数据库系统设计与开发
数据库设计与开发技术研究
数据库设计与开发技术研究一、引言数据库设计与开发技术是现代信息化建设不可或缺的一项基础工作，其涉及的技术和知识领域十分广泛和复杂。
随着数字化时代的到来，数据库的应用越来越广泛，我们必须对其进行深入研究和开发。
二、数据库设计数据库设计是数据库开发的第一步，是指根据实际业务需求对数据库进行设计，包括数据建模、数据关系建立、数据处理流程以及数据安全性等方面。
具体包括以下几个方面：1.需求分析需求分析是数据库设计的基础工作，是为了确定数据库的设计方案和实现需求，了解客户需求与系统功能之间的具体关系需要采取设计类软件，如数据库原型软件，ER图等，来对建立的实体模型进行分析。
根据需求分析的结果，确定数据库的建模思路、表结构设计和数据流程图等方案。
2.数据建模数据建模是数据库设计过程中重要的一环，是指将业务需求、数据结构及约束规则转化为数据模型，通常采用E-R图、UML等方法建立模型，包括实体、属性、关系及操作等内容。
数据建模的核心是确定各个实体之间的关系。
3.表结构设计表结构设计是数据库设计中关键的步骤，是指在数据建模的基础上设计表的结构、字段及约束规则，这是保证数据系统正常工作的重要环节。
表结构设计必须考虑到多种因素，如系统的可扩展性、查询效率、数据完整性等。
4.数据处理流程设计数据处理流程设计是指将业务流程和数据操作结合起来，以确保系统的业务处理高效规范。
这是数据库设计的重要组成部分，如何让数据库更好的支持业务需求，需要考虑基于多种业务场景的不同数据处理流程。
5.数据安全性设计数据安全性设计是数据库设计不可缺少的一部分，主要包括权限管理、数据加密、备份与恢复、审计跟踪等。
这是为了保证数据系统安全、可靠和稳定运行。
三、数据库开发技术数据库开发技术是将数据库设计细化到实际开发过程中的一系列技术和操作。
包括以下几个方面：1.数据验证数据验证是开发过程中非常重要的一部分，目的是为了保证数据的正确性和完整性。
在开发过程中必须对数据进行验证，错误数据及时处理和通知，防止出现“脏数据”。
数据库系统的设计和开发
数据库系统的设计和开发随着信息技术的快速发展，数字化时代的到来，各行各业对于大数据的需求越来越强烈。
数据库系统作为数字化时代中不可或缺的重要组成部分，承担着存储、管理、分析等任务，越来越受到各行各业的广泛应用。
本文将围绕数据库系统的设计和开发展开讨论，从多个角度进行分析。
一、数据库系统的概述数据库系统是指一个能够进行数据管理和处理的软件系统，它通过特定的数据结构、存储方法和操作语言等功能，使用户能够方便地存取、管理和处理数据。
随着信息技术的发展，数据库系统已经成为各个领域中不可或缺的数据管理和处理工具，它在政府、金融、医疗、教育、企业等领域都有着广泛的应用。
数据库系统的基本架构包括三部分：数据结构、数据操作和数据存储。
其中，数据结构指的是数据在数据库系统中的组织方式，数据操作指的是用户对于数据库系统中数据的操作方式，数据存储指的是数据在数据库系统中的存储方式。
二、数据库系统的设计流程数据库系统的设计是一个非常重要的过程，其设计质量直接影响着数据库系统的性能、可靠性和安全性。
数据库系统的设计流程主要包括以下步骤：1.需求分析：根据用户的需求，确定数据库系统的具体功能、数据结构以及操作方式等。
2.概念设计：根据需求分析的结果，设计数据库系统的概念模型，确定数据之间的关系、属性以及约束条件等。
3.逻辑设计：将概念模型转换为数据库系统的逻辑模型，确定表之间的关系、属性以及完整性约束等。
4.物理设计：将逻辑模型转换为实际的物理存储方式，包括对数据库系统的数据结构、索引、存储和文件管理等方面进行设计。
5.实施和测试：根据物理设计的结果，开发数据库系统并进行测试，确保系统的稳定性、可靠性和安全性。
6.维护和优化：随着用户需求的变化，数据库系统需要不断地进行维护和优化，保证其功能和性能不断得到优化。
三、数据库系统的开发平台随着数据库系统的应用越来越广泛，各种各样的数据库系统在市场上应运而生。
目前，常见的数据库系统开发平台主要有以下几种：1.Oracle：Oracle数据库系统是目前世界上最为广泛使用的企业级关系型数据库管理系统，具有高度的可靠性、高效性和安全性。
小型数据库系统设计与开发
小型数据库系统设计与开发随着信息化时代的到来，数据库系统在各行各业中扮演着越来越重要的角色。
小型数据库系统的设计与开发是一项关键任务，它能帮助组织和企业有效管理和存储数据，并支持各种业务需求。
本文将介绍小型数据库系统的设计原则和开发过程，旨在帮助读者理解并应用这一技术。
在小型数据库系统的设计过程中，需按照以下几个步骤进行：1.需求分析：在设计数据库系统之前，首先需要明确系统的需求。
这包括确定并理解业务流程，收集和分析数据需求，并制定相应的设计目标。
例如，如果设计一个学生信息管理系统，需确定需要存储的数据字段，如学生姓名、年龄、学号、成绩等。
2.概念设计：在明确需求后，进行概念设计。
这一阶段主要涉及实体关系建模（ERM）和实体关系图（ERD）的设计。
ERM是一种用于描述实体、属性和实体之间关系的图形化表示方法，ERD则是基于ERM的图。
通过绘制ERD，可以清晰地表示实体和它们之间的关系，有助于后续的物理设计。
3.物理设计：在概念设计完成后，进行物理设计。
这一阶段主要包括将ERD转化为数据库模式的过程。
在物理设计中，需确定数据库的存储引擎、表的结构、索引和约束等。
此外，还需考虑性能优化和数据安全性等问题。
4.数据库开发：在数据库设计完成后，进行数据库开发。
这一阶段主要包括创建数据库、表和索引，定义视图、存储过程、触发器等，同时进行数据导入和数据验证等工作。
在开发过程中，可以使用各种数据库管理系统（DBMS）和相应的开发工具，如MySQL、Oracle、SQL Server等。
5.测试和调试：数据库开发完成后，需要进行测试和调试。
这包括对数据库进行逻辑和物理测试，验证数据库的正确性和稳定性。
同时，还需测试系统的性能和并发性能，以确保系统能够在实际应用场景中正常运行。
6.部署和维护：当数据库系统通过测试后，可以进行系统部署。
这包括将数据库系统部署到实际环境中，并进行相应的配置和优化。
部署完成后，还需要进行系统的持续维护，包括数据备份和恢复、性能监测和优化等。
使用access建立学生信息管理数据库系统设计与开发方案
使用access建立学生信息管理数据库系统设计与开发方案目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 学生信息管理数据库系统概述2.1 数据库系统的定义与作用2.2 Access数据库介绍2.3 学生信息管理数据库系统的需求与挑战3. 设计阶段3.1 数据库需求分析与设计原则3.2 实体关系模型（ER模型）的设计3.3 数据表设计与字段定义4. 开发阶段4.1 Access数据库创建与数据导入4.2 表格、查询、报告和表单的设计与使用4.3 安全性和权限设置的考虑5. 结论与展望5.1 总结主要内容和贡献5.2 可能存在的问题和改进方向1. 引言1.1 背景和意义随着信息技术的不断发展，学生信息管理在现代教育中变得越来越重要。
学校、大学和其他教育机构需要有效地管理和维护每个学生的信息，包括个人资料、课程成绩、出勤记录等。
传统的手工管理方式已经无法满足日益增长的数据量和复杂的处理需求，因此建立一个高效、可靠的学生信息管理数据库系统成为当下迫切需要解决的问题。
本文旨在使用Access软件作为开发工具，提出一种学生信息管理数据库系统设计与开发方案，以满足学校和教育机构对于高质量数据管理的需求。
通过该系统，用户可以快速而准确地查询、统计和分析学生相关信息，并能进行灵活且安全地权限控制。
1.2 结构概述本文将分为五个主要部分进行阐述。
首先，在引言部分（第一章），我们将介绍本篇文章的背景意义以及整体结构概述。
接着，在第二部分中，我们将简要概述学生信息管理数据库系统，并介绍数据库系统的定义与作用、Access数据库的特点以及建立该系统所面临的需求与挑战。
然后，在第三部分中，我们将探讨设计阶段的重要内容，包括数据库需求分析与设计原则、实体关系模型（ER模型）的设计以及数据表设计与字段定义。
随后，在第四部分中，我们将详细描述开发阶段的步骤和方法，包括Access数据库创建与数据导入、表格、查询、报告和表单的设计与使用，以及安全性和权限设置的考虑。
数据库设计与开发
数据库设计与开发数据库在现代信息化时代发挥着重要的作用，它是组织和管理数据的核心工具。
数据库设计与开发是建立高效、可靠的数据库系统的关键步骤。
合理的数据库设计和灵活的开发方法将有助于提高系统的性能和可维护性。
一、数据库设计数据库设计是指根据需求和目标，将现实世界中的数据组织成数据库系统的过程。
它包括数据建模、规范化、数据库对象的定义等环节。
1. 数据建模数据建模是数据库设计的基础，它通过实体关系图（ER图）来描述现实世界中的实体、属性和它们之间的关系。
在数据建模过程中，需要确定实体的属性、实体间的关系以及实体的主键和外键等信息。
2. 规范化规范化是数据库设计的重要步骤，它通过消除数据冗余和提高数据一致性来提高数据库的性能和可维护性。
常用的规范化方法包括第一范式、第二范式和第三范式等。
3. 数据库对象的定义数据库对象的定义是指根据实体关系图设计和创建数据库中的表、视图、索引、存储过程等对象。
在定义数据库对象时，需要考虑到数据的完整性约束、数据类型、索引优化等因素。
二、数据库开发数据库开发是指根据需求和设计方案，实现数据库系统的过程。
它包括数据库的创建、数据迁移、编写SQL语句以及性能调优等环节。
1. 数据库的创建数据库的创建是通过数据库管理系统（DBMS）提供的工具或命令来完成的。
在创建数据库时，需要指定数据库的名称、字符集、校对集等参数，并设置好权限和安全策略。
2. 数据迁移数据迁移是将现有数据从旧系统或其他数据源导入到新的数据库系统中的过程。
在数据迁移过程中，需要保证数据的完整性和一致性，同时考虑到数据量的大小和性能的要求。
3. 编写SQL语句编写SQL语句是数据库开发的核心内容，它包括数据查询、数据插入、数据更新、数据删除等操作。
编写高效的SQL语句可以提高数据库的响应速度和性能。
4. 性能调优性能调优是数据库开发中重要的一环，它通过对数据库的索引、查询语句、表结构等进行调整和优化，提高数据库的响应速度和并发能力。
使用access建立学生信息管理数据库系统设计与开发
使用access建立学生信息管理数据库系统设计与开发1. 引言1.1 概述：学生信息管理在现代教育领域中起着至关重要的作用。
随着教育数据量的不断增加，传统的手工管理方式已无法满足快速准确的信息处理需求。
因此，利用计算机技术来构建学生信息管理数据库系统成为了一种更加高效和可靠的管理方式。
本文将介绍如何使用Access软件进行学生信息管理数据库系统设计与开发。
1.2 文章结构：本文共分为五个部分，具体内容如下：第一部分是引言部分，首先对整篇文章进行概述，并介绍文章的结构和目标。
第二部分是学生信息管理数据库系统设计与开发部分。
这一部分主要介绍了关于数据库系统的基本知识和原则，并详细讲解了数据表的设计以及表之间关系和连接的设计。
第三部分是关于Access数据库的使用及配置。
在这一部分中，我们将会简要介绍Access软件，并演示如何创建新数据库以及设置数据表和字段属性。
第四部分是关于学生信息管理功能实现与开发。
这一部分将详细说明如何通过编程实现添加、查询、修改和删除学生信息等功能。
最后，第五部分是结论与展望。
我们将总结全文内容，并探讨学生信息管理数据库系统的可拓展性分析和未来发展方向。
1.3 目的：本文章旨在帮助读者了解学生信息管理数据库系统的设计与开发过程。
通过使用Access软件，我们可以实现高效、准确地管理和处理大量教育数据，提高教育行政工作的效率。
读者将能够学习到如何进行数据库系统设计以及利用编程实现各项功能。
希望本文对相关领域的研究人员、教育工作者和开发人员有所启发，为他们在学生信息管理方面提供一定的参考和指导。
2. 学生信息管理数据库系统设计与开发2.1 数据库系统介绍在学生信息管理中，使用数据库系统可以方便地存储和管理大量的学生数据。
数据库系统能够提供高效的数据检索和更新功能，同时也具备安全性和可靠性。
2.2 数据表设计在设计学生信息管理数据库系统时，需要考虑到各种学生相关的信息，例如学号、姓名、班级、性别、出生日期等等。
数据库系统设计及实现
数据库系统设计及实现近年来，随着互联网时代的到来，数据已经成为了企业运营和决策的重要依据。
而要将这些数据有效地使用起来，就需要一个高效、灵活和安全的数据库系统。
数据库系统设计和实现不仅是一个技术问题，更是一个需要综合考虑业务需求、数据分析和软件工程的复杂课题。
数据库系统设计和实现的主要步骤包括需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现和测试六个阶段。
下面我们逐一介绍这些阶段。
需求分析是数据库系统开发的第一步。
在这个阶段，开发人员需要与用户进行深入的沟通，确定用户的需求和业务规则，同时对数据进行分类和归档。
需求分析的目的是确保数据库系统能够满足用户的实际需求，避免后续开发过程中出现沟通不畅的问题。
概念设计是数据库系统的蓝图设计。
在这个阶段，开发人员需要根据用户的需求和业务规则，设计一个全面、明确且合理的数据模型，以便于后续的开发和实现。
此外，还需要进行概念层次的分析和设计，以确保整个数据库系统具备合理的数据架构和关系。
逻辑设计是数据库系统的具体设计。
在此阶段，开发人员需要更加详细地进行数据库模型的设计和细化，包括数据结构、数据属性、数据关系等细节。
同时，在此阶段需要对每个模块进行一个详细的设计，确保每个模块具备良好的扩展性、可维护性和可用性。
物理设计是数据库系统的存储设计。
在这个阶段，开发人员需要考虑存储介质的种类、传输速度、存储空间等因素，以便于高效地存储和使用数据。
同时，开发人员也需要对数据的备份和恢复等方面进行规划和设计，以确保数据的安全和完整性。
实现和测试是数据库系统设计和实现的最后一步。
在此阶段，开发人员需要按照先前的设计方案，进行代码编写和数据库的实现。
同时，也需要对数据库系统进行全面的测试和验证，以确保数据库系统的稳定性、功能性和安全性。
测试应该模拟真实的操作过程，涵盖尽可能多的数据操作情景，以检验数据库系统的正确性和可靠性。
总的来说，数据库系统的设计和实现是一个需要耐心和细心的过程。
数据仓库系统的设计与开发课件
建立一个数据仓库系统的参考步骤 数据仓库系统的生命周期 创建数据仓库系统的两种思维模式 数据仓库数据库的设计步骤
2024/7/24
数据仓库与数据挖掘
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建立一个数据仓库系统的参考步骤
数据仓库系统的建立是一个复杂而漫长 的过程。涉及到： 源数据库系统 数据仓库对应的数据库系统 数据分析与报表工具 ……
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数据仓库与数据挖掘
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根据分析需求与信息包图制作雪花图
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数据仓库与数据挖掘
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雪花模型对星型模型的维度表进一步标准化，对星型 模型中的维度表进行了规范化处理。
在SQL Server 2005数据库环境中安 装数据仓库组件、示例和工具
利用示例数据仓库 （AdventureWorks DW）环境及帮 助系统学习
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数据仓库与数据挖掘
30
3.3 使用SQL Server 2005建立多维 数据模型
创建一个新的数据仓库分析项目 定义数据源 定义数据源视图 定义多维数据集 部署“销售分析示例”项目 浏览已部署的多维数据集 提高多维数据集的可用性和易用性
事实表的特征有：
数据仓库与数据挖掘
记录数量情况
维度表情况
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事实表的类型与设计
事实是一种度量，所以事实表中的这种指标往往 需要具2有024数/7/值24 化和可加性的特征。即： 要考虑决策分析的需要（必要的数据） 要考虑系统运行的需要（派生的数据）
数据库管理系统的设计与开发
数据库管理系统的设计与开发I. Introduction数据库管理系统（DBMS）是一种用于管理和维护数据的软件，该软件为用户提供了一种处理和存储数据的方式，以及一种查看和管理数据的方式。
数据库管理系统由三个部分组成：数据库、数据库管理系统程序和用户。
本文将介绍数据库管理系统设计和开发的相关内容。
II. 数据库设计数据库设计是指为特定应用程序创建数据库结构的过程。
这个过程涵盖了从需求分析开始到最后的实现和测试，过程中需要优化数据结构和操作。
因此，数据库设计是数据库管理系统开发的第一步。
在数据库设计过程中，需要做出以下决策：1. 选定数据模型：在设计数据库时，需要选择数据模型。
常见的数据模型有关系数据模型、对象模型、文档模型和键值模型等。
不同的数据模型适用于不同类型的数据存储需求。
2. 确定数据结构：需要确定数据实体和它们之间的关系，然后设计出与之对应的关系模式。
对于关系型数据库的设计，需要定义表之间的关系，包括主键、外键和索引。
3. 设计数据完整性规则：数据库设计过程中，需要考虑数据完整性，确保数据存储整洁、唯一和正确。
为了实现这一点，可以采用数据完整性约束、触发器和存储过程等方式。
4. 构建物理结构：最后，需要考虑物理结构的设计，包括数据的分区、索引、表空间和存储等。
III. 数据库开发在数据库设计完成后，就可以开始数据库开发。
数据库开发包括数据模型实现、存储过程开发和数据访问层开发等。
1. 数据库实现：数据建模工具，比如ERWin，CA ERWin Data Modeler和PowerDesigner等可用于实现数据模型。
使用这些工具可以生成SQL脚本，生成表、索引、存储过程和触发器等数据库对象。
2. 存储过程开发：存储过程是一组已编译且存储在数据库中的SQL语句，是一种高效的查询方式，可以大大提高查询效率。
数据库存储过程的开发需要熟悉语句块的编写方法、程序设计和优化等方面。
使用存储过程可以在保证数据安全性的同时，实现查询效率的提高。
数据库系统设计与开发
–3)待开发系统的总体方案（如前所述）。
–4)经济可行性分析包括系统的投资、运行费用、经 济效益及社会效益。
–5)技术可行性分析主要包括对技术的评估。
–6)系统可行性分析分析系统运行对管理思想、管理 体制和变革的要求，系统运行和有关法律法规的相 互作用。
–7)结论。对可行性研究的简要总结。
功能分析建立在用户需求和数据分析基础上，它 通常是系统模块划分和应用程序菜单设置的依据。
5.1.2 需求分析
–功能数据分析
反映系统全貌的数据流程图与数据、功能详细分 析完成后，为保证总的系统描述和细节情况相一致， 需要进行整理和审核，这一过程称为功能数据分析。
功能数据分析可以使用填写数据功能格栅图等方 法，如果完成某功能所需的数据不存在，需在数据 字典中添加项目；如果数据字典中的数据没有任何 一个功能使用，那么它可能是多余的或者在功能分 析中有遗漏。
• 需求分析阶段的方法：
–检查文档资料：收集检查与目前系统相关的文档资 料、表格、报告、文件
–面谈：找出事实、确认事实、澄清事实
–观察业务处理：跟班作业
5.1.2 需求分析
–研究：从计算机行业杂志、参考书和Internet上获 取其他人解决问题的信息，也可能直接得到相关问 题的解决方案或软件包。
–问卷调查：调查建议和意见，诸如：“当前使用什 么报表，是否存在问题”等等。
–确定系统范围，产生系统范围图
在和用户经过充分讨论的基础上，确定计算机所能 进行数据处理的范围，确定哪些工作由人工完成， 哪些工作由计算机系统完成，即确定人机界面。
–分析用户活动所涉及的数据，产生数据流图
深入分析用户的业务处理，以数据流图(Data Flow Diagram,DFD)形式表示出数据的流向和对数据所进行 的加工。DFD有四个基本成分：数据流、加工或处理、 文件、外部实体。DFD可以形象地表示数据流与各业 务活动的关系，它是需求分析的工具和分析结果的 描述手段。
数据库系统设计与开发
北京邮电大学软件学院
郭文明 2016.9
《数据库设计与开发》讲义Leabharlann 2.2.1.1安全性控制措施
• 自主存取控制
– 用户权限的要素：数据对象和操作类型；
关系系统中的存取权限 数据对象 模式
模式 外模式 内模式
操作类型
建立、修改、检索 建立、修改、检索 建立、修改、检索 增、删、改、查 增、删、改、查
数据
• 审计
– 审计功能把用户对数据库的所有操作自动记录下来 放入审计日志（Audit log）中。DBA可以利用审计 跟踪的信息，重现导致数据库先有状况的一系列事 件，找出非法存取数据的人、时间和内容。 – 审计可以对于某一表进行审计，也可以对于某一用 户进行审计。
• 例：如果发现一个账户的余额不正确，可以跟踪所有在这 个帐户上的更新，从而找到执行这个更新的用户；也可以 进一步跟踪这些用户所有的更新来找到其他错误或欺骗性 的更新。
北京邮电大学软件学院
郭文明 2016.9
《数据库设计与开发》讲义
2.2.1.2 用户管理
• 数据库应用系统有合法的用户名单，为了访问 一个数据库，用户须用该数据库确认有效的用 户名和口令运行应用程序，连接到数据库中。 对不同用户可以授予不同权限，每个用户只能 在自己权限范围内活动。不同用户有不同的权限,责
• 例：grant references(branch-name) on branch to U1
将参照branch关系中branch-name的权限授予U1用 户，则删除branch中与U1相关的行时将不能被删除。
• 特殊权限：all priviledges 所有权限 • 特殊用户：public 系统中所有当前用户和将来用 户。
工程数据库开发与设计
工程数据库开发与设计工程数据库开发与设计是现代工程管理中不可或缺的一部分。
它为现代企业提供了存储和管理大量数据的平台，其目的是实现对复杂的业务过程进行有效的跟踪和管理。
随着工业化和信息化的不断深入，数据库已经成为了许多企业进行数据管理、业务流程自动化和客户服务的重要工具。
在数据库开发与设计过程中，必须考虑到数据库的可扩展性、易用性和安全性。
为了使数据库开发顺利、实用性强，必须首先明确需求，并将需求映射到数据库设计中。
在工程数据库开发与设计中，可通过以下步骤实现数据库的成功建立：1.需求调研：对业务需求进行详细的了解，并结合实际情况做出完整且精确的数据模型，从而把握好数据库处理的方向，提高效率和质量。
2.数据模型设计：在完整了解业务需求的基础上，制定出逻辑数据设计方案，让数据更好的同业务流程相结合。
3.数据规范设计：根据业务数据，制定并规划出数据规范，以确保数据的正确性、唯一性和一致性。
4.数据库实现：在数据规范设计的基础上，进行数据库实现。
5.系统测试：搭建测试环境，进行系统测试，确保系统的稳定性、可用性及安全性。
6.系统部署：确认系统运作稳定后，开始进行系统部署并并开发数据迁移方案。
数据库开发与设计不仅提高企业数据管理的效率，还可以减少人工的工作量，提高数据处理的准确度和安全性。
此外，将工程数据库与其他系统进行整合，还能带来更多的好处。
比如说，工程数据库能够与ERP和PLM系统进行紧密的集成，将工程数据与经营活动相结合，促进企业高效的运营。
此外，工程数据库与CRM系统的整合能够大大增加企业的市场份额，提高客户体验和满意度。
总之，工程数据库开发与设计是现代企业不可或缺的一部分。
通过它的实施，企业可以更好地管理和维护数据，提高生产、销售和客户服务的效率。
在进行工程数据库开发和设计过程中，必须考虑到不同的业务需求，同时也要重视数据安全性、一致性和可扩展性。
如果能够把握以上几点，那么最终实现更好的数据库建设将应该不成问题。
数据库管理系统的设计与实现
数据库管理系统的设计与实现1. 简介数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是一种用于管理和组织数据的软件系统。
本文将介绍数据库管理系统的设计和实现。
2. 设计过程数据库管理系统的设计过程包括以下几个步骤：2.1 需求分析在设计数据库管理系统之前，首先需要进行需求分析。
通过与用户的沟通，了解他们的需求和期望，并确定数据库系统的功能和特性。
2.2 概念设计在概念设计阶段，设计人员将收集到的需求转化为概念模型。
这个模型描述了数据库中需要存储的实体、属性和它们之间的关系。
2.3 逻辑设计在逻辑设计阶段，设计人员将概念模型转化为逻辑模型。
逻辑模型使用数据库模型，如关系模型或面向对象模型，来表示数据实体和它们之间的关系。
2.4 物理设计在物理设计阶段，设计人员将逻辑模型转化为物理模型。
物理模型定义了数据的存储和访问方式，包括表、索引和其他存储结构的设计。
2.5 实施和测试在实施和测试阶段，设计人员将设计的数据库管理系统实施到实际环境中，并进行测试和验证，确保系统的功能和性能符合要求。
3. 实现技术数据库管理系统的实现可以使用多种技术和工具。
下面介绍几种常用的实现技术：3.1 关系型数据库关系型数据库是一种基于关系模型的数据库。
常见的关系型数据库管理系统包括MySQL、Oracle和SQL Server等。
它们使用结构化查询语言（SQL）进行数据的存储和查询。
3.2 非关系型数据库非关系型数据库是一种不使用表格和SQL的数据库。
常见的非关系型数据库管理系统包括MongoDB和Redis等。
它们适用于处理大量的非结构化数据。
3.3 数据库管理工具数据库管理工具可以帮助开发人员管理和维护数据库，提供图形界面和命令行接口。
常见的数据库管理工具包括phpMyAdmin、Navicat和DBeaver等。
4. 总结数据库管理系统的设计和实现是一个复杂的过程，需要综合考虑需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计和实施测试等多个方面。
数据库设计与开发
数据库设计与开发数据库是指在计算机系统中，存储有组织、相关数据的集合。
它是应用程序存储数据的地方，用于存放和管理大量的数据。
数据库设计和开发是建立和维护一个高效、稳定的数据库系统所必需的关键步骤。
本文将着重探讨数据库设计和开发的重要性、基本步骤以及一些最佳实践。
一、数据库设计和开发的重要性数据库设计和开发是企业重要的信息技术基础设施。
一个良好的数据库设计可以帮助企业实现高效的数据管理和信息查询，提高业务流程的自动化程度，提升企业的决策能力和竞争力。
通过数据库开发，企业可以提供高质量的数据服务，满足用户的需求，提升用户体验，并加强数据的安全性和可靠性。
二、数据库设计和开发的基本步骤1. 需求分析：在数据库设计和开发之前，首先需要了解用户的需求。
通过与用户的沟通和分析，明确数据的结构、关系和操作。
2. 概念设计：概念设计是数据库设计的第一步，目的是建立一个高层次的数据模型。
根据需求分析的结果，设计出数据模型，包括实体、属性和关系。
3. 逻辑设计：逻辑设计是在概念设计的基础上，将数据模型转化为数据库管理系统（DBMS）可以理解和执行的逻辑结构。
它包括表的设计、数据类型定义、完整性约束等。
4. 物理设计：物理设计是根据逻辑设计，将数据库模型转化为实际的数据库系统。
它包括数据的存储结构、索引、查询优化等。
5. 实施与测试：在数据库设计和开发完成后，需要进行实施与测试。
验证数据库的正确性、性能和可用性，确保系统的稳定运行。
6. 数据库维护：数据库维护是数据库设计和开发的一个持续过程。
通过定期备份、安全管理和性能监控等手段，确保数据库系统的可靠性和稳定性。
三、数据库设计和开发的最佳实践1. 正确的命名规范：合理的命名规范可以提高数据库的可读性和可维护性。
使用有意义的名字来命名表、字段和索引，避免使用无意义的缩写和符号。
2. 数据库索引优化：通过合理地创建和使用索引，可以提高查询效率和性能。
需要根据查询频率和数据访问模式来选择合适的索引策略。
数据库设计与软件开发的关系
数据库设计与软件开发的关系数据库设计和软件开发是紧密相关的两个概念，它们在信息技术领域中扮演着重要角色。
数据库设计是指设计和组织数据库系统的过程，而软件开发则是指开发应用程序以满足用户需求的过程。
两者之间存在密切的相互依赖和交互关系。
本文将探讨数据库设计和软件开发之间的关系以及它们在信息系统中的作用。
1. 数据库设计的重要性数据库设计是为了构建高效、可靠、安全的数据库系统而进行的规划和设计过程。
它考虑到数据的组织、存储和检索方式，以及数据之间的关系和完整性。
一个合理的数据库设计可以提高数据库系统的性能和可维护性，使数据处理更加简便和高效。
2. 软件开发的关键任务软件开发是通过编写代码和实现功能来满足用户需求的过程。
它包括需求分析、系统设计、编码、测试和部署等阶段。
在软件开发中，数据库设计起到重要的支持作用，它为软件提供了可靠的数据存储和管理，为软件的数据操作提供了基础。
3. 数据库设计在软件开发中的作用数据库设计在软件开发中扮演着承上启下的角色。
首先，数据库设计为软件开发者提供了一个良好的数据结构，使得数据可以更好地组织和存储。
这为软件开发提供了一个坚实的基础，使得软件的功能能够得以实现。
其次，数据库设计决定了软件开发中数据的操作方式和效率。
良好的数据库设计可以提高数据的检索和更新效率，从而改善软件的性能。
反之，如果数据库设计不合理，会导致数据操作复杂、效率低下，甚至可能出现数据冗余和不一致等问题。
另外，数据库设计还可以通过定义适当的数据约束和数据关系，保证数据的完整性和一致性。
这对于软件开发来说尤为重要，因为一个健壮的软件系统需要以可靠的数据为基础，避免数据错误和不一致带来的问题。
4. 软件开发对数据库设计的要求软件开发对数据库设计有以下几个方面的要求：首先，数据库设计应与软件开发的需求相适应。
数据库与软件功能密切相关，因此数据库设计应根据软件的需求进行，满足软件开发的要求和目标。
其次，数据库设计应充分考虑数据的完整性和一致性。
数据库管理系统的设计与开发研究
数据库管理系统的设计与开发研究随着信息化的发展，各个领域的数据管理变得越来越重要。
而数据库管理系统就是一个在企业、机构、政府和个人生活中经常使用的工具，它可以有效地管理数据，提高数据分析的效率、准确性和安全性。
因此，数据库管理系统的设计与开发研究也越来越受到人们的重视。
一、数据库管理系统的基本概念数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是一种用来创建、管理和维护数据库的软件，它的核心任务是对数据进行管理、存储、检索和更新。
数据库管理系统必须具备以下几个方面的能力：数据定义语言（DDL）、数据操作语言（DML）、数据控制语言（DCL）。
其中，数据定义语言（DDL）主要用于定义数据库中的表、字段、索引、约束等元素。
数据操作语言（DML）用于进行数据查询、插入、更新和删除等操作。
数据控制语言（DCL）则用于控制数据库用户的权限和数据的保密性。
同时，数据库管理系统还具备备份、恢复、事务处理等多种管理和保护数据的功能。
二、数据库管理系统的设计原则在数据库管理系统的设计过程中，需要遵循以下原则：1. 数据库的规范化数据库的规范化是指将数据库中的所有数据进行分解，使得每个实体或属性都只在一个表中出现，避免数据冗余和错误。
规范化可以提高数据库的可维护性和数据的一致性。
2. 数据库的安全性数据库管理系统需要提供安全、可靠的数据存储和访问方法，确保数据的保密性和完整性。
因此，需要对数据库进行加密、访问控制和审计等方面的安全保障。
3. 数据库的性能数据库管理系统需要考虑数据库的性能问题，尽可能地提高数据读写的速度和效率。
这个方面需要考虑数据的存储结构、索引、查询优化等。
4. 数据库的扩展性在数据库管理系统设计时需要考虑其扩展性，包括可扩展性、可移植性、可互操作性和可维护性等方面。
5. 数据库的灵活性数据库管理系统也需要提供灵活性和易于使用的界面，可以支持多种方式的数据查询和分析，以方便用户快速提取和分析数据。
数据库设计与系统开发研究
数据库设计与系统开发研究I. 前言随着信息化的发展，各个企业和机构需要建立自己的信息系统来管理和处理数据，而数据库设计与系统开发就是其中不可或缺的一部分。
本文将深入探讨数据库设计与系统开发研究的重要性和相关技术。
II. 数据库设计数据库设计是指根据数据的性质、结构和使用要求，建立适当的数据模型，设计规范的数据库结构和关系，并将其在计算机系统中实现的过程。
数据库设计必须考虑到许多因素，如数据的完整性、一致性、安全性和可扩展性等。
常用的数据库设计工具有ERwin、PowerDesigner等软件。
1. 数据库设计的步骤（1）需求分析：确定数据处理的目标、内容和条件，明确用户需求，以明确数据的结构和关系。
（2）概念设计：建立数据的概念模型，即用概念模型表示数据元素之间的关系和结构。
（3）逻辑设计：将概念模型转换为逻辑模型，即实体属性关系图（E-R图）。
（4）物理设计：通过逻辑模型得到物理模型，即数据库结构。
（5）实施：包括数据库的创建、修改、安装调试和数据的装入等活动。
2. 数据库设计的原则（1）数据完整性：确保数据正确、完整、唯一和有效。
（2）数据一致性：确保所有层次的数据之间保持一致性，尤其是在数据修改和删除时。
（3）数据安全性：将敏感数据设定为受限访问，以防止未经授权的访问或修改。
（4）数据可扩展性：确保数据库能够适应环境的变化和需求的增长。
III. 系统开发系统开发是指根据用户需求和功能要求，进行计算机系统的设计、开发、测试和实施的过程。
系统开发包括软件开发和硬件开发两个方面。
其中，软件开发是指开发程序，实现信息处理和管理功能；硬件开发则是建立各种计算机设备和网络设施，以支持软件的具体实现。
1. 系统开发的步骤（1）需求分析：了解客户需求和期望，明确功能要求和限制条件。
（2）设计：根据需求分析结果，设计系统架构和组件。
（3）编码：以设计文档为依据，编写源代码。
（4）测试：测试程序的正确性和稳定性，并解决程序中的漏洞和问题。
数据库系统设计与开发
数据库系统设计与开发⽬录⼀、关系数据库系统概述数据：是对事物描述的符号记录，它描述事物中⼈们所感兴趣的特征，它能被计算机识别、存储和处理数据管理：是对数据的分类、组织、编码、存储、查询和维护等活动，是数据处理的中⼼环节数据管理的⽬标：减少数据的冗余度（数据的重复存储）提⾼数据的共享性（⽤户/语⾔/现在未来）提⾼数据的独⽴性（应⽤程序独⽴于数据结构变化）数据管理的三个阶段：⼈⼯ -> ⽂件 -> 数据库（60年代末）数据库技术：数据管理的最新技术，研究数据库的结构、存储、管理和使⽤DBS的组成：数据库：以⼀定的组织形式（数据模型）存放在计算机存储设备上的相关数据的集合数据库管理系统：管理数据库的软件1. 提供多种⾼级⽤户接⼝2. 查询处理和优化3. 数据的安全性控制4. 数据的完整性控制5. 并发控制6. 数据库恢复7. 数据⽬录（数据字典）管理⽤户或应⽤程序1. 基于数据库的应⽤程序及⽤户2. 使⽤简单的终端命令会查询语⾔对数据库进⾏存取操作，即以查询性应⽤为主的⽤户数据库管理员（DBA）：进⾏数据库的规划、设计、协调、维护和管理的⼈员或集体数据库系统的⽣存周期数据库系统的规划数据库设计数据库的建⽴数据库的运⾏、管理和维护数据库的扩充和重构开发数据库系统的有关⼈员1. 数据库管理员：进⾏数据库的规划、设计、协调、维护和管理2. 系统分析员：负责应⽤系统的需求分析和规范说明，与DBA和⽤户⼀起确定DBS的硬件平台和软件设置，参与DBS设计3. 程序设计员：负责设计和编制应⽤系统程序模块，并进⾏调试和安装4. ⽤户：参与可⾏性研究与需求分析关系数据模型与关系模式数据模型 -> ⽤来描述数据的⼀组概念和定义三级数据模型概念数据模型：⾯向客观世界，与DBMS⽆关（E-R）逻辑数据模型：关系数据模型（⾯向⽤户和DBMS）物理数据模型：与DBMS、OS和硬件有关逻辑数据模型的三要素：1. 数据结构 -> 规定如何把基本的数据项组织成较⼤的数据单位2. 数据操作 -> 查询、更新（增、删、改）；定义操作的含义、操作规则和实现操作的语⾔3. 数据约束 -> 是⼀组完整性规则的集合，定义了给定数据模型中数据及其联系所具有的制约和依赖规则数据模式 -> ⽤数据模型对具体数据的描述关系数据模型关系数据库由关系组成（⽤⼆维表表⽰）关系由元组组成（⼆维表的⾏），元组⽆序元组由属性组成（⼆维表的列），属性⽆序属性的取值范围 -- >属性域(原⼦数据的有限集)数据间的关系⽤键（候选/主/主属性/外）隐含表⽰关系中属性的个数 --> 关系的⽬关系中元组的个数 --> 关系的基数关系名+属性名 --> 关系模式候选键：其属性或属性组的值能唯⼀决定其它所有属性的值，⽽它的任何真⼦集⽆此性质主属性 ------- 包含在任何⼀个候选键中的属性⾮主属性 ----- 不包含在任何⼀个候选集中的属性主键（Primary Key(PK)）：当⼀个关系能有多个候选键时，可选定⼀个来标识元组外键（Foreign Key(FK)）：（不是本关系的键）却引⽤了其它关系或本关系的键的属性或属性组关系数据模型中表内不同元组间的联系⽤外键隐含地表⽰关系数据模型中表间（实体间）的联系是⽤外键隐含地表⽰的⼆、约束（四类）1. 域完整性 --> 属性域中的值/由语义决定可否为NULL2. 实体完整性 --> 每个关系都有⼀个主键、值唯⼀、≠NULL3. 引⽤完整性约束 --> 外键引⽤已有的主键值，或为NULL（⾮主属性作为主键）4. ⼀般化完整性约束 --> 由⽤户定义的、和数据的具体内容有关的约束前三个称为隐含约束后⼀个为显⽰约束（可⽤触发器、断⾔、过程）属性为原⼦的 --> 固有约束数据库中完整性约束检查，由DBMS实现或由⽤户负责操作查询是更新的基础操作的对象及运算结果都是关系关系代数完备集（σ，Π，∪, —, × ）σ：在关系中选出符号条件的元组（⾏）----> ⽔平分割（where）Π：选取关系中感兴趣的列，可重排列顺序 -----> 对关系垂直分割（select）×：如：R x S ：⽬为 r+s，基数为基数R x 基数S⋈：只保留⼀个关系中的公共属性关系代数运算与SQL的QL的对应关系：QL 的完整句法：QL 的执⾏过程：三、RDBMS 概述1、层次结构：应⽤层：应⽤程序与DBMS之间的接⼝，包括各种DB应⽤程序语⾔翻译处理层：对数据库语⾔的各类语句进⾏语法分析、视图转换、授权检查、完整性检查、查询优化等数据存取层：将上层的集合操作转换化为单元组操作，完成数据记录的存取、存取路径维护、并发控制、事务管理和数据库恢复等任务，涉及到数据字典的读与写、⽇志⽂件的读与写、加/解锁数据存储层：负责⽂件的逻辑打开、关闭、读写页、读写缓冲等操作，并完成缓冲区管理、内外存交换和外存管理等任务操作系统DB2、DBMS的进程结构1. ⼀个应⽤进程对应⼀个DBMS核⼼进程2. 单进程多线程结构系统只创建⼀个DBMS进程在该进程中：有常驻的公共服务线程、⽤户线程各个线程能在逻辑上并⾏执⾏，共享DBMS的资源3、DBMS与DBS的结构1. 分时系统环境下的集中式数据库系统结构2. ⽹络环境下的客户/服务器结构（C/S）3. 物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构4. 三层结构（B/S结构）： Browser ---> web 服务器 ---> 数据库服务器4、RDBMS功能的实现技术⼀、必备的⽤户接⼝ --> SQL/⾮过程化数据库语⾔交互式SQL：不能编程，访问为主（DDL、QL、DML、DCL）嵌⼊式SQL：将SQL嵌⼊其它程序设计语⾔中，可处理数据⼆、数据⽬录（数据字典或系统⽬录）有关数据库中数据的定义和描述信息是 ---> 元数据元数据组成的若⼲表 --> 数据⽬录数据⽬录的内容：基表、视图的定义存取路径（索引、散列）⽤于查询优化的统计数据数据⽬录的定义和描述等数据⽬录作⽤、定义⽅法、使⽤范围：数据⽬录对DBMS的运⾏必不可少，DBMS频繁访问数据⽬录本⾝不能⽤SQL语句定义，由系统在初始化⽣成，由DBMS维护DBMS⼀般不允许⽤户对之更新，只允许受控查询数据⽬录中的基表的定义被删除，表中数据不能⽤数据⽬录未定义，任何SQL语句都⽆法执⾏三、查询处理与优化1. 数据库的存储结构数据库的存储介质：多级记录的存储结构⽂件结构与存取路径：堆、散列、索引：动态（B+树）、静态（主索引，次索引）2. 查询优化的途径（可综合运⽤）代数优化：改变基本操作的次序依赖于存取路径的优化：结合存取路径（顺序扫描、索引、簇集）的分析考虑各操作的执⾏策略及选择原则规则优化：仅根据启发式规则，选择执⾏的策略（先做选择、投影，后做连接操作等）代价估算优化四、并发控制1）事务的概念DBMS的最⼩执⾏单位，含有若⼲有序的操作遵守ACID准则：原⼦性、⼀致性、隔离性、持久性结束的⽅式：提交成功/失败或⼈为的故障事务的定义和划分：（a）没有显式定义，则由DBMS按缺省规定⾃动划分事务（b）⽤SQL语句显式控制⼀个事务的开始和终⽌2. 并发的概念并发是不同⽤户（事务）同时访问同⼀数据的事件，是不同事务在时间上的交叉执⾏3）事务并发执⾏可能带来的问题不加控制 --> 三种冲突 -- > 三个问题 -- > 数据不⼀致4）事务管理的任务 --> 保证事务的正常执⾏满⾜ACID准则在系统故障时应满⾜ --> 数据库恢复在单事务执⾏时满⾜在多事务并发执⾏时满⾜ -- > 并发控制5）并发控制的正确性准则调度的冲突可串⾏化（⽬前DBMS普遍采⽤）采⽤锁机制：事务在操作前先对数据对象加锁加锁时必须遵守的规则 -- > 加锁协议（相容矩阵）⼏种有代表性的加锁协议：S锁（共享锁）、X锁（排它锁）、U锁（更新锁）S锁：多个事务可封锁⼀个共享页；任何事务都不能修改该页；通常是该页被读取完毕，S锁⽴即被释放X锁：仅允许⼀个事务封锁此页；其他任何事务必须等到X锁被释放才能对该页进⾏访问；X锁⼀直到事务结束才能被释放U锁：⽤来预定要对此页施加X锁，它允许其他事务读，但不允许再施加U锁或X锁；当被读取的页将要被更新时，则升级为X锁；U锁⼀直到事务结束时才能被释放五、数据库恢复1. 故障的概念起因：DBS 硬件、软件故障现象：出现差错后果：导致系统失效、数据丢失DBS 的措施：增强系统可靠性检查差错，将数据库恢复到某个⼀致状态2. 3种恢复技术仅使⽤后备副本（脱机、增量转储、恢复⽤最近后备副本）使⽤后备副本和⽇志⽂件（运⾏记录）利⽤多个副本六、E-R数据模型与E-R图（概念设计）⽤E-R数据模型对现实世界抽象的结果⽤E-R图表⽰三个抽象概念：实体、属性、联系实体（矩形框）：客观存在的且可以相互区分的事物实体集：具有相同性质的实体的集合联系（菱形框）：实体集之间的相互关系（抽象表⽰）联系的元数：与⼀个联系有关的实体集的个数联系的类型：1:1、1:n、m:n属性（椭圆）：实体或联系所具有的特征实体键（下画线）：能够唯⼀标识实体集中某⼀实体的属性或属性组七、逻辑设计任务：将概念结构转换为某个具体的DBMS所⽀持的逻辑结构形成合理的全局逻辑结构（基表），并设计出外模式（视图）对逻辑结构进⾏适当的调整和优化，使之在功能、完整性约束、可扩充性上满⾜⽤户需求主要步骤：概念设计结果 -- > 初始关系模式（E-R图转换成关系模式）1. 实体集实体集 -- > 关系模式实体属性 -- > 关系模式的属性 -- > 修改RDBMS不⽀持的类型实体键 -- > 关系模式的键2. 联系m : n 的联系集 -- > ⽤联系集的属性和两个实体集的键单独构成⼀个关系、新关系的键由两个实体集的键组合⽽成、每个实体键是⼀个外键1 ：n 的联系集 -- > 联系集的属性归⼊ n ⽅关系模式中，并引⽤ 1 ⽅关系中的键，形成外键1 ： 1 的联系集 -- > 联系集的属性归⼊两个关系模式的任⼀个之中，并引⼊另⼀个关系的键，形成外键多元联系集 -- > 联系集的属性与各关系模式的键构成新关系3. 将具有相同实体键的关系模式合并为⼀个关系模式实例：基于 E-R 图做逻辑设计，写出关系模式（单下划线表⽰主键，波浪线表⽰外键(此处⽤斜体表⽰，别问，问就是不知道咋表⽰波浪线)）两个实体对应两个模式，M : N联系对应⼀个模式读者（借书证号，姓名，单位，职称）图书（图书编号，分类号，书名，作者，出版单位，单价）借阅（借书证号，图书编号，借阅⽇期）⼋、函数依赖和关系模式的规范化函数依赖1. 属性之间的约束关系 --> 数据依赖 --> 函数依赖--> 多值依赖-- > 连接依赖2. 函数依赖 -- > ⼀个或⼀组属性的值可以决定其它属性的值，是最基本的数据依赖3. 函数依赖的形式化定义（X -> Y，表⽰ Y 函数依赖于 X）4. 函数依赖成⽴的条件关系的任⼀可能指都满⾜（不仅是当前值）5. 平凡函数依赖与⾮平凡函数依赖⼀个函数依赖 X -> Y 如果满⾜ Y ⊈ X，则为⾮平凡函数依赖，否则称之为平凡函数依赖6. 完全函数依赖与部分函数依赖若 Y 函数依赖于 X，但不依赖于 X 的任何⼦句 X'，则称 Y 完全函数依赖于 X，否则称 Y 部分函数依赖于 X7. 传递函数依赖若关系的三个属性⼦集 X、Y、Z 之间有：X -> Y,Y⇏X,Y->Z则称 Z 传递函数依赖于 X8. 逻辑蕴涵对⼀个关系模式存在的多个函数依赖，可以通过推理，从⼀组已知的函数依赖导出另⼀组函数依赖，两个函数依赖集之间的这种关系称为逻辑蕴涵9. 闭包所有被⼀个已知函数依赖集 F 逻辑蕴涵的那些函数依赖的集合为 F 的闭包10. Armstrong 公理⾃反律扩展律传递律候选键求属性集闭包算法可⽤于推导候选键定义：在关系模式R(U,F)中，若 X ⊆ U，Y ⊆ X, 且满⾜ X -> U, Y⇏U则称 X 为 R 的候选键⽅法：若属性 A 仅出现在所有函数依赖的右部则它⼀定不包含在任何候选键中若属性 A 仅出现在所有函数依赖的左部则它⼀定包含在某个候选键中若属性 A 既出现在函数依赖的右部，⼜出现在左部，则它可能包含在候选键中在上述基础上求属性集闭包未出现函数依赖集中的属性⼀定是主属性关系模式的规范化1. 规范化 -- 使关系模式满⾜某种条件2. 范式NF(Normal Form) -- 关系模式满⾜的条件3. 有多级范式，级别越⾼，条件越严格（共5级，1NF、2NF、3NF(BCNF) -- 模式设计、4NF、5NF -- 理论研究）第⼀范式（1NF）属性都是原⼦的关系模式满⾜第⼀范式可记为 R ∈ 1NF（通常⾃动满⾜）第⼆范式（2NF）如果关系模式 R ∈ 1NF，且它的任⼀⾮主属性都完全函数依赖于任⼀候选键，则称 R 满⾜第⼆范式记为 R ∈ 2NF第三范式（3NF）如果关系模式 R ∈ 2NF，且每⼀个⾮主属性不传递依赖于任⼀键-> 各⾮主属性既不部分依赖也不传递依赖于键，记为 R ∈ 3NFBCNF（Boyce-Codd范式）-- 改进的3NF如果关系模式的所有⾮平凡函数依赖的决定⼦都含有键，记为 R ∈ BCNF满⾜ BCNF 的关系可避免更新异常和数据冗余若 R ∈ BCNF，则 R ∈ 3NF4. 关系模式的分解模式分解分解⽬的：使关系达到某级范式。
基于数据库技术的信息系统设计与开发
基于数据库技术的信息系统设计与开发信息系统设计与开发是一个综合性的任务，它涉及到数据库技术的应用和实践。
在数据库技术的基础上，我们可以设计和开发出高效、稳定和安全的信息系统，为企业和组织提供强大的数据处理和管理功能。
本文将介绍基于数据库技术的信息系统设计与开发的过程和关键点。
一、需求分析和系统设计在进行信息系统的设计和开发前，我们首先需要进行需求分析。
需求分析是确保信息系统能够满足用户需求和期望的重要步骤。
通过与用户沟通和交流，我们可以了解和理解他们对信息系统的功能和特性的需求。
在需求分析过程中，我们可以使用各种工具和方法，如面谈、调研、问卷调查等，以获取准确的需求信息。
在需求分析的基础上，我们可以进行系统设计。
系统设计是指根据用户需求和规范要求，设计出系统的整体结构和模块设计。
在设计过程中，我们需要考虑系统的功能、性能、安全性、可靠性和可维护性等因素。
在系统设计中，数据库技术起到了关键的作用。
我们需要设计数据库的结构和表，确定数据的存储和关系，以及设计数据库的查询和操作模块。
二、数据库设计与开发数据库设计是信息系统设计与开发中重要的一环。
数据库设计需要根据系统需求和数据结构，在数据库中创建表和定义字段。
在设计数据库时，我们需要考虑到数据的类型、长度、约束、索引等因素，以保证数据的一致性和完整性。
另外，在数据库设计中，我们还需要考虑到数据的安全性和性能优化。
通过合理的数据库设计，可以提高系统的性能和查询效率。
在数据库设计完成后，我们可以进行数据库的开发。
数据库开发包括创建数据库、创建表和字段、定义数据结构和编写数据库操作语句等。
数据库开发需要使用数据库管理系统（DBMS）和相应的编程语言，如SQL和PL/SQL。
通过数据库开发，我们可以实现对数据的存储、查询、更新和删除等操作。
数据库开发需要注意数据的一致性和完整性、安全性和性能优化等方面的考虑。
三、系统实施与测试在数据库设计和开发完成后，我们需要进行系统的实施和测试。
基于云计算的分布式数据库系统设计与开发
基于云计算的分布式数据库系统设计与开发在当今互联网时代，数据的规模不断增长，传统的中心化数据库系统已经无法满足大规模数据处理和存储的需求。
为了解决这一问题，分布式数据库系统应运而生。
而基于云计算的分布式数据库系统更是将分布式数据库系统与云计算技术相结合，为用户提供了更加灵活、可扩展的数据处理和存储方案。
基于云计算的分布式数据库系统设计与开发是一个涉及多个领域知识的复杂任务。
在系统设计方面，需要考虑数据的分片和分布、数据一致性、冗余备份等问题。
而在系统开发方面，需要使用适当的分布式计算框架和技术，如Hadoop、Spark等，以实现数据的并行处理和分布式存储。
首先，在设计分布式数据库系统时，一个重要的考虑因素是数据的分片和分布。
分片是将一个大型数据库分成多个小片段，分散储存在不同的节点上。
这样可以提高系统的可扩展性和性能。
分布方案可以基于数据的不同属性进行，如按时间、按地理位置等等。
此外，还需要考虑数据的一致性，即数据在多个节点上的副本是如何保持一致的。
可以采用两阶段提交或Paxos算法等技术来实现数据的一致性。
其次，在开发分布式数据库系统时，可以选择适当的分布式计算框架和技术来实现数据的并行处理和分布式存储。
Hadoop是一个被广泛应用的分布式计算框架，它提供了分布式文件系统HDFS和分布式计算框架MapReduce。
使用Hadoop可以方便地进行大规模数据的存储和处理。
另外，Spark是一个快速的、通用的分布式计算系统，它支持内存计算和迭代计算，并提供了丰富的API和库。
Spark可以替代Hadoop的MapReduce，提供更高效的数据处理能力。
除了分布式计算框架，还需要考虑数据的可靠性和容错性。
为了确保数据的安全性和可靠性，可以采用冗余备份的策略，将数据存储在多个节点上。
当一个节点发生故障时，其他节点上的副本可以继续提供服务，确保系统的可用性。
此外，还可以使用数据复制和数据恢复机制，来处理节点故障或数据的丢失问题。
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《数据库设计与开发》讲义
4.2.1 ORACLE数据库实例组成
• 实例中每一个进程都有各自的一个内存块，该内存块 用于保存私有变量、地址堆栈和其他运行时的信息。 • 进程间使用公共共享区并在公共共享区内完成它们的 工作。公共共享区是能够在同一时间内被不同程序和 不同进程读写的一块内存区。该内存块称为系统全局 区(SGA)。因为SGA驻留在一个共享内存段中，所以它 经常被称作共享全局区。 • 后台进程就像数据库的手，是直接处理数据库的组件； SGA就像大脑，在必要时间接地调度手处理它们的信息 与存储检索。SGA参与发生在数据库中全部的信息和服 务器的处理。 • 单用户的Oracle配置(Personal Oracle Lite)，不使 用多进程执行数据库的功能。相反，所有的数据库功 能由一个Oracle进程完成。由于这个原因，单用户也 称为单进程Oracle。
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《数据库设计与开发》讲义
4.2.1.1 ORACLE內存结构
–共享池： 库高速缓存存储已提交给RDBMS的SQL语句 文本、分析过的格式与执行计划，以及已被 执行的PL/SQL包头与过程等。数据字典高速 缓存存储用于分析SQL语句的数据字典行。 Oracle服务器用库高速缓存来提高执行 SQL语句的性能。当一条SQL语句提交时，服 务器首先查找高速缓存，查看相同的语句是 否已被提交或缓存过。如果有，Oracle使用 存储的语法分析树和执行路径来执行该语句， 使用存储代码可以获得明显的性能提高。
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4.2.1 ORACLE数据库实例组成
用户 进程 服务器 进程 PGA 实例 Shared pool Library cache Data Dictionary cache
PMON SMON
SGA 内存 结构
Database Redo log Buffer cache Buffer cache
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
• SGA组成如下：
–共享池。 –数据库缓冲区高速缓存。 –重做日志缓冲区。 另外oracle9i还有Java pool，8i有Java虚 拟机，解释Java；Java pool是利用数据库技 术解释Java. oracle9i的SGA可以通过SGA_MAX_SIZE被动 态的设置大小，8i不能动态设置。
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
–重做日志缓冲区： 对具有多个CPU的服务器而言，Oracle服 务器不允许使用重做分配闩所书写的重做日 志项所需空间比参数 LOG_SMALL_ENTRY_MAX_SIZE大。相反，进程 必须持有一个重做复制闩。可获得的重做复 制闩的数量等于LOG_SIMULTANEOUS_COPIES 初始化参数的值。 LOG_SIMULTANEOUS_COPIES的缺省值是系统 中CPU的数量。使用重做复制闩，多个进程 能同时写入重做日志缓冲区。 可以使用V$LATCH动态性能视图监控重做 分配闩与重做复制闩。
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
–共享池： 对于使用以前缓存的SQL语句，它必须在所 有方面都与缓存版本完全相同，包括标点符号 和字母的大小写。 库高速缓存包括共享和专用SQL区。共享 SQL区包括SQL语句语法分析树和执行路径；专 用SQL区存储特定的会话信息，一个用户会话 能够一次打开的专用SQL区的数量由init.ora 参数OPEN_CURSORS决定。 库高速缓存中的专用SQL区可更进一步分为 永久区和运行区。永久区中包含合法的信息， 并可应用于SQL语句的多个执行中，而运行区 中仅包含正在被执行的SQL语句的数据。
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
–重做日志缓冲区：重做日志缓冲区用于在内 存中存储未被刷新写入联机重做日志文件的 重做信息。 它是循环使用的缓冲区，当重做日志缓冲 区填满时，将它的内容写入联机重做日志文 件。 重做日志缓冲区的大小是由LOG_BUFFER初 始化参数决定，以字节为单位，决定在内存 中保留多少空间缓存重做日志项。如果这个 值设置得过低，进程之间相互竞争，LGWR进 程读出和写入缓存，有可能会导致性能问题。
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4.2.1.2 ORACLE进程
• ORACLE进程可以理解为一系列执行一定任务、 提供不同服务信息的程序。主要有用户进程、 服务器进程、后台进程三种类型。 • 用户进程：当客户机向ORACLE服务器发出一个 连接请求时，就产生一个用户进程。 数据库用户操纵数据前，首先要建立一个与 数据库服务器的连接(可通过Oracle工具,如 SQL*Plus)，连接的同时产生用户进程，用户 进程并不直接作用于ORACLE服务器，而是与一 个服务器进程进行通信。
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4.2.1.2 ORACLE进程
• 服务器进程：服务器进程接受用户发出的请求， 并根据请求与数据库通信，通过这些通信完成 用户进程对数据库中数据的处理要求，同时完 成对数据库的连接操作和I/O访问。
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4.2.1.2 ORACLE进程
• 用户进程：每个用户进程被分配一部分内存区， 称为进程全局区(PGA)。 当一个用户进程通过专用服务器方式连接数 据库时，用户的会话数据、堆栈空间和游标状 态信息存储在进程全局区中。用户的会话数据 包括安全和资源使用信息；堆栈空间含有为用 户会话指定的本地变量；游标状态区包括运行 时的游标信息、返回的行和游标返回的代码。 如果用户进程通过共享服务器进程方式进行 连接，游标和会话信息被存储在系统全局区 (SGA)中。尽管对整个数据库而言，这并不增加 对内存空间的要求，但是它需要一个更大的系 统全局区来存放这些附加的会话信息。
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4.2 ORACLE数据库实例管理
• Oracle服务器就是数据库管理系统(DBMS)，由 数据库(Oracle database)和实例(Oracle instance)组成。 • 实例是一系列复杂的内存结构和操作系统进程, 它为Oracle客户提供所期望的不同程度的服务。 一个实例只能打开一个数据库，或者说一个数 据库被唯一的一个实例装载。 4.2.1 实例组成 4.2.2 实例创建 4.2.3 监控实例
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
–共享池： 字典高速缓存含有RDBMS引擎分析SQL语句所使用 的数据字典信息。在这个区域中含有段信息、安全 性、访问权限和在可用的自由存储空间等信息。 共享池的大小取决于init.ora文件参数 SHARED_POOL_SIZE，它是以字节为单位的。ORACLE 9i可以通过ALTER SYSTEM SET SHARED_POOL_SIZE动 态设置。 共享区经过长期装卸和卸载数据对象会产生许多 碎片，如果在共享池中没有足够的连续空间用来装 载目标数据，会产生错误。这个问题可以通过运行 SQL命令ALTER SYSTEM FLUSH SHARED_POOL解决。但 是如果在数据库操作时，经常遇到共享池错误，就 必须增大共享池。
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
–数据库缓冲区高速缓存：是影响整个数据库 系统运行的重要因素之一。数据库缓冲区高 速缓存是由与Oracle块相同大小的内存块组 成。所有Oracle操作的数据在使用前被装入 到数据库缓冲区高速缓存中。数据的更新在 内存块中完成。 Oracle根据最近最少被使用(LRU)列表将数 据清出缓冲区高速缓存。LRU列表记录数据块 被访问的频繁程度。当服务器在缓冲区中需 要更多空间来从磁盘读入一个数据块时，它 去访问LRU列表，以确定可以清出哪些块，使 用这种方法，保证最频繁使用的块保存在内 存中。
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
–共享池：共享池包括库高速缓存、数据字典 高速缓存和服务器控制结构（例如数据库字 符集）。 参见下图
库高速缓冲 共享 SQL区 专用SQL区 永久区 运行区 字典高速缓冲 控制结构
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
• 系统全局区：系统全局区是实例的主要部 分。它含有数据维护、SQL语句分析与重做 缓存所必须的所有内存结构。 • 系统全局区的数据是共享的，也就是说， 多个进程可以在同一时间对SGA中的数据进 行访问和修改。所有数据库操作都使用包 含在SGA中某点上的结构。 • 当实例被创建时，分配SGA；当实例关闭时， 释放SGA。
DBWR LGWR
CKPT
Others
后台 进程
• ORACLE实例是指有自己的内存结构和相关的服务 器进程及后台进程的DBMS。 4.2.1.1 内存结构 4.2.1.2 进程
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4.2.1.1 ORACLE內存结构
• ORACLE的内存结构主要有两个内存区域组成： SGA(System Global Area):系统全局区，是 ORACLE实例的基础，是一个共享区域，存放最 近使用的SQL语句、最近使用的数据、最近使用 的数据字典等信息，供各个进程调用。 PGA(Program Global Area):程序全局区，该 区域是一非共享区域，存放会话、排序、游标、 主变量等信息，被服务器进程调用，保证谁的 请求处理结果给谁，谁的排序给谁，用户声明 的、打开的、使用的、关闭的游标是私有的， 用户的主变量不被其他用户干扰。