免费智能真题库 > 历年试卷 > 数据库系统工程师 > 2017年上半年 数据库系统工程师 上午试卷 综合知识
  第29题      
  知识点:   概念结构设计   概念结构设计   结构设计   设计阶段   数据库   数据库概念结构设计   用户需求
  关键词:   设计阶段   数据库   需求   数据        章/节:   数据库设计       

 
数据库概念结构设计阶段是在( )的基础上,依照用户需求对信息进行分类、聚集和概括,建立概念模型。
 
 
  A.  逻辑设计
 
  B.  需求分析
 
  C.  物理设计
 
  D.  运行维护
 
 
 

 
  第38题    2017年上半年  
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数据库概念结构设计阶段的工作步骤依次为 ( )。
  第56题    2012年上半年  
   37%
在定义课程实体时,具有属性:课程号、课程名、学分、任课教师,同时,教师又以实体形式出现在另一E-R图中,这种情况属于(55),合..
  第59题    2014年上半年  
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在设计分E-R图阶段,人力部门定义的员工实体具有属件:员工号,姓名,性别和出生日期;教学部门定义的教师实体具有属性;教工号,姓名和..
   知识点讲解    
   · 概念结构设计    · 概念结构设计    · 结构设计    · 设计阶段    · 数据库    · 数据库概念结构设计    · 用户需求
 
       概念结构设计
        数据库概念结构设计阶段是在需求分析的基础上,依照需求分析中的信息要求,对用户信息加以分类、聚集和概括,建立信息模型,并依照选定的数据库管理系统软件,转换成为数据的逻辑结构,再依照软硬件环境,最终实现数据的合理存储。这一过程也称为数据建模。这一过程可分解为三个阶段:概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。
                      概念结构设计策略与方法
                      概念结构设计的目标是产生反映系统信息需求的数据库概念结构,即概念模式。概念结构是独立于支持数据库的DBMS和使用的硬件环境的。此时,设计人员从用户的角度看待数据以及数据处理的要求和约束,产生一个反映用户观点的概念模式,然后再把概念模式转换为逻辑模式。各级模式之间的关系如下图所示。
                      
                      各级模式之间的关系
                      概念结构设计是设计人员以用户的观点,对用户信息的抽象和描述,从认识论的角度来讲,是从现实世界到信息世界的第一次抽象,并不考虑具体的数据库管理系统。
                      现实世界的事物纷繁复杂,即使是对某一具体的应用,由于存在大量不同的信息和对信息的各种处理,也必须加以分类整理,理清各类信息之间的关系,描述信息处理的流程,这一过程就是概念结构设计。
                      概念结构设计的策略通常有以下4种:自顶向下、自底向上、逐步扩张和混合策略。实际应用中这些策略并没有严格的限定,可以根据具体业务的特点选择,如对于组织机构管理,因其固有的层次结构,可采用自顶向下的策略;对于已实现计算机管理的业务,通常可以以此为核心,采取逐步扩张的策略。
                      概念结构设计最著名最常用的方法是P.P.S Chen于1976年提出的实体一联系方法(Entity-Relationship Approach),简称E-R方法。它采用E-R模型将现实世界的信息结构统一用实体、属性,以及实体之间的联系来描述。
                      使用E-R方法,无论是哪种策略,都要对现实事物加以抽象认识,以E-R图的形式描述出来。对现实事物抽象认识的三种方法分别是分类、聚集和概括。
                      (1)分类(Classification):对现实世界的事物,按照其具有的共同特征和行为,定义一种类型。这在现实生活中很常见,如学校中的学生和教师就属于不同的类型。在某一类型中,个体是类型的一个成员或实例,即“is member of”,如李娜是学生类型中的一个成员。
                      (2)聚集(Aggregation):定义某一类型所具有的属性。如学生类型具有学号、姓名、性别、班级等共同属性,每一个学生都是这一类型中的个体,通过在这些属性上的不同取值来区分。各个属性是所属类型的一个成份,即“is part of”,如姓名是学生类型的一个成份。
                      (3)概括(Generalization):由一种已知类型定义新的类型。如由学生类型定义研究生类型,在学生类型的属性上增加导师等其他属性就构成研究生类型。通常把已知类型称为超类(Superclass),新定义的类型称为子类(Subclass)。子类是超类的一个子集,即“is subset of”,如研究生是学生的一个子集。
                      用E-R方法建立概念模型
                      E-R图的设计要依照上述的抽象机制,对需求分析阶段所得到的数据进行分类、聚集和概括,确定实体、属性和联系。概念结构设计工作步骤包括:选择局部应用、逐一设计分E-R图和E-R图合并,如下图所示。
                      
                      概念结构设计工作步骤
                             选择局部应用
                             需求分析阶段会得到大量的数据,这些数据分散杂乱,许多数据会应用于不同的处理,数据与数据之间关联关系也较为复杂,要最终确定实体、属性和联系,就必须根据数据流图这一线索,理清数据。
                             数据流图是对业务处理过程从高层到底层的一级级抽象,高层抽象流图一般反映系统的概貌,对数据的引用较为笼统,而底层又可能过于细致,不能体现数据的关联关系,因此要选择适当层次的数据流图,让这一层的每一部分对应一个局部应用,实现某一项功能。从这一层入手,就能很好地设计分E-R图。
                             逐一设计分E-R图
                             划分好各个局部应用之后,就要对每一个局部应用逐一设计分E-R图,又称为局部E-R图。
                             对于每一局部应用,其所用到的数据都应该收集在数据字典中了,依照该局部应用的数据流图,从数据字典中提取出数据,使用抽象机制,确定局部应用中的实体、实体的属性、实体标识符及实体间的联系及其类型。
                             事实上,在形成数据字典的过程中,数据结构、数据流和数据存储都是根据现实事物来确定的,因此都已经基本上对应了实体及其属性,以此为基础,加以适当调整,增加联系及其类型,就可以设计分E-R图。
                             现实生活中许多事物,作为实体还是属性没有明确的界定,这需要根据具体情况而定,一般遵循以下两条准则:
                             (1)属性不可再分,即属性不再具有需要描述的性质,不能有属性的属性。
                             (2)属性不能与其他实体发生联系,联系是实体与实体间的联系。
                             E-R图合并
                             根据局部应用设计好各局部E-R图之后,就可以对各分E-R图进行合并。合并的目的在于在合并过程中解决分E-R图中相互间存在的冲突,消除在分E-R图之间存在的信息冗余,使之成为能够被全系统所有用户共同理解和接受的统一的、精炼的全局概念模型。
                             合并的方法是将具有相同实体的两个或多个E-R图合而为一,在合成后的E-R图中把相同实体用一个实体表示,合成后的实体的属性是所有分E-R图中该实体的属性的并集,并以此实体为中心,并入其他所有分E-R图。再把合成后的E-R图以分E-R图看待,合并剩余的分E-R图,直至所有的E-R图全部合并,就构成一张全局E-R图。
                             注意分E-R图进行合并时,它们之间存在的冲突主要有以下三类:
                             (1)属性冲突:同一属性可能会存在于不同的分E-R图中,由于设计人员不同或是出发点不同,对属性的类型、取值范围、数据单位等可能会不一致,这些属性数据将来只能以一种形式在计算机中存储,这就需要在设计阶段进行统一。
                             (2)命名冲突:相同意义的属性,在不同的分E-R图上有着不同的命名,或是名称相同的属性在不同的分E-R图中代表着不同的意义,这些也需要进行统一。
                             (3)结构冲突:同一实体在不同的分E-R图中有不同的属性,同一对象在某一分E-R图中被抽象为实体而在另一分E-R图中又被抽象为属性。对于这种结构冲突问题需要统一。
                             分E-R图的合并过程中要对其进行优化,具体可以从以下几个方面实现:
                             (1)实体类型的合并:两个具有1:1联系或1:*联系的实体,可以予以合并,使实体个数减少,有利于减少将来数据库操作过程中的连接开销。
                             (2)冗余属性的消除:一般在各分E-R图中的属性是不存在冗余的,但合并后就可能出现冗余。因为合并后的E-R图中的实体继承了合并前该实体在分E-R图中的全部属性,属性间就可能存在冗余,即某一属性可以由其他属性确定。
                             (3)冗余联系的消除:在分E-R图合并过程中,可能会出现实体联系的环状结构,即某一实体A与另一实体B间有直接联系,同时A又通过其他实体与实体B发生间接联系,通常直接联系可以通过间接联系所表达,可消除直接联系。
 
       概念结构设计
        概念结构设计的主要特点有:能真实地反映现实世界,包括事物和相互之间的联系,能满足用户对数据的处理要求,是对现实世界的一个真实模型;易于理解;易于更改;易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
        一般是通过E-R模型来描述概念结构。
        概念结构设计的基本方法有自顶向下、自底向上、逐步扩张、混合策略。
        扩充的E-R模型概念主要包括以下内容。
        (1)数据的抽象。对象之间两种基本联系是聚集和概括。
        (2)依赖关系。一个实体的存在必须以另一个实体的存在为前提。通常将前者称为弱实体,用双线框表示,用指向弱实体的箭头表明依赖关系。
 
       结构设计
        多媒体课件的结构规定了教学软件中各部分教学内容的相互关系及呈现的形式,它反映了教学软件的主要框架及其教学功能,多媒体课件的系统结构大多采用非线性的超媒体结构,在此基础上形成了以下四种组织结构方式。
        ①线性结构:学生顺序地接收信息,从当前帧到下一帧,是一个事先设置好的序列。
        ②树状结构:学生沿着一个树状分支展开学习活动,该树状结构按教学内容的自然逻辑形成。
        ③网状结构:多媒体课件的网状结构是超文本结构,学生可在内容单元之间自由航行,没有预设路径的约束。
        ④复合结构:学生可以在一定范围内自由地航行,但同时受主流信息的线性引导和分层逻辑组织的影响。
 
       设计阶段
        设计阶段监理进行质量控制的要点如下。
        (1)了解建设单位的建设需求和对信息系统安全性的要求,协助建设单位制定项目质量目标规划和安全目标规划。
        (2)对各种设计文件提出设计质量标准。
        (3)进行设计过程跟踪,及时发现质量问题,并及时与承建单位协调解决。审查阶段性成果,并提出监理意见。审查承建单位提交的总体设计方案,审查承建单位对关键部位的测试方案。
        (4)协助承建单位建立质量保障体系。
        (5)协助承建单位完善现场质量管理制度。
        (6)组织设计文件及设计方案交底会,制定质量要求标准。
 
       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
 
       用户需求
        收集用户需求是要找出用户需要的重要服务和功能。收集用户需求的机制主要包括与用户群的交流、用户服务和需求归档3个方面。
        收集用户需求最常用的方式有观察和问卷调查、集中访谈、采访关键人物。在整个设计和实施阶段,应始终保持与关键人员之间的交流,以确保网络工程建设不偏离用户需求。
        用户服务表用于表示收集和归档的需求信息,也用来指导管理人员和网络用户进行讨论。
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第29题    在手机中做本题