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计算机考试知识点数据库设计与管理思维导图

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本思维导图主要总结国家计算机等级考试公共基础知识部分知识点数据库设计与管理

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思维导图大纲

计算机考试知识点数据库设计与管理思维导图模板大纲

1.数据库设计概述

在数据库应用系统中的一个核心问题就是设计一个能满足用户要求,性能良好的数据库,这就是数据库设计。

数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术,是信息系统开发和建设中的核心技术。数据库设计即是在一定平台制约下,根据信息需求与处理需求设计出性能良好的数据模式。

2.数据库设计的需求分析

简单地说,需求分析就是分析用户的要求。它是设计数据库的起点。

需求分析的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象,充分了解原系统的工作概况,明确用户的各种需求,然后在此基础上确定新系统的功能。调查的重点是“数据”和“处理”,通过调查、收集与分析,获得用户对数据库的要求:信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。

3.数据库的概念设计

概念结构设计是将需求分析阶段得到的用户需求抽象为信息结构,即概念模型的过程。它是整个数据库设计的关键。

(1)概念结构设计的方法

设计概念结构通常有4类方法:

自顶向下、自底向上、逐步扩张、混合策略。

这四类方法中最常用的是自底向上方法。即自顶向下地进行需求分析,然后再自底向上地设计概念结构。

它通常分为两步:

第一步是抽象数据并设计局部视图;

第二步是集成局部视图,得到全局的概念结构。

(2)数据抽象

概念结构是对现实世界的一种抽象。

所谓抽象是对实际的人、物、事和概念进行人为处理,抽取所关心的共同特征,忽略非本质的细节,并把这些特性用各种概念精确地加以描述,这些概念组成了某种模型。

一般有3种抽象:

分类、聚集和概括。

(3)局部视图设计

局部视图设计的具体做法:选择局部应用或逐一设计分E-R图。

(4)视图的集成

各子系统的分E-R图设计好以后,下一步就是要将所有的分E-R图综合成一个总E-R图。

一般地,视图集成可以有两种方式:

一种是多个分E-R图一次集成;

另一种是逐步集成,用累加的方式每次集成两个分E-R图。

前者比较复杂,做起来难度较大,后者每次只集成两个分E-R图,可以降低复杂度。

4.数据库的逻辑设计

逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

5.数据库的物理设计

数据库物理设计的主要目标是对数据库内部物理结构作调整并选择合理的存取路径,以提高数据库访问速度及有效的利用存储空间。

在现代关系数据库中已经大量屏蔽了内部物理结构,因此留给用户参与物理设计的余地并不多,一般的 RDBMS中留给用户参与物理设计的内容有:索引设计、集簇设计和分区设计。

6.数据库管理

数据库是数据的集合,是一种共享资源,因此它需要维护与管理,这种工作称为数据库管理。

数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS远远不够,还要有专门的人员来完成,这些人则称为数据库管理员简称DBA。

数据库管理一般包含内容:

数据库的建立、数据库的重组、数据库的安全性控制与完整性控制、数据库的故障恢复和数据库的监控。

(1)数据库的建立

数据库的建立是数据库管理的核心,其包括两部分内容:数据模式的建立及数据加载。

①数据模式的建立。

数据模式由DBA负责建立,DBA利用DBMS中的DDL语言定义数据库名,定义表及相应属性,定义主关键字、索引、集簇、完整性约束、用户访问权限,申请空间资源,定义分区等,此外还需定义视图。

②数据载入。

在数据模式定义后即可加载数据,DBA可以编制加载程序将外界数据加载至数据模式内,从而完成数据库的建立。

(2)数据库的重组

数据库运行了一段时间以后,由于记录不断的增加、删除、修改等,可能导致数据库的物理存储情况变坏,从而降低了数据的存储效率,数据库的性能降低。

这时DBA就要对数据库进行重组织,或部分重组织(只对频繁增、删进行重组织)。DBMS一般都提供数据重组织用的实用程序。

(3)数据库安全性控制

数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄漏、更改或破坏。

系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要指标之一。

数据库的安全性和计算机系统的安全性,包括操作系统、网络系统的安全性是紧密联系、互相支持的。

(4)数据库完整性控制

数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。数据库是否具备完整性关系到数据库系统能否真实地反映现实世界,因此维护数据库的完整性是非常重要的。

为维护数据库的完整性,DBMS必须提供一种机制来检查数据库中的数据,看其是否满足语义规定的条件。这些加在数据库数据之上的语义约束条件称为数据库完整性约束条件,它们作为模式的一部分存入数据库中。而DBMS中检查数据是否满足完整性条件的机制称为完整性检查。

(5)数据库的故障恢复

尽管数据库系统中采用了各种保护措施来防止数据库的安全性和完整性被破坏,保证并发事务的正确执行,但是计算机系统中硬件的故障、软件的错误、操作员的失误以及恶意的破坏仍是不可避免的,这些故障轻则造成运行事务非正常中断,影响数据库中数据的正确性,重则破坏数据库,使数据库中全部或部分数据丢失,因此DBMS必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能,这就是数据库的恢复。

(6)数据库监控

自数据库投入使用之日起,DBA需随时观察数据库的动态变化,监视数据库的性能变化,在必要时对数据库作出调整,并在数据库发生错误、故障或产生不适应情况时随时采取措施。

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