數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用教程課后答案苗雪蘭PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用教程課后答案苗數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用教程課后答案苗 雪蘭雪蘭 2 第1頁(yè)/共106頁(yè) 3 數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)計(jì) 信息需求 處理需求 信息需求 典型應(yīng)用程序 DBM特性硬件和操作 系統(tǒng)特性 圖6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù) 第2頁(yè)/共106頁(yè) 4 一經(jīng)形成后通常情況下是不容 易改變的，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又稱 為靜態(tài)模型設(shè)計(jì)。 第3頁(yè)/共106頁(yè) 5 第4頁(yè)/共106頁(yè) 6 第5頁(yè)/共106頁(yè) 7 現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)分析用戶業(yè)務(wù)活動(dòng)分析 概念設(shè)計(jì)功能模型 邏輯設(shè)計(jì)事務(wù)設(shè)計(jì) 物理設(shè)計(jì)程序說(shuō)明 子模式設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)程序編碼調(diào)試 性能考核 滿 意? 是 否 加載數(shù)據(jù)庫(kù) 運(yùn)行和維護(hù) 第

2、6頁(yè)/共106頁(yè) 8 第7頁(yè)/共106頁(yè) 9 其基本思想是在需求分析的基 礎(chǔ)上，確定數(shù)據(jù)庫(kù)模式中的全 部屬性和屬性間的依賴關(guān)系， 將它們組織在一個(gè)單一的關(guān)系 模式中，然后再分析模式中不 符合3NF的約束條件，將其進(jìn) 行投影分解，規(guī)范成若干個(gè) 3NF關(guān)系模式的集合。 n其具體設(shè)計(jì)步驟分為五個(gè)階段： 第8頁(yè)/共106頁(yè) 10 第9頁(yè)/共106頁(yè) 11 總模式進(jìn)行調(diào)整，使其滿足全 部完整性約束條件。 第10頁(yè)/共106頁(yè) 12 第11頁(yè)/共106頁(yè) 13 （4）物理設(shè)計(jì)階段 （5）數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段 （6）數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)階段 第12頁(yè)/共106頁(yè) 14 第13頁(yè)/共106頁(yè) 15 統(tǒng)一到一個(gè)整體邏輯結(jié)

3、構(gòu)中， 此結(jié)構(gòu)能夠表達(dá)用戶的要求， 是一個(gè)獨(dú)立于任何DBMS軟件和 硬件的概念模型。 3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 n邏輯設(shè)計(jì)是將上一步所得到的 概念模型轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支 持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu) 化。 第14頁(yè)/共106頁(yè) 16 Y Y N N 需求分析階段 現(xiàn)有應(yīng)用 、未來(lái)應(yīng) 用 數(shù)據(jù)分析 概念模型設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)換規(guī)范，規(guī) 范化理論 DBMS要求 邏 輯 模 型 設(shè) 計(jì) 用 戶 應(yīng) 用 要 求 DBMS限制 物 理 模 型 設(shè) 計(jì) 應(yīng)用程序 的使用頻 率 性能評(píng)價(jià)與預(yù) 測(cè) 符 合 要 求？ 物理實(shí) 現(xiàn) 試運(yùn)行 滿意 ？ 使用與維護(hù) 概念設(shè)計(jì)階段 邏輯設(shè)計(jì)階段 物理設(shè)計(jì)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)

4、行維護(hù)階段 第15頁(yè)/共106頁(yè) 17 第16頁(yè)/共106頁(yè) 18 第17頁(yè)/共106頁(yè) 19 第18頁(yè)/共106頁(yè) 20 第19頁(yè)/共106頁(yè) 21 設(shè)計(jì)階段 設(shè) 計(jì) 描 述 數(shù)據(jù)處理 需求分析數(shù)據(jù)字典、全系統(tǒng)中數(shù)據(jù)項(xiàng)、 數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述 數(shù)據(jù)流圖和定表（判定樹） 數(shù)據(jù)字典中處理過(guò)程的描述 概念結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 概念模型（E-R圖） 數(shù)據(jù)字典 系統(tǒng)說(shuō)明書。包括： (1)新系統(tǒng)要求、方案和概圖 (2)反映新系統(tǒng)信息的數(shù)據(jù)流圖 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 某種數(shù)據(jù)模型 關(guān)系模型 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 非關(guān)系模型（模塊結(jié)構(gòu)圖） 物理設(shè)計(jì)存儲(chǔ)安排 存取方法選擇 存取路徑建立 模塊設(shè)計(jì) IPO表 實(shí)施階段編寫模式 裝入數(shù)據(jù)

5、 數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行 程序編碼 編譯聯(lián)結(jié) 測(cè)試 運(yùn)行維護(hù)性能測(cè)試，轉(zhuǎn)儲(chǔ)/恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù) 重組和重構(gòu) 新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、運(yùn)行、維護(hù)（修正性、適應(yīng) 性、改善性維護(hù)） 圖圖6.4 6.4 數(shù)據(jù)庫(kù)各個(gè)設(shè)計(jì)階段的描述數(shù)據(jù)庫(kù)各個(gè)設(shè)計(jì)階段的描述 第20頁(yè)/共106頁(yè) 22 與格式、所需的表格與卡片、 加工處理這些數(shù)據(jù)的步驟、輸 入輸出的部門等。 第21頁(yè)/共106頁(yè) 23 第22頁(yè)/共106頁(yè) 24 第23頁(yè)/共106頁(yè) 25 商討的基礎(chǔ)上，最后簽訂技術(shù) 協(xié)議書。 n系統(tǒng)分析報(bào)告是設(shè)計(jì)者和用戶 一致確認(rèn)的權(quán)威性文獻(xiàn)，是今 后各階段設(shè)計(jì)和工作的依據(jù)。 第24頁(yè)/共106頁(yè) 26 第25頁(yè)/共106頁(yè) 27 第26頁(yè)/共10

6、6頁(yè) 28 (a)自頂向下的需求分析(b)自底向上的需求分析 需求 需求 需求 需求需求需求需求 需求需求需求需求 需求需求 需求 第27頁(yè)/共106頁(yè) 29 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存 儲(chǔ) 數(shù)據(jù)來(lái) 源 處 理 數(shù)據(jù)輸 出處 理 需 求 信 息 需 求 第28頁(yè)/共106頁(yè) 30 付款憑證報(bào)銷單 報(bào)銷登記 報(bào)銷人 審查 分錄 第29頁(yè)/共106頁(yè) 31 第30頁(yè)/共106頁(yè) 32 第31頁(yè)/共106頁(yè) 33 間里處理多少事務(wù)、多少數(shù)據(jù) 量、響應(yīng)時(shí)間要求等，這些處 理要求是后面物理設(shè)計(jì)的輸入 及性能評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。 n最終形成的數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字 典為“需求分析說(shuō)明書”的主 要內(nèi)容，這是下一步進(jìn)行概念 設(shè)計(jì)

7、的基礎(chǔ)。 第32頁(yè)/共106頁(yè) 34 第33頁(yè)/共106頁(yè) 35 n 設(shè)計(jì)。概念模型在數(shù)據(jù)庫(kù)的各 級(jí)模型中的地位如圖6.8所示。 第34頁(yè)/共106頁(yè) 36 應(yīng)用1 應(yīng)用要求 應(yīng)用2 應(yīng)用要求 應(yīng)用3 應(yīng)用要求 概念模式 綜合 應(yīng)用1 外模式1 應(yīng)用2 外模式2 應(yīng)用3 外模式3 概念模式 概念模式 轉(zhuǎn)換 映象 映象 第35頁(yè)/共106頁(yè) 37 第36頁(yè)/共106頁(yè) 38 第37頁(yè)/共106頁(yè) 39 第38頁(yè)/共106頁(yè) 40 概念模式 (b)自底向上的設(shè)計(jì)方法 概念模式概念模式概念模式 子需 求 概念模式概念模式 全局概念模式 子需 求 子需 求 子需 求 全局概念模式 概念模式 概念模式概

8、念模式概念模式概念模式 (a)自頂向下的設(shè)計(jì)方法 概念模式 需 求 (c)逐步擴(kuò)張的設(shè)計(jì)方法 核心需 求 需 求 核 心 概 念 結(jié) 構(gòu) 全 局 概 念 結(jié) 構(gòu) 第39頁(yè)/共106頁(yè) 41 需求分析 數(shù)據(jù)抽象、 局部視圖設(shè)計(jì) 視圖集成 征求 用戶 意見 DFD、DD 局部ER圖 全局ER圖 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第40頁(yè)/共106頁(yè) 42 第41頁(yè)/共106頁(yè) 43 第42頁(yè)/共106頁(yè) 44 第43頁(yè)/共106頁(yè) 45 學(xué)生 選修 學(xué)號(hào) (a)實(shí)體(b)屬性(c)聯(lián)系 第44頁(yè)/共106頁(yè) 46 (a)兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系 學(xué)生 選修 成績(jī) 課程 系主任 領(lǐng)導(dǎo) 系 學(xué)生 屬于 系 1 1 n 1 系

9、主 任 n (c)實(shí)體集內(nèi)部的聯(lián)系 m 職工 領(lǐng)導(dǎo) 1n 供應(yīng)商 供應(yīng) 數(shù)量 零件項(xiàng)目 m n n (b)多個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系 第45頁(yè)/共106頁(yè) 47 課 程 名 學(xué)生 學(xué) 號(hào) 姓 名 性 別 年 齡 系 別 課程 課程 號(hào) 學(xué) 分 n 選 修 成 績(jī) m 第46頁(yè)/共106頁(yè) 48 第47頁(yè)/共106頁(yè) 49 實(shí)體的屬性。組成成份與對(duì)象 類型之間是“is part of”的關(guān)系。 n例如，學(xué)號(hào)、姓名、性別、年 齡、系別等可以抽象為學(xué)生實(shí) 體的屬性，其中學(xué)號(hào)是標(biāo)識(shí)學(xué) 生實(shí)體的主鍵。 第48頁(yè)/共106頁(yè) 50 第49頁(yè)/共106頁(yè) 51 學(xué)生 學(xué)生系別 屬 于 n 1 m姓 名 性 別 年

10、齡 系 別 學(xué) 號(hào) 姓 名 性 別 年 齡 系主 任 學(xué) 生 人 數(shù) 教 師 人 數(shù) 辦 公 地 點(diǎn) 第50頁(yè)/共106頁(yè) 52 聘 任 教師教師 n1 職稱 分 配 住房 姓 名 性 別 職稱姓 名 性 別 第51頁(yè)/共106頁(yè) 53 第52頁(yè)/共106頁(yè) 54 m mn m 名稱 系 擁 有 學(xué)生 學(xué) 號(hào) 姓 名 性 別 年 齡 開 課 課程 教師 號(hào) 課程 號(hào) 課程名 選 修 成 績(jī) 平均成 績(jī) 第53頁(yè)/共106頁(yè) 55 1 m 教師 號(hào) 姓 名 性 別 職 稱 課程 號(hào) 教師 講 授 課程 n 屬 于 單位 單位 名 電 話 m 第54頁(yè)/共106頁(yè) 56 這兩種方案。一般采用逐步集

11、成 的方法，如果局部視圖比較簡(jiǎn)單， 可以采用多元集成法。一般情況 下，采用二元集成法，即每次只 綜合兩個(gè)視圖，這樣可降低難度。 無(wú)論使用哪一種方法，視圖集成 均分成兩個(gè)步驟，如圖6.19所示。 合并，消除各局部E-R圖之間的 沖突，生成初步E-R圖。 優(yōu)化，消除不必要的冗余，生 成基本E-R圖。 第55頁(yè)/共106頁(yè) 57 (a)多元集成法 局部ER圖1 局部ER圖2局部ER圖n 初步ER圖 基本ER圖 局部ER圖1局部ER圖2 合并ER圖12局部ER圖3 初步ER圖 基本ER圖 (b)二元集成法 第56頁(yè)/共106頁(yè) 58 局部圖 合并 （消除沖突 ） 修改與重構(gòu) （消除不必 要的冗余） 集

12、成視圖 基本圖 初步圖 分 析 規(guī) 范 化 理 論 第57頁(yè)/共106頁(yè) 59 第58頁(yè)/共106頁(yè) 60 零件的重量，有的以公斤為單 位，有的以斤為單位，有的則 以克為單位。 n屬性沖突屬于用戶業(yè)務(wù)上的約 定，必須與用戶協(xié)商后解決。 第59頁(yè)/共106頁(yè) 61 第60頁(yè)/共106頁(yè) 62 一應(yīng)用中可能是一對(duì)多或多對(duì)多 聯(lián)系，也可能是在E1、E2、E3三 者之間有聯(lián)系。 這種情況應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用的語(yǔ)義對(duì)實(shí)體聯(lián)系的類型進(jìn)行綜合或 調(diào)整。 第61頁(yè)/共106頁(yè) 63 名”。 n其次，還存在著結(jié)構(gòu)沖突，實(shí) 體“系”和實(shí)體“課程” 在兩 個(gè)不同應(yīng)用中的屬性組成不同， 合并后這兩個(gè)實(shí)體的屬性組成 為原來(lái)局部

13、E-R圖中的同名實(shí)體 屬性的并集。解決上述沖突后， 合并兩個(gè)局部E-R圖，生成如圖 6.20所示的初步的全局E-R圖。 第62頁(yè)/共106頁(yè) 64 m n 1 系 屬 于 教師 擁 有 學(xué)生 開 課 講 授 選 修 課程 m m n m 1 m 1 學(xué) 號(hào) 姓 名 性 別 年 齡 平均成 績(jī) 成 績(jī) 教師 號(hào) 課程 號(hào) 課程 名 教 師 號(hào) 姓 名 性 別 職 稱 系名電 話 第63頁(yè)/共106頁(yè) 65 第64頁(yè)/共106頁(yè) 66 第65頁(yè)/共106頁(yè) 67 n 1 系 屬 于 教師 擁 有 學(xué)生 講 授 選 修 課程 m m n m 1 m 學(xué)號(hào)姓名性別年齡 成績(jī) 課程 號(hào) 課程 名 教 師

14、 號(hào) 姓名性別職稱系名電話 第66頁(yè)/共106頁(yè) 68 第67頁(yè)/共106頁(yè) 69 第68頁(yè)/共106頁(yè) 70 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初始關(guān)系模式設(shè)計(jì) 關(guān)系模式規(guī)范化 模式評(píng)價(jià) 是否修正 以DBMS語(yǔ)法描述 物理設(shè)計(jì) 模式修正 否 是 第69頁(yè)/共106頁(yè) 71 第70頁(yè)/共106頁(yè) 72 n教師（教師號(hào)，姓名，性別， 職稱） n系（系名，電話） n其中，有下劃線者表示是主鍵。 第71頁(yè)/共106頁(yè) 73 n n講授（教師號(hào)，課程號(hào)） n選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)） n擁有（系名，學(xué)號(hào)） 第72頁(yè)/共106頁(yè) 74 它們之間的聯(lián)系“供應(yīng)”可轉(zhuǎn) 換為關(guān)系模式，其中供應(yīng)商號(hào)， 項(xiàng)目號(hào)，零件號(hào)為此關(guān)系的組 合

15、關(guān)系鍵。 n供應(yīng)（供應(yīng)商號(hào)，項(xiàng)目號(hào)，零 件號(hào)，數(shù)量） 第73頁(yè)/共106頁(yè) 75 供應(yīng)商 供應(yīng) 數(shù)量 零件項(xiàng)目 m nn 第74頁(yè)/共106頁(yè) 76 第75頁(yè)/共106頁(yè) 77 E-R圖向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換過(guò)程中， 用模式合并與分解方法達(dá)到規(guī) 范化級(jí)別。 第76頁(yè)/共106頁(yè) 78 第77頁(yè)/共106頁(yè) 79 第78頁(yè)/共106頁(yè) 80 且經(jīng)常是多關(guān)系的查詢，那么 可對(duì)這些關(guān)系模式按照組合使 用頻率進(jìn)行合并。 n這樣便可以減少聯(lián)接操作而提 高查詢效率。 第79頁(yè)/共106頁(yè) 81 條件查詢的關(guān)系，可進(jìn)行水平 分解，這樣可以減少應(yīng)用系統(tǒng) 每次查詢需要訪問(wèn)的記錄數(shù)， 從而提高了查詢性能。 第80頁(yè)/共1

16、06頁(yè) 82 資，崗位津貼，住址，電話）， 如果經(jīng)常查詢的僅是前六項(xiàng)， 而后三項(xiàng)很少使用，則可以將 教師關(guān)系進(jìn)行垂直分割，得到 兩個(gè)教師關(guān)系： 教師關(guān)系1（教師號(hào)，姓名，性別， 年齡，職稱，工資） 教師關(guān)系2（教師號(hào)，崗位津貼， 住址，電話） n這樣，便減少了查詢的數(shù)據(jù)傳 遞量，提高了查詢速度。 第81頁(yè)/共106頁(yè) 83 第82頁(yè)/共106頁(yè) 84 (2)評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間 效率。 第83頁(yè)/共106頁(yè) 85 第84頁(yè)/共106頁(yè) 86 第85頁(yè)/共106頁(yè) 87 第86頁(yè)/共106頁(yè) 88 第87頁(yè)/共106頁(yè) 89 等）放在不同的磁盤上，以加 快存取速度。另外，數(shù)據(jù)庫(kù)的 數(shù)據(jù)備份、日志文件備份等， 只在數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生故障進(jìn)行恢復(fù) 時(shí)才使用，而且數(shù)據(jù)量很大， 可以存放在磁帶上，以改進(jìn)整 個(gè)系統(tǒng)的性能。 第88頁(yè)/共106頁(yè) 90 第89頁(yè)/共106頁(yè) 91 第90頁(yè)/共106頁(yè) 92 第91頁(yè)/共106頁(yè) 93 第92頁(yè)/共106頁(yè) 94 第93頁(yè)/共106頁(yè) 95 時(shí)間，為了保證數(shù)據(jù)能夠及時(shí) 入庫(kù)，應(yīng)該在數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì) 的同時(shí)編制數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)， 而不能等物理設(shè)計(jì)完