际应用需求的前提下,遵循数据库系统三级模式结构所规定的数据库设计范型,按照软件工程所定义的复杂软件系统开发原则,采取工程化方法,按计划、分步骤地进行。因此,数据库应用系统的设计开发必须有软件过程模型作为指导。(2)生命周期模型

该模型定义了数据库应用系统设计、开发和运行维护的整体框架,规定了设计、开发和运行维护各阶段的主要目标、工作内容和所采用的关键技术。数据库应用系统常用的生命周期模型如图1-1所示。图1-1 数据库应用系统生命周期模型

基本思想如下:

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、实现与部署、运行与维护五个基本活动组成。

②引入快速原型模型和螺旋模型的开发思路,允许渐进、迭代地开发DBAS。通过多次迭代逐步扩展各个原型系统的功能,使之最终满足全部用户需求,形成最终DBAS产品。

③根据DBAS的总体目标和实现功能,按照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,分别设计与实现DBAS中的数据库、数据库事务和应用程序。其中,数据库事务设计和应用软件设计属于数据库应用系统功能设计范畴。

④将DBAS设计阶段细分为概念设计、逻辑设计、物理设计三个步骤,每一步骤的设计内容又涵盖了三条设计主线。

1.3 规划与分析

考点1 概 述

(1)规划与分析的目标

将数据库应用系统作为由计算机硬件、计算机软件和用户组成的复杂人机系统,从项目管理的角度,面向实际应用和用户需求,确定整个数据库应用系统的目标和任务,从技术、操作和经济三方面进行可行性分析,并制定合理的项目开发计划。(2)规划与分析的主要内容

规划与分析的主要工作内容如图1-2所示。图1-2 规划与分析的主要工作内容

考点2 系统规划与定义

(1)定义

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)内容

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。明确为了实现系统总体目标,DBAS应该支持的一系列任务与活动。

③确定系统范围和边界。系统范围和边界定义了DBAS做什么、不做什么、做到什么程度,是DBAS需求分析和系统设计等后续开发步骤的设计依据。

④确定用户视图。用户视图表示了不同DBAS用户的数据访问/处理需求。

考点3 可行性分析

(1)目的

评估判断DBAS开发项目在现有技术和经济条件下是否可行,是否能够达到预期目标,以及为保证项目正常进行需要的各种资源和支撑条件是否达到要求。(2)内容

①经济可行性

a.定义

经济可行性研究是对项目进行成本效益分析,估算项目开发成本,评估项目经济效益、社会效益和利润,在项目成本和收益间进行合理权衡,并分析项目对其产品或利润的影响。

b.DBAS成本的内容

第一,系统软硬件购置费用,如DBMS、计算机、存储设备、网络设备的购置费用。

第二,系统开发费用,如人工费用、材料费用、培训费用等。

第三,系统安装、运行、维护费用等。

②技术可行性

技术可行性研究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,对系统软硬件和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备体系结构及处理能力、存储设备的容量和数据访问速度、网络环境等,提出硬件选型建议。

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和建议、对中间件和开发环境的选型建议、对数据库应用程序开发模式和编程语言的建议等。

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或关键技术。

③操作可行性

操作可行性研究是论证是否具备DBAS开发所需的各类人员资源(项目管理人员、数据库系统分析员、应用编程人员等)、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

开发方案选择的目标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。(3)可行性分析的成果

形成相应的数据库应用系统开发可行性研究报告,并提交给项目管理部门对可行性研究报告进行评审,作为下阶段项目立项和规划的重要依据。

考点4 项目规划

(1)定义

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项目开发计划的过程。(2)内容

①确定项目的目标和范围,根据系统规划与定义的工作内容,具体说明项目的最终产品以及期望的时间、成本和质量目标。

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及所需各种资源。

④制定合理的DBAS项目计划,包括进度、成本、质量等方面的预测和控制方案。(3)成果

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。

1.4 需求分析

考点1 系统需求

(1)定义

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)需求分析的过程

需求分析过程由需求获取、需求分析、需求描述与规范说明、需求验证等步骤组成。最终形成需求规范说明文档,该文档也成为DBAS需求分析规范说明书。(3)分类

①对于一般的软件系统,系统的需求一般被分成功能和非功能需求,非功能性需求一般也可以划分成性能需求与其他需求。

②对于以处理数据为核心的数据库应用系统来说,一般需要将数据需求或信息需求独立出来进行分析。

③对于DBAS来说,在功能层面可以将需求分成与数据处理密切相关的功能需求和业务规则需求,但是这两类需求在有些场合也很难分清,在许多情况下也密切相关;在性能层面也需要对系统的存储、安全、备份与恢复等其他方面的需求进行分析。(4)需求获取

需求获取是DBAS系统分析人员的职责。分析人员可以采用软件工程中的需求获取技术,通过与用户的充分交流,调查清楚用户的实际要求,分析和整理所获取的各类需求信息,与用户和开发人员达成共识,形成文档化的需求描述,在此基础上进行进一步的需求分析。

考点2 数据需求分析

数据需求分析是从对数据进行组织与存储的角度,从用户视图出发,分析与辨识应用领域所管理的各类数据项(Data Items)和数据结构,形成数据字典的主要内容。(1)数据项

数据项是数据的最小组成单位,若干个数据项可以组成一个数据结构。(2)数据字典

①内容

数据字典包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五部分。

②作用

数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流和数据存储的逻辑内容。

考点3 功能需求分析

(1)定义

功能需求分析是指主要针对DBAS应具有的功能进行分析,是DBAS需求分析的核心环节。(2)分类

功能需求分析总体上可以分成数据处理需求分析与业务规则需求分析。

①数据处理需求分析

数据处理需求分析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(Data Flow Diagram,DFD)或DBAS应支持的各种数据处理事务规范。

a.数据流图是一种形式化的数据需求分析技术,利用数据项、数据存储、数据加工和数据流等概念描述对数据的处理。

b.事务规范包括以下几方面的事务描述信息:

第一,事务名称;

第二,事务描述,指对事务功能、性能、完整性约束等方面的描述;

第三,事务所访问的数据项;

第四,事务用户,指启动该事务执行的事件/用户。

c.从系统规划与分析阶段已经确定的各类用户视图出发,针对每个用户视图进行数据及数据处理需求分析,然后汇总各个视图的分析结果得到对系统的完整分析结果。这也是一种多视点、多角度的数据及数据处理分析技术。

d.在某些特殊应用领域开发DBAS时,开发方法和步骤既要遵循DBAS生命周期模型,也要遵守这些应用领域提出的特殊开发准则,采用一些面向领域的特殊开发技术。

数据需求分析与数据处理需求分析的结果组织在一起,可以构成数据字典文档,该文档也常被称为“数据规范说明书”,作为下一步开展系统设计的主要输入文档。

②业务规则需求分析

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较大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。

a.业务规则需求分析涉及系统的外部行为和某些系统内部关键特性。

b.分析对象既可以是与数据管理有关的业务规则,也可以是与数据库完全无关的系统业务。

c.业务规则需求反映了应用程序的功能、性能需求,为后续系统设计阶段的应用程序设计提供了重要依据。

d.业务规则需求分析主要面向系统开发者,分析结果可采用自然语言、UML、某种特定领域相关的(半)形式化机制来描述系统业务的规则、流程和算法原理等。

考点4 性能需求分析

(1)性能需求

①定义

性能需求是指描述系统时应当做到的程度。

②DBAS性能指标

a.数据操作响应时间(数据访问响应时间)

用户向数据库系统提交数据操作清求到操作结果返回给用户的时间。

b.系统吞吐量

系统在单位时间内可以完成的数据库事务或数据查询的数量。系统吞吐量可表示为每秒事务数TPS。

c.允许并发访问的最大用户数

在保证单个用户查询响应时间的前提下,系统最多允许多少用户同时访问数据库。

d.每TPS代价值(Price per TPS)

衡量系统性价比的指标。

③影响DBAS性能的主要因素

a.系统硬件资源;

b.网络通信设备性能;

c.操作系统环境;

d.数据库的逻辑设计和物理设计质量;

e.DBMS的配置和性能;

f.数据库应用程序自身的性能。【真题演练】

DBAS需求分析阶段的性能分析是分析DBAS应具有的性能指标。下列不属于DBAS性能指标的是(  )。[2014年9月真题]

A.数据库空间占用情况

B.数据查询响应时间

C.单位时间内可以完成的查询数量

D.单位时间内可以完成的事务数量【答案】A

考点5 其他需求分析

(1)存储需求分析

①定义

存储需求分析是指估计DBAS系统需要的数据存储量。

②内容

a.初始数据库大小,即DBAS刚投入运行时的数据存储总量。

b.数据库增长速度,即运行过程中DB内数据量增加或减少的变化情况。

③数据存储总量的估算方法

根据数据字典中每个数据项的结构描述信息,估计一组数据项或一个元组需要的总数据项,同时估算数据项或元组的变化速度。根据估算出的数据项或元组的变化速度计算一段时间内的数据项总数或元组总和。将所有数据项或元组所需的估算空间相加,即得到一段时间内所需的数据存储总量。但是计算实际存储空间估算值时还需要考虑其他的存储空间开销。(2)安全性需求分析

安全性需求分析考虑以下几个问题:

①DBAS系统应达到的安全控制级别

根据DBAS应用场所的实际数据安全性要求,按照可信(Trusted)计算机系统评测标准,确定DBAS应达到的安全控制级别。DBAS的整体安全级别取决于DBMS、操作系统和其他系统软件的安全级别间的相互匹配程度。

②各类用户的数据视图和视图访问权限

在实际应用中,根据系统数据安全性需求,规定各类用户允许访问的数据库数据(即用户的数据视图)以及对这些数据的访问权限(如查询、插入、删除、修改等)。

③DBAS应有的口令保护机制或其他安全认证机制

控制用户登录数据库系统时的安全性。(3)备份和恢复需求分析

①定义

备份和恢复需求分析是从数据库系统可靠性和系统故障恢复角度提出的系统需求。

②内容

a.DBAS运行过程中备份数据库的时间和备份周期。

b.所需备份的数据是全部数据库数据(包括应用数据、索引、日志等),还是其中的一部分。

c.备份方式是采用完全备份还是采用差异备份。

1.5 系统设计

考点1 概念设计

(1)数据库概念模型设计

①定义

概念模型设计是依据需求规范说明文档,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的数据库概念模型。

②表示方法

它可用多种方法表示,最常见的是ER方法。(2)系统总体设计

①定义

系统总体设计是从系统规划与分析结果(特别是其中的技术可行性分析内容)和系统需求分析内容出发,确定DBAS软硬件总体框架,作为系统后续设计活动的基础。

②内容

a.DBAS体系结构设计。

b.DBAS系统硬件和软件的选型和配置。

c.应用软件结构设计。将应用软件划分为一系列软件子系统,定义子系统间的信息交互方式,进一步划分各软件子系统的模块结构。

d.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,分析所处理的业务数据和处理方式,明确采用的关键技术和算法等。

e.对系统采用的关键技术进行方案选型和初步设计。

考点2 逻辑设计

(1)数据库逻辑结构设计

数据库逻辑结构设计是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。逻辑结构设计与DBMS采用的数据模型密切相关,但与具体的DBMS系统实现无关。但是在现阶段,数据库逻辑结构设计的主要内容是在ER图的基础上设计数据库关系模式。(2)应用程序概要设计

应用程序概要设计是在应用软件结构设计基础上,将DBAS中的应用软件模块按照逐步求精、信息隐藏和功能细化原则,进一步划分为子模块,组成应用软件的系统-子系统-模块-子模块层次结构,确定各模块的功能和输入/输出数据,设计模块使用的数据结构,定义模块交互的接口关系和交互流程。(3)数据库事务概要设计

事务概要设计的任务是根据需求分析阶段识别出的各种DBAS事务,设计与具体DBMS实现方法无关的事务数据处理流程,明确事务所访问的各关系表,并把事务中对数据库数据的操作用与具体DBMS平台无关的两个元操作read、write抽象表示。【真题演练】

下列属于数据库设计内容的是(  )。[2014年3月真题]

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【答案】B

考点3 物理设计

(1)数据库物理结构设计

①数据和数据库物理结构

数据库中的数据以文件形式存放在外存物理设备上,数据库物理结构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。

②物理结构设计

a.定义

数据库物理结构设计是指在具体的软硬件环境约束下,为数据库的逻辑结构设计符合应用要求的物理结构的过程。

b.目标

设计一个占用空间少、具有较高的数据访问效率和较低的维护代价的数据库存储模式。

c.内容

数据库物理结构设计包括数据库逻辑模式调整、文件组织与存取设计、数据分布设计、安全模式设计、确定系统配置、物理模式评估等环节。(2)数据库事务详细设计

①根据事务概要设计得到的与平台无关的事务流程,采用高级程序设计语言或DBMS提供的事务实现机制,在具体DBMS平台和开发环境下,设计数据库事务。

②事务详细设计需要将概要设计中的read和write元操作替换为DBMS支持的具体数据库访问操作或数据库访问API调用。(3)应用程序详细设计

根据应用程序概要设计中定义的各模块功能和输入/输出数据需求,结合具体的程序设计环境和机制,设计各模块的内部处理流程和算法、数据结构、对外详细接口等。

1.6 实现与部署

DBAS的实现与部署也称为DBAS的实施。

考点1 定 义

DBAS的实现与部署是指数据库应用系统开发人员需要根据DBAS设计结果,建立数据库,编写应用程序,集成DBAS软硬件,组成完整的DBAS。系统经测试和试运行,确定在功能、性能等方面达到设计要求后,交付用户使用。

考点2 内 容

(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。【真题演练】

下列不属于DBAS实施与部属工作的是(  )。[2015年3月真题]

A.数据加载

B.系统部属

C.建立数据库

D.规范化表结构【答案】D

1.7 运行管理与维护

数据库应用系统投入运行标志着系统开发任务的基本完成和系统运行维护工作的开始。

考点1 内 容

(1)系统的运行和维护工作包括数据库应用系统的运行管理以及对数据库本身的运行管理,它主要由数据库管理员DBA负责,有时也需要其他设计及开发人员参与。数据库运行管理所包含的主要工作如图1-3所示。图1-3 DBAS运行管理与维护(2)数据库运行管理与维护的主要工作内容包括日常维护、系统监控与分析、系统性能优化调整、系统进化(升级)等工作。【真题演练】

下列不属于数据库运行维护工作的是(  )。[2013年9月真题]

A.系统监控

B.系统性能优化

C.应用系统重写

D.系统升级【答案】C

考点2 重要性

DBAS的运行管理和维护是其生命周期过程中的一个重要组成部分,为了保证数据库系统的正常运行,对DBAS的管理和维护工作贯穿在DBAS运行过程中。

第2章 需求分析

考纲分析

1.需求分析的概念与意义

2.需求分析方法考点精讲

2.1 需求分析

考点1 需求分析的概念与意义

(1)概念

需求分析工作是通过对需求的调查、了解、观察和分析,采用已证实是有效的技术、方法或工具,对原始资料进行加工整理,得到有关目标系统需要实现的功能及其相互关系等一系列活动的集合。(2)意义

需求分析的目标是以使用者和开发人员都容易理解的文档形式提供一个关于目标系统所完成的全部功能及性能等需求的完整描述,以保证目标系统后续阶段工作的顺利完成,为最终开发出一个满意度高的系统打下基础。(3)难度

①软件功能复杂

用户难以在项目初期就详尽地表述清楚目标系统的全部功能。

②需求的可变性

用户在项目初期往往对项目的完整需求不明确。

③软件产品的不可见性

不可见性是指软件的功能性能指标是在一定的硬件环境中通过操作运行体现,因此用户通常只能在软件产品的投入使用过程中才能进一步发现还需要实现某种功能。(4)任务

①分析当前系统的业务流程,包括系统的体系结构,各职能部门完成的主要任务,各职能部门之间的关系及其交流的信息。

②分析现行系统存在的问题,包括亟待解决的问题。

③在对现行系统充分分析的基础上确定待开发系统的目标、实现的功能及接口、待开发系统对性能和安全性等方面的要求。(5)结果表示

①通常以模型形式表示,并把描述系统功能的这类模型称为功能模型。

②需要编写需求规格说明书对待开发系统的目标、功能、约束、开发技术和数据库管理系统的选型等给出书面详尽的说明。(6)要求

需求描述要准确、清楚、一致,不存在任何不完全、含混或者二义性的描述。(7)参与者

通常需求分析工作是在系统分析人员与用户不断交互的过程中完成的。

考点2 需求获取的方法

(1)面谈

面谈是获取需求最基本的方法。系统分析员需要在面谈前准备好相关问题,然后深入到部门,找到相关的业务人员面谈,获取业务流程、各流程之间的关系和用户对系统的期望及要求等细节信息。(2)实地观察

在实际观察过程中,分析人员要注意考虑到处理效率的问题,分析和考察原有业务流程和操作过程的合理性。(3)问卷调查

建模人员把需要了解和调查的内容编制成表格交给用户填写,从用户返回的结果中获取对提出的问题较为准确且详细的回答。但是问卷形式缺乏交互性,对调查表的问题和格式的设计要求较高。(4)查阅资料

建模人员需要注意收集和查阅相关的文献资料。

考点3 需求分析过程

(1)标识问题

①定义

标识问题是指通过对问题的识别和标识获得对所求解问题及其运行环境进行全面细致的分析和理解。

②内容

a.理解现行系统的业务流程、现行流程存在的问题及需要改进的方面。

b.确定系统的人机界面,即手工处理和计算机处理相衔接的部分。系统分析员要清楚地界定计算机不能承担的工作,并向用户说明理由且描述清楚计算机不能承担部分的人机接口的实现方法。

c.在问题识别过程中对原始数据建立模型,记录用户需求和梳理问题,同时可以帮助系统分析员发现需求中的不一致性,排除不合理的部分。(2)建立需求模型

借助模型或者抽象方法,把复杂的事物简化,便于系统分析员及建模人员认识和分析复杂的事物,有利于理解需求、梳理需求。(3)描述需求

①需求描述的类型

需求描述包括对应用信息系统或软件项目的功能性需求和非功能性需求的描述。

a.功能性需求即常说的数据处理要求。通常,应用信息系统或软件所有功能模块描述的集合就是系统的功能需求。

b.非功能性需求的描述通常指信息系统或软件项目对实际运行环境的要求。非功能性需求不仅与软件开发周期各阶段的工作有关,还与系统软硬件环境、软件系统的容错性、软件的质量和分布式应用环境下系统之间的互操作性等因素有关。

②定义

需求描述精确地定义和说明了系统做什么以及交付的目标产品的约束条件,为软件生命周期中后续的活动提供了工作的依据和蓝图,是项目开发方和使用者或用户方的一个约定,也是项目后期审核和验收的依据。

③内容

需求描述主要由需求模型(系统功能模型)和软件需求说明书组成。

a.系统功能模型,通常采用一些流行的建模方法如DFD等构建;

b.软件需求说明书,侧重文字说明,主要内容包括以下六个方面:

第一,需求概述

概要描述软件项目的研发背景及意义,现行系统的运行、管理及经营的方式、特点及状况、存在的问题和亟待解决的问题等,是对目标系统的总体描述。

第二,功能需求

详细描述系统的总体结构及功能,系统覆盖的功能范围。

第三,信息需求

完整描述系统涉及的信息范围、数据的属性特征、数据之间的关系及约束。

第四,性能需求

对系统的性能要求。

第五,环境要求

对系统运行环境的要求。

第六,其他需求

需求描述中还应该包含对目标系统检测或验收方面的要求。

④需求分析要解决的问题

a.系统的主要功能;

b.需求是否为全部需求;

c.确保需求的正确性;

d.确保需求的可行性和可操作性;

e.需求是否都是客户需要的;

f.消除重复或不完整甚至是模糊的需求。

⑤需求分析的结果

形成需求分析文档,为软件生命周期后续阶段工作提供依据。(4)确认需求

①目的

进一步检查确信需求说明书中不包含任何不一致和含糊的内容,进一步证实需求说明书描述的内容是客户所期望和需要的。

②参与人员

需求的确认和评审工作由评审组或评审委员会完成。评审委员会的成员由项目负责人聘请的专家、分析人员、相关人员及用户组成。评审过程也将使得用户和设计人员对需求有进一步的理解、沟通且达成一致。

③评审内容

a.功能需求

审查需求模型所描述的内容是否与需求说明书中说明的相关内容一致,需求说明中描述的对待开发系统的功能要求是否满足使用要求,处理功能之间的关系及交换信息的方式是否合理。

b.数据需求

审查数据需求是否满足需求。

c.性能

审查系统的性能是否满足需求。

d.数据管理

根据系统存储和管理的关系表、记录规模和可预见的增长量,审查需求分析及相关描述是否合理,是否满足数据存储和管理的要求。

e.其他需求

审查安全性、可操作性,可维护性、可扩充性,以及运行环境等方面的分析、设想及软硬件方面的选型是否合理且满足需求。【真题演练】

下列不属于需求建模内容的是(  )。[2014年9月真题]

A.分析与描述目标系统需要完成的功能

B.分析与描述每项功能活动需要的输入数据、业务规则和输出数据

C.分析与描述目标系统涉及的数据范围、数据属性及数据之间的联系

D.分析与描述目标系统的总体结构、功能活动及各活动间的联系【答案】C

2.2 需求分析方法

考点1 需求分析方法概述

目前在信息系统的需求分析中广为使用的结构化分析与功能建模方法主要有DFD、IDEFO等。(1)结构化分析方法的基本特征

①抽象

抽象是一种手段,用抽象方法把一个个具体事物或问题的非主要方面剔除,从而把握住事物的内部规律或本质。

②分解

采用自顶向下逐步求精的方法对复杂的事物和问题进行分解,对分解后的简单问题进行分析和求解,这些解的集合就是解空间。(2)结构化分析及建模方法的主要优点

①不过早陷入具体的细节;

②从整体或宏观入手分析问题,如业务系统的总体结构、系统及子系统的关系;

③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;

④图形化建模方法方便系统分析员理解和描述系统;

⑤模型对象不涉及太多技术术语,便于用户理解模型。

考点2 DFD需求建模方法

(1)定义

DFD建模方法(过程建模和功能建模方法)从应用系统的数据流着手以图形方式刻画和表示一个具体业务系统中的数据处理过程和数据流,其核心是数据流。(2)DFD方法的基本元素(模型对象)

①数据流(Data Flow)

数据流用一个箭头描述数据的流向,箭头上标注的内容可以是信息说明或数据项。

②处理(Process)

表示对数据进行的加工和变换,在图中用矩形框表示。指向处理的数据流为该处理的输入数据,离开处理的数据流为该处理的输出数据。

③数据存储

表示用数据库形式(或文件形式)存储的数据,对其进行的存取分别以指向或离开数据存储的箭头表示。

④外部项(也称数据源或数据终点)

描述系统数据的提供者或数据的使用者,在图中用圆角框或平行四边形框表示。

DFD建模方法使用的基本元素和符号如图2-1所示。图2-1 DFD方法的基本元素(3)DFD图

DFD图采用自顶向下逐步细化的结构化分析方法表示目标系统,以应用信息系统或软件项目的功能为中心进行抽象和分解,以数据流的变换来分析和考察数据对企业及组织中各类业务活动的影响(层次结构如图2-2所示)。然后,再对每个功能活动进行分解,直到每项功能活动都是具体的、可操作的、用一个程序模块可以实现其功能为止。图2-2 DFD层次结构图(4)DFD建模过程

①明确目标,确定系统范围

明确目标系统的功能需求,并将用户对目标系统的功能需求完整、准确、一致地描述出来,然后确定模型要描述的问题域。

②建立顶层DFD图

根据系统目标抽象出目标系统将要实现的主要功能,并根据抽象出的主要功能命名顶层DFD图中的处理,然后画出完成这些功能需求的输入数据、产生的结果以及数据的提供者和使用者。顶层DFD图是进一步分解的基础。

③构建第一层DFD分解图

根据应用系统的逻辑功能,把顶层DFD图中的处理分解成多个更细化的处理。

④开发DFD层次结构图

对第一层DFD分解图中的每个处理框(矩形或圆角框)进行进一步分解,在分解图中要列出所有的处理及其相关的信息,并要注意分解图中的处理与信息必须包括父图中的全部内容。

分解原则:

a.保持均匀的模型深度

可避免较高层次的变化影响较低层次,从而造成可能的重复工作。同时可较早查出错误及遗漏。

b.按困难程度进行选择

标准如下:

第一,从其中最不熟悉及最不清楚的处理开始分解。

第二,选择某一处理框分解,该处理框的分解将产生更多的关于其他处理框的信息。

c.重新分解的条件

若一个处理难以确切命名,可以考虑对它进行重新分解。

⑤检查确认DFD图

为保证构建的DFD模型(图)是正确一致且满足要求的,检查标准如下:

a.父图中描述过的数据流必须要在相应的子图中出现;

b.一个处理至少有一个输入流和一个输出流;

c.一个存储必定有流入的数据流和流出的数据流;

d.一个数据流至少有一端是处理框;

e.模型图中表达和描述的信息是全面的、完整的、正确的和一致的。【真题演练】

下列不属于DFD方法基本元素的是(  )。[2014年3月真题]

A.数据流

B.数据处理

C.数据存储

D.数据结构【答案】D

考点3 其他需求建模方法

除了DFD方法以外,还可以用IDEFO、UML的用例模型等建立系统的功能模型。(1)IDEFO方法简介

①产生与发展

a.IDEF是ICAM DEFinition Method的缩写,因1981年在美国空军公布的ICAM工程中被命名为“IDEF”而得名。

b.此方法最初由IDEFO、IDEFl和 IDEF2三部分组成,IDEFO描述系统功能及相互关系,IDEFl描述系统信息及其数据之间的联系,IDEF2用于系统模拟,建立动态模型。

c.该方法现已发展成为一个系列,包括IDEF3过程描述及获取方法、IDEF4面向对象设计方法、IDEF5本体论获取方法、IDEF6设计原理获取方法、IDEF7信息系统审定方法、IDEF8用户接口建模方法等。

②基本元素

组成IDEFO图的基本元素是矩形框和箭头,如图2-3所示。图2-3 矩形框与箭头语法和其实例

a.矩形框

矩形框代表功能活动,写在矩形框内的动词短语描述功能活动的名称,活动的编号按照要求写在矩形框右下角指定的位置。

b.箭头

第一,输入箭头表示完成活动需要的数据;控制箭头描述了影响这个活动执行的事件或约束条件;输出箭头说明由活动产生的结果及信息;机制箭头表示实施该活动的物理手段或完成活动需要的资源(计算机系统、人或组织)。

第二,输入与控制的作用是有区别的,输入强调被活动消耗或变换的内容,而控制强调对活动的约束条件。

第三,每个箭头所表示的数据用一个名词短语描述,数据可以是信息或对象。

③IDEFO模型的组成

IDEFO模型由一组图形组成,这些图形组成了一个由父到子的层次结构图,如图2-4所示。它把一个复杂事物按自顶向下逐步细化的方式分解成多个简单的事物或组成部分。

a.当一个功能活动被分解成几个子功能活动时,用箭头表示各子功能活动之间的接口。每个子功能活动的名字加上带标记的接口确定了一个范围,规定了子功能活动细节的内容。

b.子功能活动必须忠实地描述父功能活动的细节,以既不增加也不减少的方式反映各自父功能活动所包含的信息。图2-4 IDEFO层次结构图

④基本思想

IDEFO的基本思想是结构化分析,强调自顶向下有控制地逐步地展开细节,精准全面地描述系统,通过建模过程与模型来理解系统。

⑤特点及应用

IDEFO方法具有模型元素单一、语义丰富、容易理解、更易于从全局角度分析考察问题等特点,因此被广泛地应用于一些大型复杂系统的分析设计中。(2)UML用例模型简介

①建模思想

UML方法采用面向对象思想建模,其中的用例模型用于描述系统功能需求。

②用例模型

UML的用例模型由用例图组成,用例图由系统、角色和用例三种模型元素及其之间的关系构成。【真题演练】

下列不属于信息系统需求分析常用建模方法的是(  )。[2015年3月真题]

A.ER

B.DEFO

C.DFD

D.LML【答案】A

考点4 DFD与IDEFO比较

(1)共同点

DFD与IDEFO方法的基础都是结构化分析思想,强调用自顶向下逐步求精的方法对现实世界建模,由粗到细,由表及里地逐步细化,逐步涉及问题的具体细节。(2)不同点

①从表达含义上看,DFD图和IDEFO图都是用箭头代表数据流,但是在DFD图中箭头强调流或者顺序,IDEFO图中箭头强调数据约束。

②从表达形式上看,DFD图和IDEFO图都是用箭头和处理来表达一个企业或组织的业务流程,但IDEFO图中的箭头不仅能够表示出数据流,还可以表示出控制流和说明处理或活动实施方式的一些约束。

③从模型元素的组成上看,DFD模型由四种元素组成:外部项(数据源及终点)、数据流、数据存储和处理,而IDEFO模型元素的组成只有两种元素:箭头和活动,对箭头和活动的说明可以写入专门的文档而不必表示在图中。这使得IDEFO模型结构清楚,容易理解,更适合于大型复杂系统的需求建模。

第3章 数据库结构设计

考纲分析

1.数据库概念设计

2.数据库逻辑设计

3.数据库物理设计考点精讲

3.1 数据库概念设计

考点1 概念设计的任务

(1)概念设计的任务

数据库概念设计的主要任务是理解和获取应用领域中的数据需求,分析、抽取、描述和表示清楚目标系统需要存储和管理什么数据,这些数据具有什么样的属性特征及组成格式。数据之间存在什么样的依赖关系。(2)概念设计的目标

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(数据库模式)。同时也便于为用户理解。【真题演练】

下列不属于概念设计目标的是(  )。[2014年9月真题]

A.定义和描述应用领域涉及的数据范围

B.描述清楚数据的属性特征

C.定义和描述数据的约束

D.确定数据的结构【答案】D

考点2 概念设计的依据及过程

(1)概念设计的依据

①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);

②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等。

通过对这些文档的分析和理解,从中抽象出数据的结构、语义、数据之间的相互联系及数据满足的约束条件,从而构造信息模型,编写数据库概念设计说明书。(2)概念设计的过程

①明确建模目标

确定模型覆盖的问题范围和目标说明,将两者结合起来定义的建模目标有助于建模人员标识所关心的数据。

②定义实体集

a.通过需求分析阶段得到的功能模型DFD图、需求说明书以及需求分析阶段收集到的原始单据、统计报表、表格等来标识和定义应用领域中的实体集。

b.通常采用自底向上的方式,从一个局部或子系统入手,标识和定义实体集。对于复杂的数据库应用系统可分别画出子系统的ER图,然后将各局部ER图集成整合成应用系统总体的信息模型。

c.定义实体集的方法是分类标识、概括命名。

第一,将应用域收集到的原始数据进行分类,即按照具有相同属性特征原则归类;

第二,依次列出每个实体集的名称。

d.对于一些复杂问题或应用域,也可以通过分类标识原材料中所有名词的方法标识和定义实体集,但不是所有名词都可作为实体集名词。实体集名词具有下列特征:

第一,能够被描述或说明;

第二,有多个同类的实例;

第三,每个实例可以被标识和区分。

③定义联系

a.联系用于描述实体集之间的关联关系,而联系的实例表示一个联系中的两个实例之间有意义的关联或连接。

b.标识实体集之间关系的简单方法是建立联系矩阵,联系矩阵由一个二维数组表示。将前阶段定义的实体集沿水平轴和垂直轴两个方向列出,依次分析两个实体集之间可能的联系。如果两个实体集之间存在联系,则在它们的交叉点上写上×,不存在联系则用空格标注。

c.间接联系不需要标注。

d.在标识联系之后进行定义联系,主要包括:表示依赖、命名联系及关于联系的说明。

e.根据联系矩阵,从两个方向进一步检验实体集之间存在的依赖关系,以确定实体集之间联系的基数。

f.确定了实体集之间的联系之后,给联系命名。要求定义的联系名的动词或者动词短语必须是具体的、简明的和有意义的。

④建立信息模型

根据前阶段标识定义的联系基数,选择一种建模方法,从局部或子系统入手,先建立局部信息模型,然后再综合成为总体信息模型。

⑤确定实体集属性

a.属性被用来描述一个实体集的特征或性质;

b.为了使模型更简明,实体集的属性可以不画在模型图中,而通过实体集—属性列表的形式将它们附在模型后面;或者在数据库的逻辑设计阶段给出。

⑥对信息模型进行集成与优化

在局部数据建模的基础上,进行模型的集成、汇总与优化,保证构造的概念数据模型是正确的、一致的和满足数据需求的。【真题演练】

下列关于数据库概念设计的说法中,错误的是(  )。[2014年3月真题]

A.抽象实体集时需将具有相同属性特征的事物归为一类,并对分类进行概括和命名

B.确定描述每个实体集特征的属性,并为属性命名

C.确定各实体之间的联系,但不需要确定联系具有的属性

D.确定联系的种类【答案】C

考点3 数据建模方法

(1)概述

数据建模工具的出现使得建模人员表示数据结构的方式产生了变革。自Peter Chen之后人们又陆续推出了其他的数据建模方法,例如IDEFIX、UML中的类图等。这些数据建模方法的共同特点是:

①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。(2)ER建模方法

①定义

实体联系(Entity Relationship,ER)方法是一种面向数据存储需求建模,将现实世界中需要处理的数据抽象组织成某种不依赖于具体的计算机系统,仅从存储需求描述数据的属性特征及数据之间的关系的信息结构。

②与ER模型有关的几个概念

a.实体或实例(Instance)

实体指客观存在并可相互区分的事物(也称为实体集实例或实例),可以是一个具体的人或物,也可以是抽象的事件或概念。

b.实体集

实体集表示具有相同的属性或特征的事物的抽象集合,这些事物必须具有相同的属性或特征。例如,学生实体集指全部学生的集合。这个集合中的一个元素就是这个实体集的一个实例(Instance)。

c.属性

属性用于描述一个实体集的性质和特征。

d.域

每个属性的取值范围称为域。

e.码

实体集中能唯一标识每一个实例的属性或属性组称为该实体集的码。

f.联系

联系描述现实世界中实物之间的关系。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书


相关推荐

最新文章


© 2020 txtepub下载