作者：圣才电子书
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2017年9月全国计算机等级考试《三级数据库技术》复习全书【核心讲义＋历年真题详解】试读：
第一部分 备考指南
第1章 考试概述
一、考试简介
全国计算机等级考试（National Computer Rank Examination，简称NCRE），是经原国家教育委员会（现教育部）批准，由教育部考试中心主办，面向社会，用于考查应试人员计算机应用知识与技能的全国性计算机水平考试体系。
计算机技术的应用在我国各个领域发展迅速，为了适应知识经济和信息社会发展的需要，操作和应用计算机已成为人们必须掌握的一种基本技能。许多单位、部门已把掌握一定的计算机知识和应用技能作为人员聘用、职务晋升、职称评定、上岗资格的重要依据之一。鉴于社会的客观需求，经原国家教委批准，原国家教委考试中心于1994年面向社会推出了NCRE，其目的在于以考促学，向社会推广和普及计算机知识，也为用人部门录用和考核工作人员提供一个统一、客观、公正的标准。
二、考试科目级科目代考试时考核课程科目名称别码间代码计算机基础及WPS 1490分钟114Office应用一计算机基础及MS Office1511590分钟级应用计算机基础及Photoshop1611690分钟应用120分C语言程序设计24201、224钟二级120分VB语言程序设计26201、226钟120分VFP数据库程序设计27201、227钟120分Java语言程序设计28201、228钟120分29201、229Access数据库程序设计钟120分61201、261C++语言程序设计钟120分MySQL数据库程序设计63201、263钟120分Web程序设计64201、264钟120分MS Office高级应用65201、265钟120分网络技术35335钟120分36336数据库技术钟三120分37337软件测试技术级钟120分信息安全技术38338钟120分嵌入式系统开发技术39339钟网络工程师4190分钟401、403数据库工程师4290分钟404、405四级软件测试工程师4390分钟401、40544401、403信息安全工程师90分钟嵌入式系统开发工程师4590分钟401、402
说明:
同次考试考生可报考多个级别或科目，但不允许重复报考同一个科目，具体要求请想所在省级承办机构进行咨询。
报考多个科目时需咨询考点，避免考场安排时冲突。如：考生同时报考了二级C、三级网络技术、四级网络工程师三个科目，结果通过了三级网络技术、四级网络工程师考试，但没有通过二级C考试，将不颁发任何证书，三级网络技术、四级网络工程师两个科目成绩，自考试结束之日起可保留半年（按月计算）。下一次考试考生报考二级C并通过，将一次获得三个级别的证书；若没有通过二级C，将不能获得任何证书。同时，三级网络技术、四级网络工程师两个科目成绩自动失效。
三、报考条件
1．考生不受年龄、职业、学历等背景的限制，任何人均可根据自己学习和使用计算机的实际情况，选考不同等级的考试。考生一次只能报考一个科目的考试。考生一次考试只能在一个考点报名。考生可以不参加考前培训，直接报名参加考试。
2．每次考试报名的具体时间由各省（自治区、直辖市）级承办机构规定。考生按照有关规定到就近考点报名。上次考试的笔试和上机考试仅其中一项成绩合格的，下次考试报名时应出具上次考试成绩单，成绩合格项可以免考，只参加未通过项的考试。
3．特殊人员报考条件：
现役军人可使用军官证报考NCRE考试，在其军官证号码前后各加入识别码，此办法也适用于没有身份证的未成年人，识别码的编码有统一格式，前6位后4位。国务院和中央军事委员会联合下发的510号令，已经公布《现役军人和人民武装**居民身份证申领发放办法》，该办法自2008年1月1日起实施，现役军人可以通过团以上单位集中向地方公安机关申请居民身份证。
无身份证的学生可携带户口本参加报名，身份证丢失者凭公安机关开具的身份证明，外籍人员凭护照参加报名。
四、报考方式
分为考点现场报名与网上报名。
考生在考点现场报名时，需出示身份证以及缴纳相关的考试费。考生一定要亲自到场，不能由任何单位、个人代劳。考生按要求进行信息采集，并逐一核实报名表上的个人信息：姓名、身份证号、照片、报考科目、报考类别（是否补考）等，发现信息不一致要立刻更改。报名完成后请妥善保管“考生报名登记表”防止阻碍准考证的领取。
考生采取网上报名方式，需先在所在省份的网上报名系统注册并填报相关基本信息、上传正面免冠电子近照，然后网上缴费或至指定地点缴费并确认身份信息，完成报名。
一般情况下，每次考试每个考生只能在一个考点完成报名。
考生报名时缴纳的考试费的具体金额由各省级承办机构根据考试需要和当地物价水平确定，并报当地物价部门核准。考点不得擅自加收费用。
注：报名时依据的身份证明包括：居民身份证、军人的证件、护照、户口本等。
五、报考时间考试安排第一场第二场第三场报名时间12月开始5月开始11月10日以后
注：各地的报名时间由考生报考所在地的当地考试机构决定。
六、考试时间
NCRE以往每年开考两次，从2014年开始每年开考次数由两次增为三次。
2016年NCRE安排三次考试，考试时间分别为3月21日～24日、9月19日～22日、12月12日～13日，其中3月和9月考试开考全部级别全部科目，12月只开考一级和二级，由各省级承办机构根据实际情况确定是否开考12月的考试。
七、各级别考试介绍一级科一级WPS Office一级MS Office一级Photoshop目考试NCRE一级上机考试环境为Windows 7简体中文版环境考Photoshop CS5试WPS Office 2012办MS Office 2010软公软件（典型方式安装）件1．单项选择题，1．单项选择题，2020题，20分题，20分2.Windows操作系2.Windows操作系统统的使用，10分的使用，10分题3.Word操作，251．单项选择题，3.WPS文字的操型分55题，55分（含作，25分及计算机基础知识4.Excel操作，20分部分20分）4.WPS表格的操分值作，20分2.Photoshop操作比5.PowerPoint操题，45分5.WPS演示软件的例作，15分操作，15分6．浏览器（IE）6．浏览器（IE）的的简单使用和电简单使用和电子邮子邮件收发，10件收发，10分分1．考核内容包括计算机基础知识和操作技能两部分。2．各科目对基础知识的要求相同，以考查应知应会为主，题型为选择题，分数占全卷的20%（20分）。考3．办公软件类考试，操作技能部分包括汉字录入、Windows核系统使用、文字排版、电子表格、演示文稿、IE的简单应用及内电子邮件收发。容3.Photoshop考试，要求了解数字图像的基本知识，熟悉Photoshop的界面与基本操作方法，掌握并熟练运用绘图工具进行图像的绘制、编辑、修饰，会使用图层蒙版、样式以及文字工具。形完全采取上机考试形式，各科上机考试时间均为90分钟，满式分100分。获证总分不低于60分。条件参加NCRE“计算机基础及Photoshop应用”科目考生，可以在NCRE报名时自愿申请免试取得“Adobe Photoshop产品工备程师认证”证书，即：通过NCRE“计算机基础及Photoshop注应用”科目考试实现一次考试，可以同时取得全国计算机等级证书与“Adobe Photoshop产品工程师认证”证书，即“一考双证”。二级数据库程序办公软件高语言程序设计类设计类级应用MAVyC科JaVWcc办公软件高C语言FS+目vaBebes级应用PQ+sL考试NCRE 二级上机考试环境为 Windows 7 简体中文版环境NeNtBMeteay-nsVSV中FQBBVi国PLM6.easu教6.（S 0 nsal育0 C考A简Visual考简o试ccMS Office 中C体试体m软es2010国C++ 6.0+中版中m件s2教+ 文，文un01育6.专IE专ity0考0业6.业 5.试版0 版5.版及1620以）07上1．单项选择题，20分1．单项选（含公共基择题，40础知识部分题，40分10分）（含公共基础知识部分2．文字处题1．单项选择题，40题，40分10分）理题型（含公共基础知识部分10分）（Word），及2．程序填2．基本操作题，18分30分分空题，3小值空，18分3．简单应用题，24分3．电子表比格题3．程序改4．综合应用/操作题，18分例（Excel），错题，2个30分错误，24分4．演示文4．程序设稿题计题，18分（PowerPoint），20分二级定位为程序员，考核内容包括公共基础知识和程序设考计。所有科目对基础知识作统一要求，使用统一的公共基础核知识考试大纲和教程。二级公共基础知识在各科考试选择题内中体现。程序设计部分，主要考查考生对程序设计语言使用容和编程调试等基本能力，在选择题和操作题中加以体现。形完全采取上机考试形式。各科上机考试时间均为120分钟，满式分100分。获证总分不低于60分条件三级嵌入式系科数据库技软件测试信息安全网络技术统开发技目术技术技术术考试环1.NCRE三级上机考试环境为 Windows 7 简体中文版境2．数据库技术考核C语言程序设计，使用 Visual C++ 6.0与软件题型1．单选题，40题，40分及分2．综合题，40分值3．应用题，20分比例1．网络技术。网络规划与设计、局域网组网技术、计算机网络信息服务系统的建立及计算机网络安全与管理。2．数据库技术。数据库应用系统分析及规划、数据库设计及实现、数据库存储技术、并发控制技术、数据库管理与维护、数据库技术的发展及新技术。考3．软件测试技术。软件测试的基本概念、软件测试技术、软核件测试过程和管理方法。内容4．信息安全技术。信息安全保障概论、信息安全基础技术与原理、系统安全、网络安全、应用安全、信息安全管理、信息安全标准与法规。5．嵌入式系统开发技术。嵌入式系统的概念与基础知识、嵌入式处理器、嵌入式系统硬件组成、嵌入式系统软件、嵌入式系统的开发等相关知识和技能。形完全采取上机考试形式。各科上机考试时间均为120分钟，满式分100分。1．总分不低于60分，并已经（或同时）获得二级相关证书。2．三级数据库技术证书要求已经（或同时）获得二级数据库获程序设计类证书；网络技术、软件测试技术、信息安全技证术、嵌入式系统开发技术等四个证书要求已经（或同时）获条得二级语言程序设计类证书。件3．考生早期获得的证书（如Pascal、FoxBase等），不严格区分语言程序设计和数据库程序设计，可以直接报考并获得证书。参加NCRE“计算机基础及Photoshop应用”科目考生，可以在NCRE报名时自愿申请免试取得“Adobe Photoshop产品工备程师认证”证书，即：通过NCRE“计算机基础及Photoshop注应用”科目考试实现一次考试，可以同时取得全国计算机等级证书与“Adobe Photoshop产品工程师认证”证书，即“一考双证”。四级嵌入式系科网络工程数据库工软件测试信息安全统开发工目师程师工程师工程师程师考试NCRE四级上机考试环境为Windows 7简体中文版。环境题型及1．单选题，60题，60分分2．多选题，20题，40分值比例1．网络工程师。考核计算机网络、操作系统原理两门课程。测试内容包括网络系统规划与设计的基础知识及中小型网络的系统组建、设备配置调试、网络系统现场维护与管理的基本技能。2．数据库工程师。考核数据库原理、软件工程两门课程。测试内容包括数据库系统的基本理论以及数据库设计、维护、管理与应用开发的基本能力。考3．软件测试工程师。考核操作系统原理、软件工程两门课程。核测试内容包括软件测试的基本理论、软件测试的规范及标内准，以及制定测试计划、设计测试用例、选择测试工具、执容行测试并分析评估结果等软件测试的基本技能。4．信息安全工程师。考核计算机网络、操作系统原理两门课程。测试内容包括网络攻击与保护的基本理论与技术，以及操作系统、路由设备的安全防范技能。5．嵌入式系统开发工程师。考核操作系统原理、计算机组成与接口两门课程。测试内容包括嵌入式系统基本理论、逻辑电路基础以及嵌入式系统中的信息表示与运算、评价方法等基本技能。1．无纸化考试，考试总时间为90分钟，单课程考试没有时间要求。2．四级考试科目由五门专业基础课程中指定的两门课程组形成，总分100分，两门课程各占50分。式3．专业基础课程为计算机专业核心课程，包括：操作系统原理、计算机组成与接口、计算机网络、数据库原理、软件工程。两门课程分别达到30分及以上，并已经（或同时）获得三级获相关证书。证条2013年3月及以前获得的三级各科目证书，不区分科目，可以件作为四级任一科目的获证条件。参加NCRE“计算机基础及Photoshop应用”科目考生，可以在NCRE报名时自愿申请免试取得“Adobe Photoshop产品工备程师认证”证书，即：通过NCRE“计算机基础及Photoshop注应用”科目考试实现一次考试，可以同时取得全国计算机等级证书与“Adobe Photoshop产品工程师认证”证书，即“一考双证”。
·2015年NCRE继续实施2013年版考试大纲，教材参见全国计算机等级考试教材目录（2015年版）。
八、考试要求
1．掌握数据库技术的基本概念．原理．方法和技术。
2．能够使用SQL语言实现数据库操作。
3．具备数据库系统安装．配置及数据库管理与维护的基本技能。
4．掌握数据库管理与维护的基本方法。
5．掌握数据库性能优化的基本方法。
6．了解数据库应用系统的生命周期及其设计．开发过程。
7．熟悉常用的数据库管理和开发工具,具备用指定的工具管理和开发简单数据库应用系统的能力。
8．了解数据库技术的最新发展。
九、考试内容（一）数据库应用系统分析及规划
1．数据库应用系统生命周期。
2．数据库开发方法与实现工具。
3．数据库应用体系结构。（二）数据库设计及实现
1．概念设计。
2．逻辑设计。
3．物理设计。
4．数据库应用系统的设计与实现。（三）数据库存储技术
1．数据存储与文件结构。
2．索引技术。（四）数据库编程技术
1．一些高级查询功能。
2．存储过程。
3．触发器。
4．函数。
5．游标。（五）事务管理
1．并发控制技术。
2．备份和恢复数据库技术。（六）数据库管理与维护
1．数据完整性。
2．数据库安全性。
3．数据库可靠性。
4．监控分析。
5．参数调整。
6．查询优化。
7．空间管理。（七）数据库技术的发展及新技术
1．对象数据库。
2．数据仓库及数据挖掘。
3.XML数据库。
4．云计算数据库。
5．空间数据库。
十、成绩及证书
1.NCRE实行百分制计分，但以等第通知考生成绩。等第共分优秀、及格、不及格三等。90～100分为优秀、60～89分为及格、0～59分为不及格。一般在考后30个工作日内由教育部考试中心将成绩处理结果下发给各省级承办机构。考后50个工作日，考生可登录教育部考试中心综合查询网（chaxun.neea.edu.cn）进行成绩查询。部分省市如江苏、黑龙江等也可通过省市考试院或者人事考试中心进行查询。
2.NCRE成绩在及格以上者，由教育部考试中心颁发合格证书。考后45个工作日教育部考试中心将证书发给各省级承办机构，然后由各省级承办机构逐级转发给考生。考生证书若丢失，可登录教育部考试中心综合查询网补办合格证明书。补办合格证明书收费21元，其中制证、邮寄费用20元，银行收取手续费1元。
3.NCRE合格证书式样按国际通行证书式样设计，用中、英两种文字书写，证书编号全国统一，证书上印有持有人身份证号码。该证书全国通用，是持有人计算机应用能力的证明，也可供用人部门录用和考核工作人员时参考。
一级证书表明持有人具有计算机的基础知识和初步应用能力，掌握Office办公自动化软件的使用及因特网应用，或掌握基本图形图像工具软件（Photoshop）的基本技能，可以从事政府机关、企事业单位文秘和办公信息化工作。
二级证书表明持有人具有计算机基础知识和基本应用能力，能够使用计算机高级语言编写程序，可以从事计算机程序的编制、初级计算机教学培训以及企业中与信息化有关的业务和营销服务工作。
三级证书表明持有人初步掌握与信息技术有关岗位的基本技能，能够参与软硬件系统的开发、运维、管理和服务工作。
四级证书表明持有人掌握从事信息技术工作的专业技能，并有系统的计算机理论知识和综合应用能力。
第2章 复习技巧
一、备考指导
1．勇往直前
当看到题干很长，操作较复杂的题时，就有想回避或焦虑、急燥的情绪,这是典型的“两军未战，兵先屈”的败兴思绪。要知道两对手相遇勇者胜，勇者相遇智者胜。抛开所有不必要的想法，相信自己的实力，做到心无旁鹜，勇往直前。
2．审清题干
题干包含了整个题目的条件和要求，若题干比较复杂，就要注意将题干“分段”来阅读，前后注意衔接，必要时在草稿纸上记载下关键点。有时候题干很长，看似很复杂，让很多人望而却步。其实，这种题更好解，因题干长了则提示信息也就多了。主要是考你有没有勇气和耐心。
3．解读试题
首先，要翻阅一下全部试卷，注意试题的时间及分数的分配情况，做到心中有数。
其次，要确实弄清楚每道题的题意，搞清楚题目所给予问题，明确题目要求。因为考试要求可能与自己习惯的答题要求有所不同，所以一定要按题意和要求去回答。
最后，要特别注意题目中比较隐蔽的条件。一般而言，条件隐蔽的问题难度较大，考生必须看清有关的线索，找出隐蔽条件，问题才能迎刃而解。
4．相信自己
当题做得非常顺利时，心里不要太得意，因为越是看似容易的题目越是错的多，当然也不要逆向思维，觉得这题这么简单是不是做错了，要相信自己，说到底还是要审清题目的意思；
二、题型分析
1．选择题
选择题为单选题，是客观性试题，试题覆盖面广，一般情况下考生不可能做到对每个题目都有把握答对。这时，就需要考生学会放弃，即不确定的题目不要在上面花费太多的时间，应该在此题上做上标记，立即转移注意力，作答其他题目。最后有空余的时间再回过头来仔细考虑此题。但要注意，对于那些实在不清楚的题目，就不要浪费时间了，放弃继续思考，不要因小失大。
绝大多数选择题的设问是正确观点，称为正面试题；如果设问是错误观点，称为反面试题。考生在作答选择题时可以使用一些答题方法，以提高答题准确率。（1）正选法（顺选法）：如果对题肢中的4个选项，一看就能肯定其中的1个是正确的，就可以直接得出答案。注意，必须要有百分之百的把握才行。（2）逆选法（排谬法）：逆选法是将错误答案排除的方法。对题肢中的4个选项，一看就知道其中的1个（或2个、3个）是错误的，可以使用逆选法，即排除错误选项。（3）比较法（蒙猜法）：这种办法是没有办法的办法，在有一定知识基础上的蒙猜也是一种方法。
2．操作题
上机考试重点考察考生的基本操作能力，要求考生具有综合运用基础知识进行实际操作的能力。上机操作题综合性强、难度较大。上机考试的评分是以机评为主，人工复查为辅的。机评当然不存在公正性的问题，但却存在呆板的问题，有时还可能因为出题者考虑不周出现错评的情况。考生做题时不充分考虑到这些情况，就有可能吃亏。
掌握好上机考试的应试技巧，可以使考生的实际水平在考试时得到充分发挥，从而取得较为理想的成绩。历次考试均有考生因为忽略了这一点，加之较为紧张的考场气氛影响了水平的发挥，致使考试成绩大大低于实际水平。因此每个考生在考试前，都应有充分的准备。总结以下几点供考生在复习和考试时借鉴：（1）对于上机考试的复习，切不可“死记硬背”
根据以往考试经验，有部分考生能够通过笔试，而上机考试却不能通过，主要原因是这部分考生已经习惯于传统考试的“死记硬背”，而对于真正的知识应用，却显得束手无策。为了克服这个弊病，考生一定要在熟记基本知识点的基础上，加强上机训练，从历年试题中寻找解题技巧，理清解题思路，将各类典型试题反复练习。（2）在考前，一定要重视等级考试模拟软件的使用
在考试之前，应使用等级考试模拟软件进行实际的上机操作练习，尤其要做一些具有针对性的上机模拟题，以便熟悉考试题型，体验真实的上机环境，减轻考试时的紧张程度。（3）学会并习惯使用帮助系统
大部分软件都有较全面的帮助系统，熟练掌握帮助系统，可以使考生减少记忆量，解决解题中的疑难问题。（4）熟悉考试场地及环境
尤其是要熟悉考场的硬件情况和所使用的相关软件的情况。考点在正式考试前，会给考生提供一次模拟上机的机会。模拟考试时，考生重点不应放在把题做出来，而是放在熟悉考试环境，相应软件的使用方法，考试系统的使用等方面。（5）做上机题时要不急不燥，认真审题
先分析，后操作。明白了问题是什么以后，先把问题在脑海里过一遍，考虑好如何操作后，再依思路从容做答。而不要手忙脚乱、毛毛躁躁、急于作答。对于十分了解或熟悉的问题，切忌粗心大意、得意忘形、而应认真分析，必须将题目给出的全部内容逐字看清楚后针对具体问题进行操作。
常言道“熟能生巧”、“打铁还得本身硬”，再好的方法与技巧若没有基础，是发挥不了作用的；如若有了一定的功底，再差的招式也会产生很大的威力，就像金庸小说中杨过的那柄钝剑。但是如果只看不练，不会有提高。建议大家多做模拟试题和历年试题，锻炼解题的能力与节奏。
第二部分 核心讲义
第1章 数据库应用系统开发方法
一、数据库应用系统概述
1．数据库系统和数据库应用系统（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。
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。
二、数据库应用系统生命周期
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。
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。
三、规划与分析
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
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。
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。
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。
四、需求分析
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。
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。
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。
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。
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。
五、系统设计
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。
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。
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。
六、实现与部署
DBAS的实现与部署也称为DBAS的实施。
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。
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。
七、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。
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。
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
一、需求分析
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。
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。
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。
二、需求分析方法
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。
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。
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