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1、第七章 习题解答与解析1 、 试述数据库设计过程。答:这里只概要列出数据库设计过程得六个阶段:(1) 需求分析 ;(2) 概念结构设计;(3) 逻辑结构设计;(4) 数据库物理设计;(5) 数据库实施 ;(6) 数据库运行与维护。这就是一个完整得实际数据库及其应用系统得设计过程。不仅包括设计数据库本身 ,还包括数据库 得实施、运行与维护。设计一个完善得数据库应用系统往往就是上述六个阶段得不断反复。解析 :希望读者能够认真阅读概论 7 、 1 得内容 ,了解并掌握数据库设计过程。2、试述数据库设计过程中结构设计部分形成得数据库模式。 答:数据库结构设计得不同阶段形成数据库得各级模式,即:(1)
2、在概念设计阶段形成独立于机器特点 ,独立于各个DB MS 产品得概念模式,在本篇中就就是ER 图 ;(2) 在逻辑设计阶段将ER 图转换成具体得数据库产品支持得数据模型,如关系模型,形成数据库逻辑模式 ,然后在基本表得基础上再建立必要得视图 (View), 形成数据得外模式;(3) 在物理设计阶段,根据 DB MS 特点与处理得需要,进行物理存储安排,建立索引,形成数据库内模式。读者可以参考概论上图 7 、 4 。图中概念模式就是面向用户与设计人员得,属于概念模型得层次;逻辑模式、外模式、内模式就是DBMS 支持得模式,属于数据模型得层次,可以在 DBMS 中加以描述与存储。 3 、需求分析阶
3、段得设计目标就是什么 ? 调查得内容就是什么 ? 答需求分析阶段得设计目标就是通过详细调查现实世界要处理得对象(组织、部门、 企业等),充分了解原系统(手工系统或计算机系统)工作概况, 明确用户得各种需求,然后在此基础上确定新系统得功能。调查得内容就是“数据”与“处理” ,即获得用户对数据库得如下要求:(1) 信息要求 ,指用户需要从数据库中获得信息得内容与性质, 由信息要求可以导出数据要求,即在数据库中需要存储哪些数据;(2) 处理要求 ,指用户要完成什么处理功能,对处理得响应时间有什么要求,处理方式就是批处理还就是联机处理;(3) 安全性与完整性要求。详细得可以参考概论上7、2。4 、数据
4、字典得内容与作用就是什么 ? 答数据字典就是系统中各类数据描述得集合。数据字典得内容通常包括:(1) 数据项 ;(2) 数据结构 ;(3)数据流 ;(4) 数据存储 ;(5) 处理过程五个部分。其中数据项就是数据得最小组成单位,若干个数据项可以组成一个数据结构。数据字典通过对数据项与数据结构得定义来描述数据流与数据存储得逻辑内容。数据字典得作用 : 数据字典就是关于数据库中数据得描述,在需求分析阶段建立,就是下一步进行概念设计得基础,并在数据库设计过程中不断修改、充实、完善。(详细参考概论上7、2、 3。注意,数据库设计阶段形成得数据字典与DBMS 中得数据字典不同,后者就是DBMS 关于数据
5、库中数据得描述, 当然两者就是有联系得) 。5 、什么就是数据库得概念结构? 试述其特点与设计策略。答概念结构就是信息世界得结构, 即概念模型,其主要特点就是:(1) 能真实、充分地反映现实世界,包括事物与事物之间得联系,能满足用户对数据得处理要求,就是对现实世界得一个真实模型;(2) 易于理解 ,从而可以用它与不熟悉计算机得用户交换意见,用户得积极参与就是数据库设计成功得关键 ;(3) 易于更改 ,当应用环境与应用要求改变时,容易对概念模型修改与扩充;(4) 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。概念结构得设计策略通常有四种 :1) 自顶向下,即首先定义全局概念结构得框架2) 自底向上,
6、即首先定义各局部应用得概念结构3) 逐步扩张,首先定义最重要得核心概念结构构 , 直至总体概念结构;4) 混合策略, 即将自顶向下与自底向上相结合为骨架集成由自底向上策略中设计得各局部概念结构。,然后逐步细化;,然后将它们集成起来,得到全局概念结构;,然后向外扩充, 以滚雪球得方式逐步生成其她概念结,用自顶向下策略设计一个全局概念结构得框架,以它(6) 定义并解释概念模型中以下术语 :实体 ,实体型,实体集 ,属性,码,实体联系图(ER 图)答实体:客观存在并可以相互区分得事物叫实体。实体型:具有相同属性得实体具有相同得特征与性质,用实体名及其属性名集合来抽象与刻画同类实体 , 称为实体型。实
7、体集:同型实体得集合称为实体集。属性:实体所具有得某一特性,一个实体可由若干个属性来刻画。码 : 惟一标识实体得属性集称为码。实体联系图 (ER 图):提供了表示实体型、属性与联系得方法:? 实体型:用矩形表示,矩形框内写明实体名 ;? 属性 : 用椭圆形表示,并用无向边将其与相应得实体连接起来;? 联系 : 用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系得类型(1:1,1: n 或 m: n) 。(7) 学校中有若干系 ,每个系有若干班级与教研室 ,每个教研室有若干教员 ,其中有得教授与副教授每人各带若干研究生; 每个班有若干学生,每个学生选修若干课
8、程,每门课可由若干学生选修。请用ER 图画出此学校得概念模型。在画 ER 图时 ,读者可以按照习题中对问题得描述一步一步画出每一句话中涉及得实体,再根据给出得实际语义,画出实体之间得联系。例如,每个教研室有若干教员,每个班有若干学生,可以画出教研室与教员、班级与学生之间一对多得联系。再如,有得教授与副教授每人各带若干研究生,而一个研究生一般指定一个导师,这就是通常得规则,所以可以画出教员与学生之间一对多得联系。学校ER图中各实体得属性假设为：系:系编号，系名班级:班级编号，班级名教研室：教研室编号，教研室学生：学号,姓名，学历课程:课程编号，课程名教员：职工号，姓名，职称各联系得属性为：选彳:
9、成绩，其她联系无属性。8、某工厂生产若干产品，每种产品由不同得零件组成，有得零件可用在不同得产品上。这些零件由不同 得原材料制成，不同零件所用得材料可以相同。这些零件按所属得不同产品分别放在仓库中，原材料按照类别放在若干仓库中。请用ER图画出此工厂产品、零件、材料、仓库得概念模型。对实体之间联系得语义描述有时不就是直截了当得，需要从对现实世界得整体描述中进行分析，导出实体之间得某种联系。就如本题中，“零件与仓库得联系”就要从以下描述中分析：“零件按所属得不同产品分别放在仓库中”。因为一个产品由多种零件组成得 ，所以一个仓库中存放多种零件 ；反过来一种零件 就是放在一个仓库还就是多个仓库中呢？因
10、为一种零件可以用在多种产品上，这些零件按所属得不同产品分别放在仓库中，于就是知道一种零件可以放在多个仓库中，所以零件与仓库之间就是多对多得联系。“材料与仓库得联系”则根据“原材料按照类别放在若干仓库”这句话就可以得出：一个仓库中放多种材料，而一种材料只放在一个仓库中，所以仓库与材料之间就是一对多得联系。产品ER图中各实体得属性假设为：产品产品号，产品名零件:零件号，零件名原材料：原材料号，原材料名，类别仓库:仓库号，仓库名各联系得属性为：产品得组成：使用零件量零件制造：使用原材料量零件存储：存储量材料存放：存放量9、什么就是数据库得逻辑结构设计？试述其设计步骤。DBMS数据库得逻辑结构设计就就
11、是把概念Z构设计阶段设计好得基本ER图转换为与选用得产品所支持得数据模型相符合得逻辑结构。设计步骤为：（1）将概念结构转换为特定 DBMS支持下得数据模型：关系、网状、层次模型等；（2）对数据模型进行优化。10、试把习题7与习题8中得ER图转换为关系模型。习题7中得ER图转换得关系模型如下，其中有划画线得属性就是主码属性：系（系编号，系名，学校名）班级（班级编号，班级名，系编号）教研室（教研室编号，教研室，系编号）学生（望文,姓名，学历，班级编号，导师职工号）课程（课程编号，课程名）教员（职工号，姓名，职称，教研室编号）选课（学号,课程编号，成绩）习题8中得ER图转换得关系模型如下，其中有划画
12、线得属性就是主码属性产品（产品号，产品名,仓库号）零件（零件号零件名）原材料（原材料号，原材料名，类别，仓库号，存放量） 仓库（仓库号，仓库名）产品组成（产品号，零件号，使用零件量）零件组成（零件号，原材料号，使用原材料量）零件储存（零件号，仓库号，存储量）11、试用规范化理论中有关范式得概念分析习题7中您设计得关系模型中各个关系模式得码，它们属于第几范式 ？会产生什么更新异常 ？习题7中设计得各个关系模式得码都用下划线注明，这些关系模式都只有一个码，且都就是惟一决定得因素，所以都属于 BCNF。不会产生更新异常现象。 12规范化理论对数据库设方t有什么指导意义？答规范化理论为数据库设计人员判
13、断关系模式得优劣提供了理论标准，可用以指导关系数据模型得优化，用来预测模式可能出现得问题，为设计人员提供了自动产生各种模式得算法工具，使数据库设计工作有了严格得理论基础。可参考概论上7、4、2有关数据模型得优化得内容 ）。13、试述数据库物理设计得内容与步骤。 答数据库在物理设备上得存储结构与存取方法称为数据库得物理结构，它依赖于给定得 DBMS。为一个给定得逻辑数据模型选取一个最适合应用要求得物理结构，就就是数据库得物理设计得主要内容。数据库得物理设计步骤通常分为两步：（1）确定数据库得物理结构，在关系数据库中主要指存取方法与存储结构；（2）对物理结构进行评价，评价得重点就是时间效率与空间效
14、率。详细参考概论 7、5。14、数据输入在实施阶段得重要性就是什么？如何保证输入数据得正确性？答数据库就是用来对数据进行存储、管理与应用得，因此在实施阶段必须将原有系统中得历史数据输入到数据库。数据量一般都很大 ，而且数据来源于部门中得各个不同得单位。数据得组织方式、结构与 格式都与新设计得数据库系统有相当得差距，组织数据录入就要将各类源数据从各个局部应用中抽取出来，分类转换，最后综合成符合新设计得数据库结构得形式，输入数据库。因此这样得数据转换、组织入库得工作就是相当费力费时得工作。特别就是原系统就是手工数据处理系统时，各类数据分散在各种不同得原始表格、凭证、单据之中，数据输入工作量更大。保
15、证输入数据正确性得方法：为提高数据输入工作得效率与质量，应该针对具体得应用环境设计一 个数据录入子系统，由计算机来完成数据入库得任务。在源数据入库之前要采用多种方法对它们进行检 验,以防止不正确得数据入库。15、什么就是数据库得再组织与重构造？为什么要进行数据库得再组织与重构造？答数据库得再组织就是指：按原设计要求重新安排存储位置、回收垃圾、减少指针链等，以提高系统性能。数据库得重构造则就是指部分修改数据库得模式与内模式，即修改原设计得逻辑与物理结构。数据库得再组织就是不修改数据库得模式与内模式得。进行数据库得再组织与重构造得原因：数据库运行一段时间后，由于记录不断增、删、改，会使数据库得物理存储情况变坏，降低了数据得存取效率，数据库性能下降，这时DBA就要对数据库进行重组织。DBMS 一般都提供用于数据重组织得实 用程序。数据库应用环境常常发生变化，如增加新得应用或新得实体，取消了某些应用，有得实体与实体间得 联系也发生了变化等，使原有得数据库设计不能满足新得需求，需要调整数
