資料庫設計基礎

A. (20) 資料庫設計包括兩個方面的設計內容，它們是______。

A.概念設計和邏輯設計

分析：

資料庫設計的設計內容包括：需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、資料庫的實施和資料庫的運行和維護。

概念設計

對用戶要求描述的現實世界(可能是一個工廠、一個商場或者一個學校等)，通過對其中諸處的分類、聚集和概括，建立抽象的概念數據模型。這個概念模型應反映現實世界各部門的信息結構、信息流動情況、信息間的互相制約關系以及各部門對信息儲存、查詢和加工的要求等。

所建立的模型應避開資料庫在計算機上的具體實現細節，用一種抽象的形式表示出來。

以擴充的實體—（E-R模型）聯系模型方法為例，第一步先明確現實世界各部門所含的各種實體及其屬性、實體間的聯系以及對信息的制約條件等，從而給出各部門內所用信息的局部描述(在資料庫中稱為用戶的局部視圖)。

第二步再將前面得到的多個用戶的局部視圖集成為一個全局視圖，即用戶要描述的現實世界的概念數據模型。

邏輯設計

主要工作是將現實世界的概念數據模型設計成資料庫的一種邏輯模式，即適應於某種特定資料庫管理系統所支持的邏輯數據模式。與此同時，可能還需為各種數據處理應用領域產生相應的邏輯子模式。這一步設計的結果就是所謂「邏輯資料庫」。

(1)資料庫設計基礎擴展閱讀：

數據結構設計形成過程：

需求分析階段：綜合各個用戶的應用需求。

概念設計階段：形成獨立於機器特點，獨立於各個DBMS產品的概念模式。

邏輯設計階段：首先將E-R圖轉換成具體的資料庫產品支持的數據模型，如關系模型，形成資料庫邏輯模式；然後根據用戶處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎上再建立必要的視圖(View)，形成數據的外模式。

物理設計階段：根據DBMS特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成資料庫內模式。

參考資料來源：資料庫設計-網路

B. 簡述資料庫設計過程

資料庫設計過程分為以下六個階段：

1、需求分析階段

准確理解和分析用戶需求（包括數據和處理），它是整個設計過程的基礎，也是最困難、最耗時的一步。

2、概念結構設計階段

是整個資料庫設計的關鍵，通過對用戶需求的集成、歸納和抽象，形成了一個獨立於特定資料庫管理系統的概念模型。

3、邏輯結構設計階段

將概念結構轉換為DBMS支持的數據模型，對其進行優化。

4、資料庫物理設計階段

為邏輯數據模型選擇最適合應用程序環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）。

5、資料庫實現階段

根據邏輯設計和物理設計的結果，使用資料庫管理系統提供的數據語言、工具和主機語言，建立資料庫，編寫調試應用程序，組織數據倉庫，並進行試運行。

6、資料庫運行維護階段

資料庫應用系統經試運行後可投入正式運行，在資料庫系統運行過程中，需要不斷地對其進行評估、調整和修改。

註：在設計過程中，將資料庫的設計與資料庫中數據處理的設計緊密結合起來，在每個階段同時對這兩個方面的要求進行分析、抽象、設計和實現，相互借鑒和補充，從而完善這兩個方面的設計。

(2)資料庫設計基礎擴展閱讀：

資料庫設計技術

1、清晰的用戶需求：作為計算機軟體開發的重要基礎，資料庫設計直接反映了用戶的需求。資料庫必須與用戶緊密溝通，緊密結合用戶需求。在定義了用戶開發需求之後，設計人員還需要反映具體的業務關系和流程。

2、注意數據維護：設計面積過大、數據過於復雜是資料庫設計中常見的問題，設計人員應注意數據維護。

3、增加命名規范化：命名資料庫程序和文件非常重要，不僅要避免重復的名稱，還要確保數據處於平衡狀態。為了降低檢索信息和資源的復雜度和難度，設計人員應了解資料庫程序與文件之間的關系，並靈活使用大小寫字母命名。

4、充分考慮資料庫的優化和效率：考慮到資料庫的優化和效率，設計人員需要對不同表的存儲數據採用不同的設計方法。在設計中，還應該使用最少的表和最弱的關系來實現海量數據的存儲。

5、不斷調整數據之間的關系：不斷調整和簡化數據之間的關系，可以有效減少設計與數據之間的聯系，進而為維護數據之間的平衡和提高數據讀取效率提供保障。

6、合理使用索引：資料庫索引通常分為聚集索引和非聚集索引，這樣可以提高數據搜索的效率。

參考資料來源：網路-資料庫設計

C. 資料庫設計的基本步驟

資料庫設計的基本步驟如下：

1、安裝並打開Mysql WorkBench軟體以後，在軟體的左側邊欄有三個選項，分別是對應「連接資料庫」、「設計資料庫」、「遷移資料庫」的功能。這類選擇第二項，設計資料庫，點擊右邊的「＋」號，創建models。

D. 資料庫設計的基本步驟

資料庫設計的基本步驟
按照規范設計的方法，考慮資料庫及其應用系統開發全過程，將資料庫設計分為以下6個階段
1.需求分析
2.概念結構設計
3.邏輯結構設計
4.物理結構設計
5.資料庫實施
6.資料庫的運行和維護
在資料庫設計過程中，需求分析和概念設計可以獨立於任何資料庫管理系統進行，邏輯設計和物理設計與選用的DAMS密切相關。
1.需求分析階段（常用自頂向下）
進行資料庫設計首先必須准確了解和分析用戶需求（包括數據與處理）。需求分析是整個設計過程的基礎，也是最困難，最耗時的一步。需求分析是否做得充分和准確，決定了在其上構建資料庫大廈的速度與質量。需求分析做的不好，會導致整個資料庫設計返工重做。
需求分析的任務，是通過詳細調查現實世界要處理的對象，充分了解原系統工作概況，明確用戶的各種需求，然後在此基礎上確定新的系統功能，新系統還得充分考慮今後可能的擴充與改變，不僅僅能夠按當前應用需求來設計。
調查的重點是，數據與處理。達到信息要求，處理要求，安全性和完整性要求。
分析方法常用SA(Structured Analysis) 結構化分析方法，SA方法從最上層的系統組織結構入手，採用自頂向下，逐層分解的方式分析系統。
數據流圖表達了數據和處理過程的關系，在SA方法中，處理過程的處理邏輯常常藉助判定表或判定樹來描述。在處理功能逐步分解的同事，系統中的數據也逐級分解，形成若干層次的數據流圖。系統中的數據則藉助數據字典（data dictionary，DD）來描述。數據字典是系統中各類數據描述的集合，數據字典通常包括數據項，數據結構，數據流，數據存儲，和處理過程5個階段。
2.概念結構設計階段（常用自底向上）
概念結構設計是整個資料庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合，歸納與抽象，形成了一個獨立於具體DBMS的概念模型。
設計概念結構通常有四類方法：
自頂向下。即首先定義全局概念結構的框架，再逐步細化。
自底向上。即首先定義各局部應用的概念結構，然後再將他們集成起來，得到全局概念結構。
逐步擴張。首先定義最重要的核心概念結構，然後向外擴張，以滾雪球的方式逐步生成其他的概念結構，直至總體概念結構。
混合策略。即自頂向下和自底向上相結合。
3.邏輯結構設計階段（E-R圖）
邏輯結構設計是將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型，並將進行優化。
在這階段，E-R圖顯得異常重要。大家要學會各個實體定義的屬性來畫出總體的E-R圖。
各分E-R圖之間的沖突主要有三類：屬性沖突，命名沖突，和結構沖突。
E-R圖向關系模型的轉換，要解決的問題是如何將實體性和實體間的聯系轉換為關系模式，如何確定這些關系模式的屬性和碼。
4.物理設計階段
物理設計是為邏輯數據結構模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）。
首先要對運行的事務詳細分析，獲得選擇物理資料庫設計所需要的參數，其次，要充分了解所用的RDBMS的內部特徵，特別是系統提供的存取方法和存儲結構。
常用的存取方法有三類：1.索引方法，目前主要是B+樹索引方法。2.聚簇方法（Clustering）方法。3.是HASH方法。
5.資料庫實施階段
資料庫實施階段，設計人員運營DBMS提供的資料庫語言（如sql）及其宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果建立資料庫，編制和調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行。
6.資料庫運行和維護階段
資料庫應用系統經過試運行後，即可投入正式運行，在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價，調整，修改。

E. 網站的資料庫如何設計

什麼是好的資料庫設計？

一些原則可為資料庫設計過程提供指導。第一個原則是，重復信息（也稱為冗餘數據）很糟糕，因為重復信息會浪費空間，並會增加出錯和不一致的可能性。第二個原則是，信息的正確性和完整性非常重要。如果資料庫中包含不正確的信息，任何從資料庫中提取信息的報表也將包含不正確的信息。因此，基於這些報表所做的任何決策都將提供錯誤信息。

所以，良好的資料庫設計應該是這樣的：

• 將信息劃分到基於主題的表中，以減少冗餘數據。

• 向 Access 提供根據需要聯接表中信息時所需的信息。

• 可幫助支持和確保信息的准確性和完整性。

• 可滿足數據處理和報表需求。

設計過程

設計過程包括以下步驟：

• 確定資料庫的用途：這可幫助進行其他步驟的准備工作。

• 查找和組織所需的信息：收集可能希望在資料庫中記錄的各種信息，如產品名稱和訂單號。

• 劃分到表中的信息：將信息項劃分到主要的實體或主題中，如「產品」或「訂單」。每個主題即構成一個表。

• 關閉信息項目導入的列 確定希望在每個表中存儲哪些信息。每個項將成為一個欄位，並作為列顯示在表中。例如，「雇員」表中可能包含「姓氏」和「聘用日期」等欄位。

• 指定為主鍵：選擇每個表的主鍵。主鍵是一個用於唯一標識每個行的列。例如，主鍵可以為「產品 ID」或「訂單 ID」。

• 設置表關系：查看每個表，並確定各個表中的數據如何彼此關聯。根據需要，將欄位添加到表中或創建新表，以便清楚地表達這些關系。

• 優化您的設計：分析設計中是否存在錯誤。創建表並添加幾條示例數據記錄。確定是否可以從表中獲得期望的結果。根據需要對設計進行調整。

• 應用規范化規則：應用數據規范化規則，以確定表的結構是否正確。根據需要對表進行調整。

參考：資料庫設計基礎

F. 如何進行資料庫的設計

資料庫設計(Database Design)是指對於一個給定的應用環境，構造最優的資料庫模式，建立資料庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求（信息要求和處理要求）。

在資料庫領域內，常常把使用資料庫的各類系統統稱為資料庫應用系統。

一、資料庫和信息系統
(1)資料庫是信息系統的核心和基礎，把信息系統中大量的數據按一定的模型組織起來，提供存儲、維護、檢索數據的
功能，使信息系統可以方便、及時、准確地從資料庫中獲得所需的信息。
(2)資料庫是信息系統的各個部分能否緊密地結合在一起以及如何結合的關鍵所在。
(3)資料庫設計是信息系統開發和建設的重要組成部分。
(4)資料庫設計人員應該具備的技術和知識：
資料庫的基本知識和資料庫設計技術
計算機科學的基礎知識和程序設計的方法和技巧
軟體工程的原理和方法
應用領域的知識

二、資料庫設計的特點
資料庫建設是硬體、軟體和干件的結合
三分技術，七分管理，十二分基礎數據
技術與管理的界面稱之為「干件」
資料庫設計應該與應用系統設計相結合
結構（數據）設計：設計資料庫框架或資料庫結構
行為（處理）設計：設計應用程序、事務處理等
結構和行為分離的設計
傳統的軟體工程忽視對應用中數據語義的分析和抽象，只要有可能就盡量推遲數據結構設計的決策早期的資料庫設計致力於數據模型和建模方法研究，忽視了對行為的設計
如圖：

三、資料庫設計方法簡述
手工試湊法
設計質量與設計人員的經驗和水平有直接關系
缺乏科學理論和工程方法的支持，工程的質量難以保證
資料庫運行一段時間後常常又不同程度地發現各種問題，增加了維護代價
規范設計法
手工設計方
基本思想
過程迭代和逐步求精
規范設計法(續)
典型方法：
(1)新奧爾良（New Orleans）方法：將資料庫設計分為四個階段
S.B.Yao方法：將資料庫設計分為五個步驟
I.R.Palmer方法：把資料庫設計當成一步接一步的過程
(2)計算機輔助設計
ORACLE Designer 2000
SYBASE PowerDesigner

四、資料庫設計的基本步驟
資料庫設計的過程(六個階段)
1.需求分析階段
准確了解與分析用戶需求（包括數據與處理）
是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗費時間的一步
2.概念結構設計階段
是整個資料庫設計的關鍵
通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體DBMS的概念模型
3.邏輯結構設計階段
將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型
對其進行優化
4.資料庫物理設計階段
為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）
5.資料庫實施階段
運用DBMS提供的數據語言、工具及宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果
建立資料庫，編制與調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行
6.資料庫運行和維護階段
資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行。
在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價、調整與修改
設計特點:
在設計過程中把資料庫的設計和對資料庫中數據處理的設計緊密結合起來將這兩個方面的需求分析、抽象、設計、實現在各個階段同時進行，相互參照，相互補充，以完善兩方面的設計

設計過程各個階段的設計描述：
如圖：

五、資料庫各級模式的形成過程
1.需求分析階段：綜合各個用戶的應用需求
2.概念設計階段：形成獨立於機器特點，獨立於各個DBMS產品的概念模式(E-R圖)
3.邏輯設計階段：首先將E-R圖轉換成具體的資料庫產品支持的數據模型，如關系模型，形成資料庫邏輯模式；然後根據用戶處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎上再建立必要的視圖(View)，形成數據的外模式
4.物理設計階段：根據DBMS特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成資料庫內模式

六、資料庫設計技巧

1. 設計資料庫之前（需求分析階段）
1) 理解客戶需求，詢問用戶如何看待未來需求變化。讓客戶解釋其需求，而且隨著開發的繼續，還要經常詢問客戶保證其需求仍然在開發的目的之中。
2) 了解企業業務可以在以後的開發階段節約大量的時間。
3) 重視輸入輸出。
在定義資料庫表和欄位需求（輸入）時，首先應檢查現有的或者已經設計出的報表、查詢和視圖（輸出）以決定為了支持這些輸出哪些是必要的表和欄位。
舉例：假如客戶需要一個報表按照郵政編碼排序、分段和求和，你要保證其中包括了單獨的郵政編碼欄位而不要把郵政編碼糅進地址欄位里。
4) 創建數據字典和ER 圖表
ER 圖表和數據字典可以讓任何了解資料庫的人都明確如何從資料庫中獲得數據。ER圖對表明表之間關系很有用，而數據字典則說明了每個欄位的用途以及任何可能存在的別名。對SQL 表達式的文檔化來說這是完全必要的。
5) 定義標準的對象命名規范
資料庫各種對象的命名必須規范。

2. 表和欄位的設計（資料庫邏輯設計）
表設計原則
1) 標准化和規范化
數據的標准化有助於消除資料庫中的數據冗餘。標准化有好幾種形式，但Third Normal Form（3NF）通常被認為在性能、擴展性和數據完整性方面達到了最好平衡。簡單來說，遵守3NF 標準的資料庫的表設計原則是：「One Fact in One Place」即某個表只包括其本身基本的屬性，當不是它們本身所具有的屬性時需進行分解。表之間的關系通過外鍵相連接。它具有以下特點：有一組表專門存放通過鍵連接起來的關聯數據。
舉例：某個存放客戶及其有關定單的3NF 資料庫就可能有兩個表：Customer 和Order。Order 表不包含定單關聯客戶的任何信息，但表內會存放一個鍵值，該鍵指向Customer 表裡包含該客戶信息的那一行。
事實上，為了效率的緣故，對表不進行標准化有時也是必要的。
2) 數據驅動
採用數據驅動而非硬編碼的方式，許多策略變更和維護都會方便得多，大大增強系統的靈活性和擴展性。
舉例，假如用戶界面要訪問外部數據源（文件、XML 文檔、其他資料庫等），不妨把相應的連接和路徑信息存儲在用戶界面支持表裡。還有，如果用戶界面執行工作流之類的任務（發送郵件、列印信箋、修改記錄狀態等），那麼產生工作流的數據也可以存放在資料庫里。角色許可權管理也可以通過數據驅動來完成。事實上，如果過程是數據驅動的，你就可以把相當大的責任推給用戶，由用戶來維護自己的工作流過程。
3) 考慮各種變化
在設計資料庫的時候考慮到哪些數據欄位將來可能會發生變更。
舉例，姓氏就是如此（注意是西方人的姓氏，比如女性結婚後從夫姓等）。所以，在建立系統存儲客戶信息時，在單獨的一個數據表裡存儲姓氏欄位，而且還附加起始日和終止日等欄位，這樣就可以跟蹤這一數據條目的變化。

欄位設計原則
4) 每個表中都應該添加的3 個有用的欄位
dRecordCreationDate，在VB 下默認是Now()，而在SQL Server • 下默認為GETDATE()
sRecordCreator，在SQL Server 下默認為NOT NULL DEFAULT • USER
nRecordVersion，記錄的版本標記；有助於准確說明記錄中出現null 數據或者丟失數據的原因 •
5) 對地址和電話採用多個欄位
描述街道地址就短短一行記錄是不夠的。Address_Line1、Address_Line2 和Address_Line3 可以提供更大的靈活性。還有，電話號碼和郵件地址最好擁有自己的數據表，其間具有自身的類型和標記類別。
6) 使用角色實體定義屬於某類別的列
在需要對屬於特定類別或者具有特定角色的事物做定義時，可以用角色實體來創建特定的時間關聯關系，從而可以實現自我文檔化。
舉例：用PERSON 實體和PERSON_TYPE 實體來描述人員。比方說，當John Smith, Engineer 提升為John Smith, Director 乃至最後爬到John Smith, CIO 的高位，而所有你要做的不過是改變兩個表PERSON 和PERSON_TYPE 之間關系的鍵值，同時增加一個日期/時間欄位來知道變化是何時發生的。這樣，你的PERSON_TYPE 表就包含了所有PERSON 的可能類型，比如Associate、Engineer、Director、CIO 或者CEO 等。還有個替代辦法就是改變PERSON 記錄來反映新頭銜的變化，不過這樣一來在時間上無法跟蹤個人所處位置的具體時間。
7) 選擇數字類型和文本類型盡量充足
在SQL 中使用smallint 和tinyint 類型要特別小心。比如，假如想看看月銷售總額，總額欄位類型是smallint，那麼，如果總額超過了$32,767 就不能進行計算操作了。
而ID 類型的文本欄位，比如客戶ID 或定單號等等都應該設置得比一般想像更大。假設客戶ID 為10 位數長。那你應該把資料庫表欄位的長度設為12 或者13 個字元長。但這額外占據的空間卻無需將來重構整個資料庫就可以實現資料庫規模的增長了。
8) 增加刪除標記欄位
在表中包含一個「刪除標記」欄位，這樣就可以把行標記為刪除。在關系資料庫里不要單獨刪除某一行；最好採用清除數據程序而且要仔細維護索引整體性。

3. 選擇鍵和索引（資料庫邏輯設計）
鍵選擇原則：
1) 鍵設計4 原則
為關聯欄位創建外鍵。 •
所有的鍵都必須唯一。 •
避免使用復合鍵。 •
外鍵總是關聯唯一的鍵欄位。 •
2) 使用系統生成的主鍵
設計資料庫的時候採用系統生成的鍵作為主鍵，那麼實際控制了資料庫的索引完整性。這樣，資料庫和非人工機制就有效地控制了對存儲數據中每一行的訪問。採用系統生成鍵作為主鍵還有一個優點：當擁有一致的鍵結構時，找到邏輯缺陷很容易。
3) 不要用用戶的鍵(不讓主鍵具有可更新性)
在確定採用什麼欄位作為表的鍵的時候，可一定要小心用戶將要編輯的欄位。通常的情況下不要選擇用戶可編輯的欄位作為鍵。
4) 可選鍵有時可做主鍵
把可選鍵進一步用做主鍵，可以擁有建立強大索引的能力。

索引使用原則：
索引是從資料庫中獲取數據的最高效方式之一。95%的資料庫性能問題都可以採用索引技術得到解決。
1) 邏輯主鍵使用唯一的成組索引，對系統鍵（作為存儲過程）採用唯一的非成組索引，對任何外鍵列採用非成組索引。考慮資料庫的空間有多大，表如何進行訪問，還有這些訪問是否主要用作讀寫。
2) 大多數資料庫都索引自動創建的主鍵欄位，但是可別忘了索引外鍵，它們也是經常使用的鍵，比如運行查詢顯示主表和所有關聯表的某條記錄就用得上。
3) 不要索引memo/note 欄位，不要索引大型欄位（有很多字元），這樣作會讓索引佔用太多的存儲空間。
4) 不要索引常用的小型表
不要為小型數據表設置任何鍵，假如它們經常有插入和刪除操作就更別這樣作了。對這些插入和刪除操作的索引維護可能比掃描表空間消耗更多的時間。

4. 數據完整性設計（資料庫邏輯設計）
1) 完整性實現機制：
實體完整性：主鍵
參照完整性：
父表中刪除數據：級聯刪除；受限刪除；置空值
父表中插入數據：受限插入；遞歸插入
父表中更新數據：級聯更新；受限更新；置空值
DBMS對參照完整性可以有兩種方法實現：外鍵實現機制（約束規則）和觸發器實現機制
用戶定義完整性：
NOT NULL；CHECK；觸發器
2) 用約束而非商務規則強制數據完整性
採用資料庫系統實現數據的完整性。這不但包括通過標准化實現的完整性而且還包括數據的功能性。在寫數據的時候還可以增加觸發器來保證數據的正確性。不要依賴於商務層保證數據完整性；它不能保證表之間（外鍵）的完整性所以不能強加於其他完整性規則之上。
3) 強制指示完整性
在有害數據進入資料庫之前將其剔除。激活資料庫系統的指示完整性特性。這樣可以保持數據的清潔而能迫使開發人員投入更多的時間處理錯誤條件。
4) 使用查找控制數據完整性
控制數據完整性的最佳方式就是限制用戶的選擇。只要有可能都應該提供給用戶一個清晰的價值列表供其選擇。這樣將減少鍵入代碼的錯誤和誤解同時提供數據的一致性。某些公共數據特別適合查找：國家代碼、狀態代碼等。
5) 採用視圖
為了在資料庫和應用程序代碼之間提供另一層抽象，可以為應用程序建立專門的視圖而不必非要應用程序直接訪問數據表。這樣做還等於在處理資料庫變更時給你提供了更多的自由。

5. 其他設計技巧
1) 避免使用觸發器
觸發器的功能通常可以用其他方式實現。在調試程序時觸發器可能成為干擾。假如你確實需要採用觸發器，你最好集中對它文檔化。
2) 使用常用英語（或者其他任何語言）而不要使用編碼
在創建下拉菜單、列表、報表時最好按照英語名排序。假如需要編碼，可以在編碼旁附上用戶知道的英語。
3) 保存常用信息
讓一個表專門存放一般資料庫信息非常有用。在這個表裡存放資料庫當前版本、最近檢查/修復（對Access）、關聯設計文檔的名稱、客戶等信息。這樣可以實現一種簡單機制跟蹤資料庫，當客戶抱怨他們的資料庫沒有達到希望的要求而與你聯系時，這樣做對非客戶機/伺服器環境特別有用。
4) 包含版本機制
在資料庫中引入版本控制機制來確定使用中的資料庫的版本。時間一長，用戶的需求總是會改變的。最終可能會要求修改資料庫結構。把版本信息直接存放到資料庫中更為方便。
5) 編制文檔
對所有的快捷方式、命名規范、限制和函數都要編制文檔。
採用給表、列、觸發器等加註釋的資料庫工具。對開發、支持和跟蹤修改非常有用。
對資料庫文檔化，或者在資料庫自身的內部或者單獨建立文檔。這樣，當過了一年多時間後再回過頭來做第2 個版本，犯錯的機會將大大減少。
6) 測試、測試、反復測試
建立或者修訂資料庫之後，必須用用戶新輸入的數據測試數據欄位。最重要的是，讓用戶進行測試並且同用戶一道保證選擇的數據類型滿足商業要求。測試需要在把新資料庫投入實際服務之前完成。
7) 檢查設計
在開發期間檢查資料庫設計的常用技術是通過其所支持的應用程序原型檢查資料庫。換句話說，針對每一種最終表達數據的原型應用，保證你檢查了數據模型並且查看如何取出數據。

G. 資料庫設計的基本步驟

資料庫設計的基本步驟

1、需求分析階段

進行資料庫設計首先必須准確了解與分析用戶需求（包括數據與處理）。需求分析是整個設計過程的基礎，是最困難和最耗費時間的一步。作為「地基」的需求分析是否做得充分與准確，決定了在其上構建資料庫「大廈」的速度與質量。需求分析做的不好，可能會導致整個資料庫設計返工重做。

2、概念結構設計階段

概念結構設計階段是整個資料庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體資料庫管理系統的概念模型。

3、邏輯結構設計階段

邏輯結構設計是將概念結構轉換為某個資料庫管理系統所支持的數據模型，並對其進行優化。

4、物理設計階段

物理結構設計師為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方式）。

5、資料庫實施階段

在資料庫實施階段，設計人員運用資料庫管理系統提供資料庫語言及其宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果建立資料庫，編寫與調試應用程序，組織數據入庫，並進行測試運行。

6、資料庫運行和維護階段

資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行，在資料庫系統運行過程中必須不斷對其進行評估、調整與修改。

資料庫設計的基本原則

1、一致性原則：對數據來源進行統一、系統的分析與設計，協調好各種數據源，保證數據的一致性和有效性。

2、完整性原則：資料庫的完整性是指數據的正確性和相容性。要防止合法用戶使用資料庫時向資料庫加入不合語義的數據。對輸入到資料庫中的數據要有審核和約束機制。

3、安全性原則：資料庫的安全性是指保護數據，防止非法用戶使用資料庫或合法用戶非法使用資料庫造成數據泄露、更改或破壞。要有認證和授權機制。

4、可伸縮性與可擴展性原則：資料庫結構的設計應充分考慮發展的需要、移植的需要，具有良好的擴展性、伸縮性和適度冗餘。

5、規范化原則：資料庫的設計應遵循規范化理論。規范化的資料庫設計，可以減少資料庫插入、刪除、修改等操作時的異常和錯誤，降低數據冗餘度等。

H. .資料庫設計分為幾個階段,各階段的任務是什麼

按照規范的設計方法，一個完整的資料庫設計一般分為需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、資料庫物理設計、資料庫的實施、資料庫運行與維護六個階段：

各階段的任務如下：

1、需求分析：分析用戶的需求，包括數據、功能和性能需求；

拓展資料：

資料庫設計(Database Design)是指對於一個給定的應用環境，構造最優的資料庫模式，建立資料庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求(信息要求和處理要求)。在資料庫領域內，常常把使用資料庫的各類系統統稱為資料庫應用系統。

資料庫設計是建立資料庫及其應用系統的技術，是信息系統開發和建設中的核心技術。由於資料庫應用系統的復雜性，為了支持相關程序運行，資料庫設計就變得異常復雜，因此最佳設計不可能一蹴而就，而只能是一種"反復探尋，逐步求精"的過程，也就是規劃和結構化資料庫中的數據對象以及這些數據對象之間關系的過程。

I. 計算機二級c語言知識點

2017計算機二級c語言知識點精選

計算機二級C語言考試內容是什麼?為幫助大家更好備考3月計算機考試，我為大家分享計算機C語言二級考試知識點如下：

第一章 數據結構與演算法

1.1 演算法

1.演算法的基本概念

(1) 概念：演算法是指一系列解決問題的清晰指令。

(2) 4個基本特徵：可行性、確定性、有窮性、擁有足夠的情報。

(3) 兩種基本要素：對數據對象的運算和操作、演算法的控制結構(運算和操作時問的順序)。

(4) 設計的基本方法：列舉法、歸納法、遞推法、遞歸法、減半遞推技術和回溯法。

2.演算法的復雜度

(1) 演算法的時間復雜度：執行演算法所需要的計算工作量。

(2) 演算法的空間復雜度：執行演算法所需的內存空間。

1.2 數據結構的基本概念

數據結構指相互有關聯的數據元素的集合，即數據的組織形式。其中邏輯結構反映數據元素之間邏輯關系;存儲結構為數據的邏輯結構在計算機存儲空間中的存放形式，有順序存儲、鏈式存儲、索引存儲和散列存儲4種方式。

數據結構按各元素之間前後件關系的復雜度可劃分為：

(1) 線性結構：有且只有一個根節點，且每個節點最多有一個直接前驅和一個直接後繼的非空數據結構。

(2) 非線性結構：不滿足線性結構的數據結構。

1.3 線性表及其順序存儲結構

1.線性表的基本概念

線性結構又稱線性表，線性表是最簡單也是最常用的一種數據結構。

2.線性表的順序存儲結構

元素所佔的存儲空間必須連續。

元素在存儲空間的位置是按邏輯順序存放的。

3.線性表的插入運算

在第i個元素之前插入一個新元素的步驟如下：

步驟一：把原來第n個節點至第i個節點依次往後移一個元素位置。

步驟二：把新節點放在第i個位置上。

步驟三：修正線性表的節點個數。

在最壞情況下，即插入元素在第一個位置，線性表中所有元素均需要移動。

4.線性表的刪除運算

刪除第i個位置的元素的步驟如下：

步驟一：把第i個元素之後不包括第i個元素的n-i個元素依次前移一個位置;

步驟二：修正線性表的結點個數。

1.4 棧和隊列

1.棧及其基本運算

(1) 基本概念：棧是一種特殊的線性表，其插入運算與刪除運算都只在線性表的一端進行，也被稱為「先進後出」表或「後進先出」表。

棧頂：允許插入與刪除的一端。

棧底：棧頂的另一端。

空棧：棧中沒有元素的棧。

(2) 特點。

棧頂元素是最後插入和最早被刪除的元素。

棧底元素是最早插入和最後被刪除的元素。

棧有記憶作用。

在順序存儲結構下，棧的插入和刪除運算不需移動表中其他數據元素。

棧頂指針top動態反映了棧中元素的變化情況

(3) 順序存儲和運算：入棧運算、退棧運算和讀棧頂運算。

2.隊列及其基本運算

(1) 基本概念：隊列是指允許在一端進行插入，在另一端進行刪除的線性表，又稱「先進先出」的線性表。

隊尾：允許插入的一端，用尾指針指向隊尾元素。

排頭：允許刪除的一端，用頭指針指向頭元素的前一位置。

(2) 循環隊列及其運算。

所謂循環隊列，就是將隊列存儲空間的最後一個位置繞到第一個位置，形成邏輯上的環狀空間。

入隊運算是指在循環隊列的隊尾加入一個新元素。

當循環隊列非空(s=1)且隊尾指針等於隊頭指針時，說明循環隊列已滿，不能進行人隊運算，這種情況稱為「上溢」。

退隊運算是指在循環隊列的隊頭位置退出一個元素並賦給指定的變數。首先將隊頭指針進一，然後將排頭指針指向的元素賦給指定的變數。當循環隊列為空(s=0)時，不能進行退隊運算，這種情況稱為「下溢」。

1.5 線性鏈表

在定義的鏈表中，若只含有一個指針域來存放下一個元素地址，稱這樣的鏈表為單鏈表或線性鏈表。

在鏈式存儲方式中，要求每個結點由兩部分組成：一部分用於存放數據元素值，稱為數據域;另一部分用於存放指針，稱為指針域。其中指針用於指向該結點的前一個或後一個結點(即前件或後件)。

1.6 樹和二叉樹

1.樹的基本概念

樹是簡單的非線性結構，樹中有且僅有一個沒有前驅的節點稱為「根」，其餘節點分成m個互不相交的有限集合T1，T2，…，T}mm，每個集合又是一棵樹，稱T1，T2，…，T}mm為根結點的子樹。

父節點：每一個節點只有一個前件，無前件的節點只有一個，稱為樹的根結點(簡稱樹的根)。

子節點：每～個節點可以後多個後件，無後件的節點稱為葉子節點。

樹的度：所有節點最大的度。

樹的深度：樹的最大層次。

2.二叉樹的定義及其基本性質

(1) 二叉樹的定義：二叉樹是一種非線性結構，是有限的節點集合，該集合為空(空二叉樹)或由一個根節點及兩棵互不相交的左右二叉子樹組成。可分為滿二叉樹和完全二叉樹，其中滿二叉樹一定是完全二叉樹，但完全二叉樹不一定是滿二叉樹。二叉樹具有如下兩個特點：

二叉樹可為空，空的二叉樹無節點，非空二叉樹有且只有一個根結點;

每個節點最多可有兩棵子樹，稱為左子樹和右子樹。

(2) 二叉樹的基本性質。

性質1：在二叉樹的第k層上至多有2k-1個結點(k≥1)。

性質2：深度為m的二叉樹至多有2m-1個結點。

性質3：對任何一棵二叉樹，度為0的結點(即葉子結點)總是比度為2的結點多一個。

性質4：具有n個結點的完全二叉樹的深度至少為[log2n]+1，其中[log2n]表示log2n的整數部分。

3.滿二叉樹與完全二叉樹

(1) 滿二叉樹：滿二叉樹是指這樣的一種二叉樹：除最後一層外，每一層上的所有結點都有兩個子結點。滿二叉樹在其第i層上有2i-1個結點。

從上面滿二叉樹定義可知，二叉樹的每一層上的結點數必須都達到最大，否則就不是滿二叉樹。深度為m的滿二叉樹有2m-1個結點。

(2) 完全二叉樹：完全二叉樹是指這樣的二叉樹：除最後一層外，每一層上的結點數均達到最大值;在最後一層上只缺少右邊的若干結點。

如果—棵具有n個結點的深度為k的二叉樹，它的每—個結點都與深度為k的滿二叉樹中編號為1～n的結點——對應。

3.二叉樹的存儲結構

二叉樹通常採用鏈式存儲結構，存儲節點由數據域和指針域(左指針域和右指針域)組成。二叉樹的鏈式存儲結構也稱二叉鏈表，對滿二叉樹和完全二叉樹可按層次進行順序存儲。

4.二叉樹的遍歷

二叉樹的遍歷是指不重復地訪問二叉樹中所有節點，主要指非空二叉樹，對於空二叉樹則結束返回。二叉樹的遍歷包括前序遍歷、中序遍歷和後序遍歷。

(1) 前序遍歷。

前序遍歷是指在訪問根結點、遍歷左子樹與遍歷右子樹這三者中，首先訪問根結點，然後遍歷左子樹，最後遍歷右子樹;並且，在遍歷左右子樹時，仍然先訪問根結點，然後遍歷左子樹，最後遍歷右子樹。前序遍歷描述為：若二叉樹為空，則執行空操作;否則①訪問根結點;②前序遍歷左子樹;③前序遍歷右子樹。

(2) 中序遍歷。

中序遍歷是指在訪問根結點、遍歷左子樹與遍歷右子樹這三者中，首先遍歷左子樹，然後訪問根結點，最後遍歷右子樹;並且，在遍歷左、右子樹時，仍然先遍歷左子樹，然後訪問根結點，最後遍歷右子樹。中序遍歷描述為：若二叉樹為空，則執行空操作;否則①中序遍歷左子樹;②訪問根結點;③中序遍歷右子樹。

(3) 後序遍歷。

後序遍歷是指在訪問根結點、遍歷左子樹與遍歷右子樹這三者中，首先遍歷左子樹，然後遍歷右子樹，最後訪問根結點，並且，在遍歷左、右子樹時，仍然先遍歷左子樹，然後遍歷右子樹，最後訪問根結點。後序遍歷描述為：若二叉樹為空，則執行空操作;否則①後序遍歷左子樹;②後序遍歷右子樹;③訪問根結點。

1.7 查找技術

(1) 順序查找：在線性表中查找指定的元素。

(2) 最壞情況下，最後一個元素才是要找的元素，則需要與線性表中所有元素比較，比較次數為n。

(3) 二分查找：二分查找也稱折半查找，它是一種高效率的查找方法。但二分查找有條件限制，它要求表必須用順序存儲結構，且表中元素必須按關鍵字有序(升序或降序均可)排列。對長度為n的有序線性表，在最壞情況下，二分查找法只需比較log2n次。

1.8 排序技術

(1) 交換類排序法。

冒泡排序：通過對待排序序列從後向前或從前向後，依次比較相鄰元素的排序碼，若發現逆序則交換，使較大的元素逐漸從前部移向後部或較小的元素逐漸從後部移向前部，直到所有元素有序為止。在最壞情況下，對長度為n的線性表排序，冒泡排序需要比較的次數為n(n-1)/2。

快速排序：是迄今為止所有內排序演算法中速度最快的一種。它的基本思想是：任取待排序序列中的某個元素作為基準(一般取第一個元素)，通過一趟排序，將待排元素分為左右兩個子序列，左子序列元索的排序碼均小於或等於基準元素的排序碼，右子序列的排序碼則大於基準元素的排序碼，然後分別對兩個子序列繼續進行排序，直至整個序列有序。最壞情況下，即每次劃分，只得到一個序列，時間效率為O(n2)。

(2) 插人類排序法。

簡單插入排序法：把n個待排序的元素看成為一個有序表和一個無序表，開始時有序表中只包含一個元素，無序表中包含有n-1個元素，排序過程中每次從無序表中取出第一個元素，把它的排序碼依次與有序表元素的排序碼進行比較，將它插入到有序表中的適當位置，使之成為新的有序表。在最壞情況下，即初始排序序列是逆序的情況下，比較次數為n(n-1)/2，移動次數為n(n-1)/2。

希爾排序法：先將整個待排元素序列分割成若干個子序列(由相隔某個「增量」的元素組成的)分別進行直接插入排序。待整個序列中的元素基本有序(增量足夠小)時，再對全體元素進行一次直接插入排序。

(3) 選擇類排序法。

簡單選擇排序法：掃描整個線性表。從中選出最小的元素。將它交換到表的最前面;然後對剩下的子表採用同樣的方法，直到子表空為止。最壞情況下需要比較n(n-1)/2次。

堆排序的方法：首先將一個無序序列建成堆;然後將堆頂元素(序列中的最大項)與堆中最後一個元素交換(最大項應該在序列的最後)。不考慮已經換到最後的那個元素，只考慮前n-1個元素構成的子序列，將該子序列調整為堆。反復做步驟②，直到剩下的子序列空為止。在最壞情況下，堆排序法需要比較的次數為0(nlog2n)

第二章 程序設計基礎

2.1 程序設計方法與風格

(1)設計方法：指設計、編制、調試程序的方法和過程，主要有結構化程序設計方法、軟體工程方法和面向對象方法。

(2)設計風格：良好的'設計風格要注重源程序文檔化、數據說明方法、語句的結構和輸入輸出。

2.2 結構化程序設計

1.結構化程序設計的原則

結構化程序設計強調程序設計風格和程序結構的規范化，提倡清晰的結構。。

(1)自頂向下：即先考慮總體，後考慮細節;先考慮全局目標，後考慮局部目標。

(2)逐步求精：對復雜問題，應設計一些子目標做過渡，逐步細化。

(3)模塊化：把程序要解決的總目標分解為分目標，再進一步分解為具體的小目標，把每個小目標稱為一個模塊;

(4)限制使用GOT0語句。

2.結構化程序的基本結構與特點

(1)順序結構：自始至終嚴格按照程序中語句的先後順序逐條執行，是最基本、最普遍的結構形式。

(2)選擇結構：又稱為分支結構，包括簡單選擇和多分支選擇結構。

(3)重復結構：又稱為循環結構，根據給定的條件，判斷是否需要重復執行某一相同的或類似的程序段。

結構化程序設計中，應注意事項：

(1)使用程序設計語言中的順序、選擇、循環等有限的控制結構表示程序的控制邏輯。

(2)選用的控制結構只准許有一個人口和一個出口。

(3)程序語言組成容易識別的塊，每塊只有一個入口和一個出口。

(4)復雜結構應該用嵌套的基本控制結構進行組合嵌套來實現。

(5)語言中所沒有的控制結構，應該採用前後一致的方法來模擬。

(6)盡量避免GOT0語句的使用。

2.3 面向對象的程序設計

面向對象方法的本質是主張從客觀世界固有的事物出發來構造系統，強調建立的系統能映射問題域。

對象：用來表示客觀世界中任何實體，可以是任何有明確邊界和意義的東西。

類：具有共同屬性、共同方法的對象的集合。

實例：一個具體對象就是其對應分類的一個實例。

消息：實例間傳遞的信息，它統一了數據流和控制流。

繼承：使用已有的類定義作為基礎建立新類的定義技術。

多態性：指對象根據所接受的信息而作出動作，同樣的信息被不同的對象接收時有不同行動的現象。面向對象程序設計的優點：與人類習慣的思維方法一致、穩定性好、可重用性好、易於開發大型軟體產品、可維護性好。

第三章 軟體工程基礎

3.1 軟體工程基本概念

1.軟體的定義與特點

(1)定義：軟體是指與計算機系統的操作有關的計算機程序、規程、規則，以及可能有的文件、文檔和數據。

(2)特點。

是邏輯實體，有抽象性。

生產沒有明顯的製作過程。

運行使用期間不存在磨損、老化問題。

開發、運行對計算機系統有依賴性，受計算機系統的限制，導致了軟體移植問題。

復雜性較高，成本昂貴。

開發涉及諸多社會因素。

2.軟體的分類

軟體可分應用軟體、系統軟體和支撐軟體3類。

(1)應用軟體是特定應用領域內專用的軟體。

(2)系統軟體居於計算機系統中最靠近硬體的一層，是計算機管理自身資源，提高計算機使用效率並為計算機用戶提供各種服務的軟體。

(3)支撐軟體介於系統軟體和應用軟體之間，是支援其它軟體的開發與維護的軟體。

3.軟體危機與軟體工程

軟體危機指在計算機軟體的開發和維護中遇到的一系列嚴重問題。軟體工程是應用於計算機軟體的定義、開發和維護的一整套方法、工具、文檔、實踐標准和工序，包括軟體開發技術和軟體工程管理。

4.軟體生命周期

軟體產品從提出、實現、使用維護到停止使用的過程稱為軟體生命周期。

在國家標准中，軟體生命周期劃分為8個階段①軟體定義期：包括問題定義、可行性研究和需求分析3個階段。②軟體開發期：包括概要設計、詳細設計、實現和測試4個階段。③運行維護期：即運行維護階段。

5.軟體工程的原則

軟體工程的原則包括：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗證性。

3.2 結構化分析方法

需求分析的任務是發現需求、求精、建模和定義需求的過程，可概括為：需求獲取、需求分析、編寫需求規格說明書和需求評審。

1.常用的分析方法

結構化分析方法：其實質著眼於數據流，自頂向下，逐層分解，建立系統的處理流程。

面向對象分析方法。

2.結構化分析常用工具

結構化分析常用工具包括數據流圖、數字字典(核心方法)、判斷樹和判斷表。

(1)數據流圖：即DFD圖，以圖形的方式描繪數據在系統中流動和處理的過程，它只反映系統必須完成的邏輯功能。是一種功能模型。

符號名稱作用：

箭頭代表數據流，沿箭頭方向傳送數據的通道

圓或橢圓代表加工，輸入數據經加工變換產生輸出

雙杠代表存儲文件，表示處理過程中存放各種數據文件

方框代表源和潭，表示系統和環境的介面

(2)數據字典：結構化分析方法的核心。數據字典是對所有與系統相關的數據元素的一個有組織的列表。以及精確的、嚴格的定義，使得用戶和系統分析員對於輸入、輸出、存儲成分和中間計算結果有共同的理解。

(3)判定樹：使用判定樹進行描述時，應先從問題定義的文字描述中分清判定的條件和判定的結論，根據描述材料中的連接詞找出判定條件之問的從屬關系、並列關系、選擇關系，根據它們構造判定樹。

(4)判定表：與判定樹相似，當數據流圖中的加工要依賴於多個邏輯條件的取值，即完成該加工的一組動作是由於某一組條件取值的組合引發的，使用判定表比較適宜。

3.軟體需求規格說明書

軟體需求規格說明書是需求分析階段的最後成果，是軟體開發的重要文檔之一。

(1)軟體需求規格說明書的作用：①便於用戶、開發人員進行理解和交流;②反映出用戶問題的結構，可以作為軟體開發工作的基礎和依據;③作為確認測試和驗收的依據。

(2)軟體需求規格說明書的內容：①概述;②數據描述;③功能描述;④性能描述;⑤參考文獻;⑥附錄。

(3)軟體需求規格說明書的特點：①正確性;②無歧義性;③完整性;④可驗證性;⑤一致性;⑥可理解性;⑦可修改性;⑧可追蹤性。

3.3 結構化設計方法

1.軟體設計的基本概念和方法

軟體沒計是一個把軟體需求轉換為軟體表示的過程。

(1)基本原理：抽象、模塊化、信息隱藏、模塊獨立性(度量標准：耦合性和內聚性，高耦合、低內聚)。

(2)基本思想：將軟體設計成由相對獨立、單一功能的模塊組成的結構。

2.概要設計

(1)4個任務：設計軟體系統結構、數據結構及資料庫設計、編寫概要設計文檔、概要設計文檔評審。

(2)面向數據流的設計方法：數據流圖的信息分為交換流和事物流，結構形式有交換型和事務型。

3.詳細設計的工具

詳細設計的工具包括：

圖形工具：程序流程圖、N-S、PAD、HIPO。

表格工具：判定表。

語言工具：PDL(偽碼)。

3.4 軟體測試

1.目的

為了發現錯誤而執行程序的過程。

2.准則

所有測試應追溯到用戶需求。

嚴格執行測試計劃，排除測試的隨意性。

充分注意測試中的群集現象。

程序員應避免檢查自己的程序。

窮舉測試不可能。

妥善保存設計計劃、測試用例、出錯統計和最終分析報告。

3.軟體測試技術和方法

軟體測試的方法按是否需要執行被測軟體的角度，可分為靜態測試和動態測試，按功能分為白盒測試和黑盒測試。

(1)白盒測試：根據程序的內部邏輯設計測試用例，主要方法有邏輯覆蓋測試、基本路徑測試等。

(2)黑盒測試：根據規格說明書的功能來設計測試用例，主要診斷方法有等價劃分法、邊界值分析法、錯誤推測法、因果圖法等，主要用於軟體確認測試。

4.軟體測試的實施

軟體測試是保證軟體質量的重要手段，軟體測試是一個過程，其測試流程是該過程規定的程序，目的是使軟體測試工作系統化。

軟體測試過程分4個步驟，即單元測試、集成測試、驗收測試和系統測試。

單元測試是對軟體設計的最小單位——模塊(程序單元)進行正確性檢驗測試。

單元測試的目的是發現各模塊內部可能存在的各種錯誤。

單元測試的依據是詳細的設計說明書和源程序。

單元測試的技術可以採用靜態分析和動態測試。

3.5 程序的調試

(1)任務：診斷和改正程序中的錯誤。

(2)調試方法：強行排錯法、回溯法和原因排除法。

第四章 資料庫設計基礎

4.1 資料庫系統的基本概念

(1) 數據(Data)：描述事物的符號記錄。

(2) 資料庫(DataBase)：長期存儲在計算機內的、有組織的、可共享的數據集合。

(3) 資料庫管理系統的概念

資料庫管理系統(DataBase Management System，DBMS)是資料庫的機構，它是一種系統軟體，負責資料庫中的數據組織、數據操作、數據維護、數據控制及保護和數據服務等。為完成以上6個功能，DBMS提供了相應的數據語言;數據定義語言(負責數據的模式定義與數據的物理存取構建);數據操縱語言(負責數據的操縱);數據控制語言(負責數據完整性、安全性的定義)。資料庫管理系統是資料庫系統的核心，它位於用戶和操作系統之間，從軟體分類的角度來說，屬於系統軟體。

(4) 資料庫技術發展經歷了3個階段。

人工管理階段→文件系統階段→資料庫系統階段

(5) 資料庫系統的特點：集成性、高共享性、低冗餘性、數據獨立性、數據統一管理與控制等。

(6) 資料庫系統的內部機構體系：三級模式(概念模式、內模式、外模式)和二級映射(外模式/概念模式的映射、概念模式/內模式的映射)構成了資料庫系統內部的抽象結構體系。

4.2 數據模型

數據模型是數據特徵的抽象，從抽象層次上描述了系統的靜態特徵、動態行為和約束條件，描述的內容有數據結構、數據操作和數據約束。有3個層次：概念數據模型、邏輯數據模型和物理數據模型。

(1) E—R模型：提供了表示實體、屬性和聯系的方法。實體間聯系有「一對一」、「一對多」和「多對多」。

(2) E-R模型用E-R圖來表示。

(3) 層次模型：利用樹形結構表示實體及其之問聯系。其中節點是實體，樹枝是聯系，從上到下是一對多關系。

(4) 網狀模型：用網狀結構表示實體及其之間聯系。是層次模型的擴展。網路模型以記錄型為節點，反映現實中較為復雜的事物聯系。

(5) 關系模型：採用二維表(由表框架和表的元組組成)來表示，可進行數據查詢、增加、刪除及修改操作。關系模型允許定義「實體完整性」、「參照完整性」和「用戶定義的完整性」三種約束。

鍵(碼)：二維表中唯一能標識元組的最小屬性集。

候選鍵(候選碼)：二維表中可能有的多個鍵。

主鍵：被選取的一個使用的鍵。

4.3 關系代數

(1) 關系代數的基本運算：投影、選擇、笛卡爾積。

(2) 關系代數的擴充運算：交、連接與自然連接、除。

4.4 資料庫設計與管理

1.資料庫設計概述

基本思想：過程迭代和逐步求精。

方法：面向數據的方法和面向過程的方法。

設計過程：需求分析→概念設計→邏輯設計→物理設計→編碼→測試→運行→進→步修改。

2.資料庫設計的需求分析

需求收集和分析是資料庫設計的第一階段，常用結構化分析方法(自頂向下、逐層分解)和面向對象的方法，主要工作有繪制數據流程圖、數據分析、功能分析、確定功能處理模塊和數據間關系。

數據字典：包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲和處理過程，是對系統中數據的詳盡描述。

3.資料庫的設計

(1) 資料庫的概念設計：分析數據問內在的語義關聯，以建立數據的抽象模型。

(2) 資料庫的邏輯設計：從E-R圖向關系模型轉換，邏輯模式規范化，關系視圖設計可以根據用戶需求隨時創建。實體轉換為元組，屬性轉換為關系的屬性，聯系轉換為關系。

(3) 資料庫的物理設計：是數據在物理設備上的存儲結構與存取方法，目的是對資料庫內部物理結構作出調整並選擇合理的存取路徑，以提高速度和存儲空間。

4.資料庫管理

資料庫管理包括資料庫的建立、資料庫的調整、資料庫的重組、資料庫的安全性與完整性控制、資料庫故障恢復和資料庫的監控。

;