项目1 掌握数据库基础知识

项目一掌握数据库基础知识

项目导入

数据库技术是信息处理的基础，它不仅反映数据本身所代表的基本信息，还反映数据之间的联系，是相关数据的集合。数据库技术是计算机领域发展最快的学科之一，目前，数据库技术已从第一代的网状、层次数据库系统，第二代的关系数据库系统，发展到以面向对象模型为主要特征的第三代数据库系统。其中建立在关系模型基础上的关系数据库是当前最流行的、应用最广泛的数据库，当前所开发的基于数据库的应用系统基本上都是关系数据库。因此，在本项目中，首先对数据库的基础知识进行初步的讨论，然后对数据库开发所使用的平台SQL Server 2005再作概况的介绍。

项目分析

数据库技术是为了解决计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题，在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据而设计的，所以，数据库是相关数据的集合。

本教材中以学生管理数据库系统为教学案例，以关系数据库技术作为基础，不但需要对数据库的基础理论有一定的了解，同时还需要掌握一种数据库开发平台，即数据库管理系统（DBMS）的使用方法，才能在开发平台上有效地开发出一个实用的学生管理数据库系统。因此，本项目将包括数据库的基础知识介绍和数据库开发平台SQL Server 2005的使用能力训练两部分内容。

能力目标

1.了解学生管理数据库的基本需求；

2.了解数据管理技术的3个阶段；

3.掌握数据库、数据管理系统和数据库系统的基本概念；

4.掌握SQL Server数据库的基本组成和有关知识。

知识目标：

1.能根据实际环境进行数据库应用系统的需求分析和功能设计；

2.具备使用数据库理论分析相关信息抽象数据的能力；

3.了解并掌握数据库开发平台SQL Server 2005的概况和基本设置方法。

任务1 学生管理数据库基本需求

任务要求

根据学生管理的工作流程，对学生管理数据库系统进行整体分析与规划。

1.分析学生管理数据库系统的整体需求，掌握需求分析的基本方法；

2.规划学生管理数据库系统应具备的功能模块。

知识储备

一个数据库应用系统的开发设计通常要经历多个环节，简单地说可以分为对应用系统前台应用界面（应用层）和后台数据库（数据层）设计两个部分的设计，每一部分的设计都是一个庞大、复杂的工程，因此，通常都是结合软件工程的原理和方法进行数据库软件的设计。从一个应用软件开发的角度讲，一个数据库应用系统的一般设计环节如图1-1所示。

就数据库系统的规划设计来讲，一般设计过程包括：需求分析、数据库概念结构设计、数据库逻辑结构设计、数据库物理结构设计、数据库实施及数据库的运行维护6个环节。设计一个数据库应用系统，首先要对系统的应用环境进行分析，掌握用户需求要求，这是整个开发的基础，需求分析的准确与否，关系到数据库应用系统的开发质量，本任务将主要讨论学生管理数据库系统的需求分析这个环节。

1. 需求分析的任务

需求分析是指在开发设计开始阶段，收集用户的功能要求，了解系统的应用环境，对需要使用的数据进行收集整理，建立起一个完整数据集的过程。比如系统的使用用户的种类、相关应用的历史数据、有关表单资料的查阅以及实际运作流程等，从而得出所开发系统的功能运行过程。

用户需求包括数据和处理两部分需求：数据需求是指数据库中存储哪些数据结构；处理需求是指用户要完成什么处理功能，以及对这些处理的响应时间、处理方法等有什么要求。 需求分析阶段的任务主要包括以下几个方面：

图1-1 数据库应用系统开发流程 项目准备 需求分析

数据库 基本理论

数据库规划 数据库实施 系统维护 应用开发 概念结构设计 逻辑结构设计 物理设计 数据库实施 与维护 创建数据库 创建数据表 创建索引 与视图 应用开发案例

系统安全 数据维护

（1） 分析用户活动，产生业务流程图

了解用户当前的业务活动和职能，理清其处理流程。把用户业务分成若干个子处理过程，使每个处理功能明确、界面清楚，画出业务流程图。

（2） 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。

（3） 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，以数据流图形式表示出数据库的方向和对数据所进行的加工。数据流图有四个基本成分：数据流、加工或处理、文件、外部实体。

（4） 分析系统数据，产生数据字典

数据字典提供对数据库时间描述的集中，它的功能是存储和检索各种数据描述，数据字典是数据收集和数据分析的主要成果，在数据库设计中占有很重要地位。

2. 需求分析的方法

调查了解了用户的需求以后，还需要进一步分析和表达用户的需求，用于需求分析的方法有很多种，主要的方法有自顶向下和自底向上两种，其中自顶向下的结构化分析方法（Structured Analysis ，SA ）是一种简单实用的方法。

（1） SA 方法

SA 方法是从最上层的系统组织入手，采用自顶向下、逐层分解的方法分析系统。SA 方法把每个系统都抽象成图1-2所示的数据流图形式。

在SA 方法中，处理过程的处理逻辑常常借助判定表和判定树来描述，系统中的数据则借助数据字典（DD ）来描述。

（2） 数据流图

数据流图（Data Flow Diagram ，DFD ）表达了数据与处理的关系。数据流图中的基本元素如下：

①

表示处理，输入数据在此进行变换产生输出数据。在其中注明处理的名称。

② 图1-2 系统最高层的数据流图

描述一个输入源点或输出汇点。在其中注明源点或汇点的名称。

③箭头：

命名的箭头描述一个数据流。内容包括被加工的数据及其流向，流线上要注明数据名称，箭头代表数据流动方向。

④右开口矩形框：

向右开口的矩形框表示文件和数据存储，要在其内标明相应的具体名称。

（3）数据字典

数据流图表达了数据和处理的关系，数据字典则是系统中各类数据描述的集合，是各类数据结构和属性的清单。它与数据流图互为解释，数据字典贯穿于数据库需求分析直到数据库运行的全过程，在不同的阶段，其内容形式和用途各有区别，在需求分析阶段，它通常包含以下五个部分的内容。

①数据项

数据项是不可再分的数据单位，对数据项的描述，通常包括数据项名、含义、别名、类型、长度、取值范围以及与其他数据项的逻辑关系。

②数据结构

数据结构反映了数据之间的组合关系。一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数据结构组成，或有若干个数据项和数据结构混合组成。它包括数据结构名、含义及组成该数据结构的数据项名或数据结构名。

③数据流

数据流可以是数据项，也可以是数据结构，表示某一加工处理过程的输入或输出数据。对数据流的描述应包括数据流名、说明、流出的加工名，流入的加工名以及组成该数据流的数据结构或数据项。

④数据存储

数据存储是处理过程中要存储的数据，它可以是手工凭证、手工文档或计算机文档。对数据存储的描述应包括数据存储名、说明、输入数据流、输出数据流、数据量、存取频率和存取方式。

⑤处理过程

对处理过程的描述包括处理过程名、说明、输入数据流、输出数据流，并简要说明处理工作、频度要求、数据量及响应时间等。

最终形成的数据流图和数据字典是“系统需求分析说明书”的主要内容，是下一步进行概念结构设计的基础。

在本任务中，我们从项目准备的角度，对学生管理数据库应用系统先做一个整体的概括分析，对学生管理数据库中所需要准备的数据及其相关理论进行一个框架层面上的了解，为后续进行数据库规划和应用开发作好充足的知识和技能上的准备。