免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2016年上半年 软件设计师 上午试卷 综合知识
  第52题      
  知识点:   规范化   数据库   数据库设计
  关键词:   关系规范化   数据库   数据        章/节:   计算机软件知识       

 
关系规范化数据库设计的(52)阶段进行。
 
 
  A.  需求分析
 
  B.  概念设计
 
  C.  逻辑设计
 
  D.  物理设计
 
 
 

 
  第56题    2016年上半年  
   41%
某公司数据库中的元件关系模式为P(元件号,元件名称,供应商,供应商所在地,库存量),函数依赖集F如下所示:
F={元件号&..
  第53题    2016年下半年  
   45%
给定关系模式R(U,F),其中:U为关系模式R中的属性集,F是U上的一组函数依赖。假设U={A1,A2,A3
  第54题    2012年上半年  
   42%
某销售公司数据库的零件关系P (零件号,零件名称,供应商,供应商所在地,库存量),函数依赖集F={零件号一>零件名称,(零件..
 
  第41题    2019年上半年  
   40%
在UML图中,( )图用于展示所交付系统中软件组件和硬件之间的物理关系。
  第28题    2019年上半年  
   60%
从减少成本和缩短研发周期考虑,要求嵌入式操作系统能运行在不同的微处理器平台上,能针对硬件变化进行结构与功能上的配置。该要..
  第51题    2014年下半年  
   38%
在数据库逻辑结构设计阶段,需要(51)阶段形成的(52)作为设计依据。
   知识点讲解    
   · 规范化    · 数据库    · 数据库设计
 
       规范化
        关系数据库设计的方法之一就是设计满足适当范式的模式,通常可以通过判断分解后的模式达到几范式来评价模式规范化的程度。范式有1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF和5NF,其中1NF级别最低。这几种范式之间5NF4NFBCNF3NF2NF1NF成立。通过分解,可以将一个低一级范式的关系模式转换成若干个高一级范式的关系模式,这种过程叫做规范化。
               1NF(第一范式)
               【定义9-4】若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项,则关系模式R属于第一范式(1NF)。
               1NF存在下面4个问题。
               .冗余度大。
               .引起修改操作的不一致性。
               .插入异常。
               .删除异常。
               2NF(第二范式)
               【定义9-5】若关系模式R∈1NF,且每一个非主属性完全依赖于码,则关系模式R∈2NF。
               换句话说,当1NF消除了非主属性对码的部分函数依赖,则称为2NF。
               3NF(第三范式)
               【定义9-6】若关系模式R(U,F)中不存在这样的码X、属性组Y及非主属性ZZ不属于Y),使得XYYXYZ成立,则称关系模式R∈3NF。
               即当2NF消除了非主属性对码的传递函数依赖,则称为3NF。
               3NF的模式必是2NF的模式。产生冗余和异常的两个重要原因是部分依赖和传递依赖。因为3NF模式中不存在非主属性对码的部分依赖和传递函数依赖,所以具有较好的性能。对于非3NF的1NF、2NF,因其性能弱,一般不宜作为数据库模式,通常要将它们变换成为3NF或更高级别的范式,这种变换过程称为"关系模式的规范化处理"。
               BCNF(巴克斯范式)
               【定义9-7】若关系模式R∈1NF,若XY,且Y属于XX必含有码,则关系模式R∈BCNF。
               即当3NF消除了主属性对码的部分和传递函数依赖,则称为BCNF。
               一个满足BCNF的关系模式,应具有以下性质。
               .所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖。
               .所有非主属性对每一个不包含它的码,也是完全函数依赖。
               .没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。
 
       数据库
        数据库(DataBase,DB)是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
        系统使用的所有数据存储在一个或几个数据库中。
 
       数据库设计
        数据库的设计质量对整个系统的功能和效率有很大的影响。数据库设计的核心问题是:从系统的观点出发,根据系统分析和系统设计的要求,结合选用的数据库管理系统,建立一个数据模式。设计的基本要求是:
        .符合用户需求,能正确反映用户的工作环境
        .设计与所选用的DBMS所支持的数据模式相匹配
        .数据组织合理,易操作、易维护、易理解
               数据库设计步骤
               数据库的设计过程可以分为4个阶段,即用户需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。下图反映和分析了这一设计过程,其中:
               
               数据库设计步骤
               .用户需求分析是对现实世界的调查和分析
               .概念结构设计是从现实世界向信息世界的转换。根据用户需求来进行数据库建模,也称为概念模型,常用实体关系模型表示。
               .逻辑结构设计是从信息世界向数据世界的转化。将概念模型转化为某种数据库管理系统所支持的数据模型。
               .物理结构设计是为数据模型选择合适的存储结构和存储方法。
               用户需求分析
               用户需求分析需要结合具体的业务需求分析,确定信息系统的各类使用者以及管理员对数据及其处理、数据安全性和完整性的要求。主要设计如下三方面:
               (1)系统应用环境分析。
               系统应用环境及系统所服务和运行的特殊组织环境。不同业务单位有不同的组织结构和业务工作流程。环境的特殊性将决定数据库的整体设计思路和风格。
               (2)用户数据需求及加工分析。
               用户需求及加工分析指用户希望从数据库中获得那些信息以及对信息的处理要求。由此决定数据库中应该存储哪些信息以及对数据需要进行哪些加工处理,包括在处理过程中特定的查询要求、响应时间要求,以及数据安全性、保密性、完整性和一致性等方面的要求,应在此基础上编制数据字典。
               (3)系统约束条件分析。
               系统约束条件分析及分析现有系统的规模、结构、资源和地理分布,明确现有系统存在的种种限制或约束,从而使系统设计不至于脱离实际条件,确保系统设计顺利实施。
               数据库概念结构设计
               概念结构设计是指由现实世界的各种客观事物及其联系转化为信息世界中的信息模型的过程,即为数据库的概念结构设计。E-R模型即实体-联系模型是描述数据库概念结构的有力工具。下面结合实例说明E-R模型的构建。
               在一个政府部门中存在着多个不同科室,每一个由若干名科员构成,每个科室都有一名主管上级领导,科室公务员负责为前来机关办事的群众提供相关的服务。现分别画出各个科室的E-R模型图,再画出整个机关的E-R模型。
               一个科室结构应包括:
               (1)实体,即上级领导、科室、科员、群众。
               (2)实体联系,主管领导与科室之间是一对多的关系,科室与科员之间的联系也是一对多的关系,科员与群众之间是多对多的关系。
               (3)各个实体所具有的属性。
               .主管上级领导,属性可以有编号、姓名、性别、年龄、职务、任职时间、参加工作时间、入党时间、学历
               .科室的属性可以包括科室号
               .科员的属性包括编号、姓名、性别、年龄、职称、参加工作时间、入党时间、学历
               .群众属性包括服务日期、服务事宜、处理结果
               .服务,包括服务日期、服务事宜、处理结果
               通过以上分析,可以得到如下的E-R模型,如下图所示(部分属性)。
               
               科室E-R模式图
               数据库逻辑结构设计
               逻辑结构设计的任务是要将概念结构设计阶段完成的概念模型转换成能被选定的数据库管理系统支持的数据模型。现行的数据库管理系统一般支持网状、层次和关系三种数据模型中的一种,其中关系型的数据模型在DBMS中的应用和支持较为广泛,已成为主流。
               下面简单介绍一下由E-R模型转换为关系数据模型的转化规则。在关系数据模型下,数据的逻辑结构是一张二维表,每个关系为一张二维表格。E-R模型转换为关系数据模型的转化规则如下。
               .每一实体及其属性对应于一个关系模式。实体名作为关系名,实体的属性作为对应关系的属性。所谓关系模式,就是对关系的描述,用关系名(属性1、属性2、属性3,……属性n)来表示。
               .两两实体之间的联系及其属性一般对应一个关系模式,联系名作为对应的关系名,联系的属性作为对应关系的属性;不带属性的联系可以去掉。
               .实体和联系中关键字属性在关系模式中仍作为关键字。
               上图中所示的实体关系图可以按照这些转换规则进行转化得到如下对应的关系模型。
               .主管上级领导,编号、姓名、性别、年龄、职务、任职时间、参加工作时间、入党时间、学历
               .科室,包括主管上级领导编号、科室号
               .科员,包括科室号、编号、姓名、性别、年龄、职称、参加工作时间、入党时间、学历
               .群众,包括来访者编号、姓名、性别、年龄、来访日期、服务事宜
               .服务,包括受理公务员编号、来访者编号、服务日期、服务事宜、处理结果
               不同的系统配备的数据库管理系统性能不同,因而必须结合具体DBMS的性能和要求将一般数据模型转换成所选用的数据管理系统支持的数据模型,若选用的DBMS支持层次、网络模型,则还要完成从关系模型向层次或网络模型的转换。
               数据库物理结构设计
               数据库的物理设计以逻辑结构设计的结果为输入,结合关系数据库系统的功能和应用环境、存储设备等具体条件为数据模型选择合适的存储结构和存储方法。从而提高数据库的效率。物理结构设计的主要任务如下。
               (1)确定存储结构。
               根据用户对数据结构和处理的要求,权衡数据存取时间、空间利用率和维护代价等三方面的利弊,综合考虑存储效率、维护成本等相关因素,从数据库管理系统提供的各种存储结构(例如顺序存储结构、索引存储结构,等等)中,选取合适的结构并加以实现。
               (2)选择和调整存储路径。
               数据库必须支持多个用户的多种应用,因此必须提供多个存取入口、多条存取路径,建立多个辅助索引。此过程中需要考虑一些问题,例如如何选取合适的数据项建立索引,如何建立辅助索引从而达到检索效率和存储空间的统一等。
               (3)确定数据存储位置。
               按照不同的应用可将数据分为若干个组。根据各组数据利用频率和存储要求的不同,各类数据的存放位置、存储设备以及区域划分都应有所不同。应该把存取频率和存取速度要求较高的数据存储在高速存储器上,把存取频率和存取速度要求较低的数据存储在低速存储器上。
               (4)确定存储分配。
               大多数据库管理系统会提供一些存储分配参数,例如溢出区大小、块大小、缓冲区大小和个数等,设计人员应全面考虑这些参数,以进行物理优化。
               (5)确定数据的完整性与安全性约束。
               进行物理设计时不仅要考虑所选用数据库管理系统提供的安全机制和完整性约束,还要考虑用户使用制度、应用程序、计算机系统等各个涉及具体应用的方面。
               (6)考虑数据恢复方案。
               数据库的物理设计阶段也要考虑数据库的恢复问题,采取必要的物理措施和手段,为突发事件和故障后的恢复做好准备,提供必要的物理工具。
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第52题    在手机中做本题