第14章 数据库设计
1. 简述数据库设计的步骤。
解：
数据库设计的步骤可以分为以下六个阶段：系统需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护。
(1) 需求分析阶段
进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户对系统的信息需求和处理需求，并建立系统说明文档。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步，但也是最重要的一步。需求分析做得是否充分与准确，决定了数据库设计的速度与质量。需求分析做得不好，甚至会导致整个数据库设计返工重做。需求说明书是需求分析阶段的成果，也是后续阶段设计的依据。
(2) 概念结构设计阶段
概念结构设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。一般使用E-R图来表示数据与数据之间的联系。
(3) 逻辑结构设计阶段
逻辑结构设计是将概念模型转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。
(4) 物理结构设计阶段
数据库物理结构设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构，主要包括数据的存储结构和存取方法。
(5) 数据库实施阶段
在数据库实施阶段，设计人员运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序。组织数据入库，并进行试运行。
(6) 数据库运行和维护阶段
数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。投入运行后由DBA来承担数据库系统的日常维护。
2. 需求分析阶段的设计目标是什么?调查的内容是什么?
解：
需求分析阶段的设计目标是对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能接受的文档。
调查的内容是：
(1) 调查组织机构情况。
1 第1章 数据库基础
数据库技术是计算机科学的一个重要分支。数据库管理系统作为数据管理最有效的手段广泛应用于各行各业，成为存储、使用、处理信息资源的主要手段，是任何一个行业信息化运作的基石。本章介绍了数据库管理系统、数据库系统、数据模型、关系数据库及其基本运算等知识。
1.1 数据库管理系统
信息在现代社会中起着越来越重要的作用，信息资源已成为社会发展的重要基础和财富，信息资源的开发和利用水平也成为衡量一个国家综合国力的重要标志。随着计算机技术的发展，计算机的主要应用已从科学计算逐渐转变为事务处理。据统计，目前全世界80%以上的计算机主要从事事务处理。在进行事务处理时，并不需要进行复杂的科学计算，而主要从事大量数据的存储、查找、统计等工作。为了有效地使用保存在计算机系统中的大量数据，必须采用一整套严密合理的数据处理方法，即数据管理。数据管理是指对数据的收集、整理、组织、存储、查询、维护、传送和使用等工作，数据库技术就是作为数据管理中的一门技术而发展起来的。
数据库技术所研究的问题就是如何科学地组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。而今，各种数据库系统不仅已成为办公自动化系统（OAS）、管理信息系统（MIS）和决策支持系统（DSS）的核心，并且正与计算机网络技术紧密地结合起来，成为电子商务、电子政务及其他各种现代化信息处理系统的核心，得到了越来越广泛的应用。
1.1.1 信息、数据、数据库
信息是客观世界在人们头脑中的反映，是客观事物的表征。是可以传播和加以利用的一种知识。数据(data)则是信息的载体，是对客观存在实体的一种记载和描述。
数据是存储在某种媒体上能够识别的物理符号。数据的概念包括两个方面：其一是描述事物特征的数据内容；其二是存储在某种媒体上的数据形式。在我们的日常生活中数据无所不在，数字、文字、图形、图像、动画、影像、声音等都是数据，人们通过数据来认识世界、交流信息。也就是说，对信息的记载和描述产生了数据；反之，对众多相关的数据加以分析和处理又将产生新的信息。
第四章 实时关系数据库技术
4.1 实时数据库的作用
实时数据库保存、检索连续变化的生产数据，并行地处理成千上万的实时数据，并及时
处理、记录过程报警。量程变换和计算也是在实时数据库中完成的。力控®实时关系数据库
是在力控®实时数据库的基础上增加了对实时数据的查询手段，就象在关系数据库中那样按
照字段和记录进行查询、检索。
图有问题
4.2 分布式实时数据库使用方法举例
分布式实时实时数据库可以做到既兼
顾分散式结构，又可以实现集中式管理，
在大型工矿企业、跨地区的供水、供电系
统监控、环境监控等领域有着不可替代的
作用。早在很多年以前，工商、金融等管
理部门就开始使用分布式关系型数据库
实现事务和数据的管理与统计，在实时监
控领域，分布式实时数据库将成为核心平
台。下面通过一个例子介绍力控®分布式实
时数据库的使用方法。
举例：在一个工厂的调度室如何引用
各个车间的生产实时数据
1. 在各个车间分别安装力控®软件
和实时数据库，建立各个车间的力控®本地实时数据库。
图4-2
2. 在各个车间和调度室之间至少建
立以下互联手段，以便将各个车间
力控®实时数据库与调度室力控®
实时数据库连接成网。
图4-3 ● 在各个车间与调度室之间铺
设光纤，连成以太网。这种方
式速度最快。
● 为各个车间各申请一部电话，
为调度室至少申请2部电话
（一备一用），并配备模拟或
ISDN Modem。这种方式速
度比以太网要慢。
● 如果调度室至各个车间有直
通的双绞线，或者有一对双
绞线能够将各个车间和调度
室连起来，也可以使用串口
RS422或RS485方式。这是
数据通讯速度最慢的方式。
3. 如果是使用的光纤，在调度室的
力控®实时数据库上按照图4-1的方式定义与各个车间力控®
实时数据库之间的连图4-4
1接，“主机名/地址”和“从机名/地址”用来指定远程双机系统，如果车间使用双
机或多机热备的力控®应用系统，则当主机发生故障时，调度室的力控®应用程序
会自动向从机请求数据；如果使用的是电话拨号网络，则按照图4-2的方式定义；
1 1.3 习题
1. 数据库的发展历史分为哪几个阶段？各有什么特点？
答：从数据管理的角度看，数据库技术到目前共经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
人工管理阶段数据管理特点：数据不保存，没有对数据进行管理的软件系统，没有文件的概念，数据不具有独立性。
文件系统阶段数据管理特点：数据可以长期保存，由文件系统管理数据，文件的形式已经多样化，数据具有一定的独立性。
数据库系统阶段数据管理特点：采用复杂的结构化的数据模型，较高的数据独立性，最低的冗余度，数据控制功能。
2. 简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
答：数据是指描述事物的符号记录。人们通过数据来认识世界，交流信息。
数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。
数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能，它位于用户和操作系统之间，是一层数据管理软件。
数据库系统（DataBase System，简称DBS）是指在计算机系统中引入了数据库后的系统，由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、应用程序和用户构成，即由计算机硬件、软件和使用人员构成。 2
3. 使用数据库系统有什么好处？
答：简化管理，提高效率，提供安全。
4. 试述数据库系统的三级模式结构和二级映象的特点。
答：从数据库管理系统的角度看，数据库系统通常采用三级模式结构：外模式、模式和内模式。数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑地、抽象地处理数据。
