计算机等级考试《三级数据库技术》专用教材考纲分析+考点精讲+真题演练.docx
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计算机等级考试《三级数据库技术》专用教材考纲分析+考点精讲+真题演练
目 录
第1章 数据库应用系统开发方法11
考纲分析11
考点精讲11
1.1 数据库应用系统概述11
考点1 数据库系统和数据库应用系统的区别11
考点2 数据库应用系统设计与开发的定义11
1.2 数据库应用系统生命周期11
考点1 软件工程与软件开发方法11
考点2 DBAS生命周期模型12
1.3 规划与分析13
考点1 概 述13
考点2 系统规划与定义14
考点3 可行性分析14
考点4 项目规划15
1.4 需求分析15
考点1 系统需求15
考点2 数据需求分析15
考点3 功能需求分析16
考点4 性能需求分析16
考点5 其他需求分析17
1.5 系统设计17
考点1 概念设计17
考点2 逻辑设计18
考点3 物理设计18
1.6 实现与部署19
考点1 定 义19
考点2 内 容19
1.7 运行管理与维护19
考点1 内 容19
考点2 重要性20
第2章 需求分析21
考纲分析21
考点精讲21
2.1 需求分析21
考点1 需求分析的概念与意义21
考点2 需求获取的方法21
考点3 需求分析过程22
2.2 需求分析方法23
考点1 需求分析方法概述23
考点2 DFD需求建模方法24
考点3 其他需求建模方法25
考点4 DFD与IDEFO比较27
第3章 数据库结构设计28
考纲分析28
考点精讲28
3.1 数据库概念设计28
考点1 概念设计的任务28
考点2 概念设计的依据及过程28
考点3 数据建模方法29
考点4 概念设计实例32
3.2 数据库逻辑设计34
考点1 任 务34
考点2 目 标34
3.3 数据库物理设计35
考点1 物理设计的目的35
考点2 数据库的物理结构35
考点3 索 引35
考点4 数据库物理设计39
考点5 其他物理设计环节43
第4章 数据库应用系统功能设计与实施44
考纲分析44
考点精讲44
4.1 软件体系结构44
考点1 定 义44
考点2 功 能44
考点3 分 类44
4.2 软件设计过程44
考点1 软件设计的目的44
考点2 软件设计的原则44
考点3 软件设计的分类44
4.3 DBAS总体设计45
考点1 DBAS总体设计主要内容45
考点2 DBAS体系结构设计45
考点3 DBAS软件总体设计47
考点4 软硬件选型与配置设计47
考点5 业务规则初步设计48
4.4 DBAS功能概要设计48
考点1 概 述48
考点2 实现方法48
考点3 表示层概要设计48
考点4 业务逻辑层概要设计49
考点5 数据访问层概要设计49
4.5 DBAS功能详细设计50
考点1 表示层详细设计50
考点2 业务逻辑层详细设计50
4.6 应用系统安全架构设计50
考点1 数据安全设计50
考点2 环境安全设计52
考点3 制度安全设计53
4.7 DBAS实施53
考点1 DBAS实施阶段的主要工作53
考点2 创建数据库53
考点3 数据装载53
考点4 编写与调试应用程序54
考点5 数据库系统试运行54
第5章 UML与数据库应用系统55
考纲分析55
考点精讲55
5.1 DBAS建模55
考点1 方 法55
考点2 UML55
5.2 DBAS业务流程与需求表达56
考点1 业务流程与活动图56
考点2 系统需求与用例图56
5.3 DBAS系统内部结构的表达58
考点1 DBAS系统内部结构分类58
考点2 系统结构与类图58
考点3 系统结构与顺序图62
考点4 系统结构与通信图65
5.4 DBAS系统微观设计的表达65
考点1 微观设计的表达方法65
考点2 对象图65
考点3 状态机图66
考点4 时间图66
5.5 DBAS系统宏观设计的表达67
考点1 宏观设计的对象67
考点2 包 图67
考点3 交互概述图68
考点4 复合结构图69
5.6 DBAS系统实现与部署的表达69
考点1 表达方法69
考点2 组件图70
考点3 系统实现与部署图70
第6章 高级数据查询72
考纲分析72
考点精讲72
6.1 一般数据查询功能扩展72
考点1 使用TOP限制结果集72
考点2 使用CASE函数72
考点3 将查询结果保存到新表中74
6.2 查询结果的并、交、差运算75
考点1 并运算75
考点2 交运算76
考点3 差运算76
6.3 相关子查询76
考点1 概 述76
考点2 语法格式77
考点3 用 途77
6.4 其他形式的子查询77
考点1 替代表达式的子查询77
考点2 派生表77
6.5 其他一些查询功能78
考点1 开窗函数78
考点2 公用表表达式79
第7章 数据库及数据库对象80
考纲分析80
考点精讲80
7.1 创建及维护数据库80
考点1 SQLServer数据库概述80
考点2 SQLServer数据库的组成80
考点3 数据库文件组81
考点4 数据库文件的属性81
考点5 用T-SQL语句创建数据库82
考点6 修改数据库83
考点7 分离和附加数据库86
7.2 架 构87
考点1 定 义87
考点2 架构对象的定义和种类87
考点3 命名规则87
考点4 定义架构的T-SQL语句87
考点5 删除架构的T-SQL语句87
7.3 分区表87
考点1 基本概念87
考点2 创建分区表88
7.4 索引89
考点1 创建索引89
考点2 删除索引90
7.5 索引视图91
考点1 基本概念91
考点2 适合建立索引视图的场合91
考点3 定义索引视图91
第8章 数据库后台编程技术93
考纲分析93
考点精讲93
8.1 存储过程93
考点1 基本概念93
考点2 创建、执行和删除存储过程93
8.2 用户定义函数96
考点1 概 述96
考点2 创建和调用标量函数96
考点3 创建和调用内联表值函数97
考点4 创建和调用多语句表值函数97
考点5 删除用户自定义函数98
8.3 触发器98
考点1 基本概念98
考点2 创建触发器99
考点3 删除触发器101
8.4 游 标101
考点1 游标的组成101
考点2 使用游标101
第9章 安全管理105
考纲分析105
考点精讲105
9.1 安全控制105
考点1 概述105
考点2 数据库安全控制的目标105
考点3 数据库安全的威胁105
考点4 安全控制模型的内容105
考点5 授权和认证105
9.2 存取控制106
考点1 自主存取控制(自主安全模式)106
考点2 强制存取控制106
9.3 审计跟踪107
9.4 统计数据库的安全性108
考点1 统计数据库的定义108
考点2 安全性问题108
考点3 解决方案108
考点4 目 标108
9.5 SQLServer的安全控制108
考点1 身份验证模式108
考点2 登录账户108
考点3 数据库用户111
考点4 权限管理111
考点5 角 色113
9.6 Oracle的安全管理117
考点1 Oracle的安全控制机制117
考点2 Oracle的特点117
考点3 用户与资源管理117
考点4 权限管理118
考点5 审计功能119
第10章 数据库运行维护与优化120
考纲分析120
考点精讲120
10.1 数据库运行维护基本工作120
考点1 概 述120
考点2 工作内容120
10.2 运行状态监控与分析120
考点1 定 义120
考点2 监控分析机制的分类120
10.3 数据库存储空间管理121
考点1 数据库的存储结构分类121
考点2 管理内容121
考点3 数据库管理预测内容121
10.4 数据库性能优化121
考点1 数据库运行环境与参数调整121
考点2 模式调整与优化122
考点3 存储优化122
考点4 查询优化123
考点5 SQLServer性能工具124
第11章 故障管理125
考纲分析125
考点精讲125
11.1 故障管理概述125
考点1 故障类型及其解决方法125
考点2 数据库恢复技术概述126
11.2 数据转储(数据备份)126
考点1 概 述126
考点2 静态转储和动态转储127
考点3 数据转储机制127
考点4 多种转储方法结合使用127
11.3 日志文件128
考点1 日志文件的概念128
考点2 日志文件的格式与内容128
考点3 登记日志文件的原则129
考点4 检查点129
11.4 硬件容错方案130
考点1 磁盘保护技术130
考点2 服务器容错技术132
考点3 数据库镜像与数据库容灾133
第12章 备份与恢复数据库135
考纲分析135
考点精讲135
12.1 备份与恢复的概念135
考点1 备份数据库135
考点2 恢复数据库135
12.2 SQLServer的备份与恢复机制135
考点1 恢复模式135
考点2 备份内容及时间137
考点3 SQLServer的备份机制137
考点4 SQLServer的恢复机制142
12.3 Oracle的备份与恢复机制144
考点1 Oracle数据库逻辑备份与恢复144
考点2 0racle数据库物理备份与恢复145
第13章 大规模数据库架构149
考纲分析149
考点精讲149
13.1 分布式数据库149
考点1 分布式数据库系统149
考点2 分布式数据库目标149
考点3 分布式数据库的数据分布策略149
考点4 分布式数据库系统的体系结构150
考点5 分布式数据库的相关技术151
13.2 并行数据库152
考点1 并行数据库系统结构152
考点2 数据划分与并行算法153
13.3 云计算数据库架构154
考点1 云计算概述154
考点2 Google的云数据库体系结构155
13.4 XML数据库156
考点1 XML数据库概述156
考点2 SQLServer2008与XML157
第14章 数据仓库与数据挖掘159
考纲分析159
考点精讲159
14.1 决策支持系统的发展159
14.2 数据仓库技术概述160
考点1 数据仓库的概念160
考点2 数据仓库的特性160
考点3 数据仓库的体系结构与环境160
考点4 数据仓库的数据组织160
考点5 元数据160
考点6 操作型数据存储161
14.3 设计与建造数据仓库161
考点1 数据仓库设计的需求与方法161
考点2 数据仓库的数据模型161
考点3 数据仓库设计步骤162
14.4 数据仓库的运行与维护162
考点1 数据仓库数据的更新维护162
考点2 数据仓库监控与元数据管理163
14.5 联机分析处理与多维数据模型163
考点1 OLAP163
考点2 多维分析的基本概念163
考点3 多维分析的基本操作163
考点4 OLAP的实现方式163
14.6 数据挖掘技术164
考点1 数据挖掘步骤164
考点2 关联规则挖掘164
考点3 分类挖掘164
考点4 聚类挖掘165
考点5 时间序列分析165
第1章 数据库应用系统开发方法
考纲分析
1.数据库应用系统的概念
2.数据库应用系统生命周期。
3.规划分析、需求分析、系统设计、实现数据库、维护数据库。
考点精讲
1.1 数据库应用系统概述
考点1 数据库系统和数据库应用系统的区别
(1)数据库系统(DataBaseSystem,DBS)主要提供应用数据的组织、存储、维护、访问等数据管理功能。
(2)数据库应用系统(DataBaseApplicationSystem,DBAS)不仅为用户提供数据管理功能,还根据具体应用领域业务规则,通过数据库应用程序,实现了更为复杂的数据处理功能。
考点2 数据库应用系统设计与开发的定义
数据库应用系统设计与开发是指根据具体需求,设计数据库模式或结构,并根据业务规则设计数据库应用软件。
依据设计结果,在数据库中正确组织和存储应用数据,开发数据库应用程序,选定合适的软硬件环境,按照一定的体系结构将各部分有机组合起来,构成实际可运行的数据库应用系统。
1.2 数据库应用系统生命周期
考点1 软件工程与软件开发方法
(1)瀑布模型
①开发过程
瀑布模型(软件过程模型)把软件开发的全过程定义为六个阶段:
项目规划,系统分析,总体设计,详细设计,编码调试与集成测试,运行维护阶段。
a.项目规划
定义开发项目的背景、目标、实现功能、性能指标以及系统需要解决的问题,包括制定合理的项目开发计划。
b.系统分析
通过调研分析全面理解系统需求,并利用需求说明文档叙述项目目标、功能、适用范围、可接受的吞吐率、响应时间,以及数据的安全性、正确性、有效性等要求。
c.总体设计
将前一阶段的需求转换成能够实现的软件框架及系统结构,使得系统各组成结构能够最佳地支持目标系统的功能需求和性能需求。
d.详细设计
将细化总体设计的结果,包括确定每个模块的算法、结合具体的开发环境设计输入/输出的界面等。
e.编码调试与集成测试
用程序设计语言描述每个模块的求解步骤,通过单元测试以后,将它们组装或集成进行集成测试并发现和纠正软件模块中可能存在的问题和缺陷,保证应用系统达到既定目标和使用要求。
f.运行维护
进行系统基本完成后的运维工作。
②建模要求
严格按照模型定义的6个阶段依次进行,且每个阶段工作结束后必须提交阶段工作文档,并经过严格的评审确认后才能开始下一阶段的活动,以此保证阶段工作的有效性、一致性和完备性。
③缺点
瀑布模型的文档驱动、强调阶段工作完备性的指导思想和现实生活中用户的需求是一个不断改进完善的过程是相违背的。
(2)快速原型模型
①指导思想
根据基本需求着手构建一个可运行的、反映了基本功能特征的早期目标系统的版本,经过不断改进和完善,最终得到满意的目标系统。
②开发过程
a.快速分析
在获取基本需求的基础上,确定目标系统的功能、界面特点和性能需求,以此编写基本需求说明书。
b.设计构造原型
依据需求说明规范,利用可视化集成开发工具快速构建一个可运行的初始系统。
c.运行原型
通过实际操作理解系统,并发现问题。
d.评价原型
通过审核和评价原型,确认系统存在的问题,提出改进意见,并补充缺失需求和因环境变化、需求变动引发的新的需求。
e.改进原型
根据修改意见和修改方案,重构及修改原型系统。
重复阶段c到阶段e,直到系统满足需求,修改迭代结束。
(3)螺旋模型
①开发过程
螺旋模型把软件开发的全过程划分为四个阶段,也称为四个象限。
a.项目规划阶段确定系统功能和性能目标,选择可行的实施方案。
b.风险评估阶段识别和评估风险。
c.工程实现阶段通过实施活动将软件需求转化为软件产品。
d.用户评估阶段评价实现结果。
②开发周期
模型周期从项目规划开始到最后评价实现结果,并规划下一个开发阶段。
开发过程每经过一个迭代周期,系统就生成一个新版本,迭代活动一直持续到用户对产品完全满意为止。
③优点
将瀑布模型的系统化与快速原型模型的可修改性结合起来,引入了风险评估活动,采用“演化”的概念开发系统,使得开发者和使用者对每个演化层可能的风险有所了解,降低了大型项目实施过程中的不确定性带来的风险。
④缺点
对开发人员评估风险的经验要求较高。
(4)软件工程的目标
在给定成本、进度的前提下,开发出满足用户需求并具有可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性特征的软件产品。
考点2 DBAS生命周期模型
(1)数据库应用系统
①定义
数据库应用系统是一类典型的面向数据管理和数据处理的复杂软件系统。
②设计开发的要求
在满足实际应用需求的前提下,遵循数据库系统三级模式结构所规定的数据库设计范型,按照软件工程所定义的复杂软件系统开发原则,采取工程化方法,按计划、分步骤地进行。
因此,数据库应用系统的设计开发必须有软件过程模型作为指导。
(2)生命周期模型
该模型定义了数据库应用系统设计、开发和运行维护的整体框架,规定了设计、开发和运行维护各阶段的主要目标、工作内容和所采用的关键技术。
数据库应用系统常用的生命周期模型如图1-1所示。
图1-1 数据库应用系统生命周期模型
基本思想如下:
①参照软件开发瀑布模型的原理,DBAS的生命周期由项目规划、需求分析、系统设计、实现与部署、运行与维护五个基本活动组成。
②引入快速原型模型和螺旋模型的开发思路,允许渐进、迭代地开发DBAS。
通过多次迭代逐步扩展各个原型系统的功能,使之最终满足全部用户需求,形成最终DBAS产品。
③根据DBAS的总体目标和实现功能,按照数据组织与存储设计、数据访问与处理设计、应用设计三条设计主线,分别设计与实现DBAS中的数据库、数据库事务和应用程序。
其中,数据库事务设计和应用软件设计属于数据库应用系统功能设计范畴。
④将DBAS设计阶段细分为概念设计、逻辑设计、物理设计三个步骤,每一步骤的设计内容又涵盖了三条设计主线。
1.3 规划与分析
考点1 概 述
(1)规划与分析的目标
将数据库应用系统作为由计算机硬件、计算机软件和用户组成的复杂人机系统,从项目管理的角度,面向实际应用和用户需求,确定整个数据库应用系统的目标和任务,从技术、操作和经济三方面进行可行性分析,并制定合理的项目开发计划。
(2)规划与分析的主要内容
规划与分析的主要工作内容如图1-2所示。
图1-2 规划与分析的主要工作内容
考点2 系统规划与定义
(1)定义
面向将要开发的DBAS,通过了解用户实际需求,明确该系统需要实现的目标和任务,并从数据管理和数据处理的角度,确定系统中数据库软件的功能、性能范围。
(2)内容
①任务陈述。
描述所要开发的DBAS的总体目标。
②确定任务目标。
明确为了实现系统总体目标,DBAS应该支持的一系列任务与活动。
③确定系统范围和边界。
系统范围和边界定义了DBAS做什么、不做什么、做到什么程度,是DBAS需求分析和系统设计等后续开发步骤的设计依据。
④确定用户视图。
用户视图表示了不同DBAS用户的数据访问/处理需求。
考点3 可行性分析
(1)目的
评估判断DBAS开发项目在现有技术和经济条件下是否可行,是否能够达到预期目标,以及为保证项目正常进行需要的各种资源和支撑条件是否达到要求。
(2)内容
①经济可行性
a.定义
经济可行性研究是对项目进行成本效益分析,估算项目开发成本,评估项目经济效益、社会效益和利润,在项目成本和收益间进行合理权衡,并分析项目对其产品或利润的影响。
b.DBAS成本的内容
第一,系统软硬件购置费用,如DBMS、计算机、存储设备、网络设备的购置费用。
第二,系统开发费用,如人工费用、材料费用、培训费用等。
第三,系统安装、运行、维护费用等。
②技术可行性
技术可行性研究是根据用户提出的系统功能、性能及实现系统的各项约束条件,对系统软硬件和技术方案作出评估和选择建议。
a.硬件可行性研究是分析DBAS的硬件平台环境和设备体系结构及处理能力、存储设备的容量和数据访问速度、网络环境等,提出硬件选型建议。
b.软件可行性研究包括对可用的DBMS和操作系统的选型评估和建议、对中间件和开发环境的选型建议、对数据库应用程序开发模式和编程语言的建议等。
c.技术方案的选择是根据系统技术需求,提出DBAS可能采用的合理技术方案或关键技术。
③操作可行性
操作可行性研究是论证是否具备DBAS开发所需的各类人员资源(项目管理人员、数据库系统分析员、应用编程人员等)、软件资源、硬件资源和工作环境等,以及为支持DBAS开发如何去改进加强这几方面资源。
④开发方案选择
开发方案选择的目标是提出并评价实现系统的各种开发方案,从中选出一种适用于DBAS软件的开发方案。
(3)可行性分析的成果
形成相应的数据库应用系统开发可行性研究报告,并提交给项目管理部门对可行性研究报告进行评审,作为下阶段项目立项和规划的重要依据。
考点4 项目规划
(1)定义
项目规划是项目管理者对资源、成本和进度做出合理估算,并在此基础上制定切实可行的DBAS项目开发计划的过程。
(2)内容
①确定项目的目标和范围,根据系统规划与定义的工作内容,具体说明项目的最终产品以及期望的时间、成本和质量目标。
②根据DBAS软件开发模型,分解和定义整个项目包括的工作活动和任务。
③估算完成该项目的规模及所需各种资源。
④制定合理的DBAS项目计划,包括进度、成本、质量等方面的预测和控制方案。
(3)成果
项目规划的结果应形成数据库应用系统项目计划文档,即项目计划书。
1.4 需求分析
考点1 系统需求
(1)定义
数据库应用系统需求是指用户对DBAS在功能、性能、行为、设计约束等方面的期望和要求。
(2)需求分析的过程
需求分析过程由需求获取、需求分析、需求描述与规范说明、需求验证等步骤组成。
最终形成需求规范说明文档,该文档也成为DBAS需求分析规范说明书。
(3)分类
①对于一般的软件系统,系统的需求一般被分成功能和非功能需求,非功能性需求一般也可以划分成性能需求与其他需求。
②对于以处理数据为核心的数据库应用系统来说,一般需要将数据需求或信息需求独立出来进行分析。
③对于DBAS来说,在功能层面可以将需求分成与数据处理密切相关的功能需求和业务规则需求,但是这两类需求在有些场合也很难分清,在许多情况下也密切相关;在性能层面也需要对系统的存储、安全、备份与恢复等其他方面的需求进行分析。
(4)需求获取
需求获取是DBAS系统分析人员的职责。
分析人员可以采用软件工程中的需求获取技术,通过与用户的充分交流,调查清楚用户的实际要求,分析和整理所获取的各类需求信息,与用户和开发人员达成共识,形成文档化的需求描述,在此基础上进行进一步的需求分析。
考点2 数据需求分析
数据需求分析是从对数据进行组织与存储的角度,从用户视图出发,分析与辨识应用领域所管理的各类数据项(DataItems)和数据结构,形成数据字典的主要内容。
(1)数据项
数据项是数据的最小组成单位,若干个数据项可以组成一个数据结构。
(2)数据字典
①内容
数据字典包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五部分。
②作用
数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流和数据存储的逻辑内容。
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