數據庫課后題答案--第7章-數據庫設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第7章 數據庫設計1試述數據庫設計過程。答：這里只概要列出數據庫設計過程的六個階段： ( l ）需求分析； ( 2 ）概念結構設計； ( 3 ）邏輯結構設計； ( 4 ）數據庫物理設計； ( 5 ）數據庫實施； ( 6 ）數據庫運行和維護。這是一個完整的實際數據庫及其應用系統的設計過程。不僅包括設計數據庫本身，還包括數據庫的實施、運行和維護。設計一個完善的數據庫應用系統往往是上述六個階段的不斷反復。2 試述數據庫設計過程各個階段上的設計描述。答：各階段的設計要點如下： ( l ）需求分析：準確了解與分析用戶需求（包括數據與處理）。 ( 2 ）概念結構設計：通過對用戶需

2、求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體 DBMS 的概念模型。 ( 3 ）邏輯結構設計：將概念結構轉換為某個 DBMS 所支持的數據模型，并對其進行優(yōu)化。 ( 4 ）數據庫物理設計：為邏輯數據模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）。 ( 5 ）數據庫實施：設計人員運用 DBMS 提供的數據語言、工具及宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果建立數據庫，編制與調試應用程序，組織數據入庫，并進行試運行。 ( 6 ）數據庫運行和維護：在數據庫系統運行過程中對其進行評價、調整與修改。3 試述數據庫設計過程中結構設計部分形成的數據庫模式。答：數據庫結構設計的不同階段形成數據庫的

3、各級模式，即： ( l ）在概念設計階段形成獨立于機器特點，獨立于各個 DBMS 產品的概念模式，在本篇中就是 E 一 R 圖； ( 2 ）在邏輯設計階段將 E 一 R 圖轉換成具體的數據庫產品支持的數據模型，如關系模型，形成數據庫邏輯模式，然后在基本表的基礎上再建立必要的視圖 ( Vi 娜），形成數據的外模式； ( 3 ）在物理設計階段，根據 DBMS 特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成數據庫內模式。4 試述數據庫設計的特點。答：數據庫設計既是一項涉及多學科的綜合性技術又是一項龐大的工程項目。其主要特點有： ( l ）數據庫建設是硬件、軟件和干件（技術與管理的界面）的結合。

4、( 2 ）從軟件設計的技術角度看，數據庫設計應該和應用系統設計相結合，也就是說，整個設計過程中要把結構（數據）設計和行為（處理）設計密切結合起來。5 需求分析階段的設計目標是什么？調查的內容是什么？答：需求分析階段的設計目標是通過詳細調查現實世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統（手工系統或計算機系統）工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎上確定新系統的功能。調查的內容是“數據夕和“處理”，即獲得用戶對數據庫的如下要求： ( l ）信息要求，指用戶需要從數據庫中獲得信息的內容與性質，由信息要求可以導出數據要求，即在數據庫中需要存儲哪些數據； ( 2 ）處理要求，指用戶要完成

5、什么處理功能，對處理的響應時間有什么要求，處理方式是批處理還是聯機處理； ( 3 ）安全性與完整性要求。6 數據字典的內容和作用是什么？答：數據字典是系統中各類數據描述的集合。數據字典的內容通常包括： ( l ）數據項； ( 2 ）數據結構； ( 3 ）數據流； ( 4 ）數據存儲； ( 5 ）處理過程五個部分。其中數據項是數據的最小組成單位，若干個數據項可以組成一個數據結構。數據字典通過對數據項和數據結構的定義來描述數據流和數據存儲的邏輯內容。數據字典的作用：數據字典是關于數據庫中數據的描述，在需求分析階段建立，是下一步進行概念設計的基礎，并在數據庫設計過程中不斷修改、充實、完蓋。7 什么是

6、數據庫的概念結構？試述其特點和設計策略。答：概念結構是信息世界的結構，即概念模型，其主要特點是： ( l ）能真實、充分地反映現實世界，包括事物和事物之間的聯系，能滿足用戶對數據的處理要求，是對現實世界的一個真實模型； ( 2 ）易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見，用戶的積極參與是數據庫設計成功的關鍵； ( 3 ）易于更改，當應用環(huán)境和應用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充； ( 4 ）易于向關系、網狀、層次等各種數據模型轉換。概念結構的設計策略通常有四種： l ）自頂向下，即首先定義全局概念結構的框架，然后逐步細化； 2 ）自底向上，即首先定義各局部應用的概念結構，然后將它

7、們集成起來，得到全局概念結構； 3 ）逐步擴張，首先定義最重要的核心概念結構，然后向外擴充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結構，直至總體概念結構； 4 ）混合策略，即將自頂向下和自底向上相結合，用自頂向下策略設計一個全局概念結構的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設計的各局部概念結構。8 什么叫數據抽象？試舉例說明。答：數據抽象是對實際的人、物、事和概念進行人為處理，抽取所關心的共同特性，忽略非本質的細節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成了某種模型。如“分類夕這種抽象是：定義某一類概念作為現實世界中一組對象的類型。這些對象具有某些共同的特性和行為。它抽象了對象值和型之間的，

8、 ' i 5 member of ”的語義。在 E 一 R 模型中，實體型就是這種抽象。例如在學校環(huán)境中，李英是老師，表示李英是教師類型中的一員，則教師是實體型，李英是教師實體型中的一個實體值，具有教師共同的特性和行為：在某個系某個專業(yè)教學，講授某些課程，從事某個方向的科研。 9 試述數據庫概念結構設計的重要性和設計步驟。答：重要性：數據庫概念設計是整個數據庫設計的關鍵，將在需求分析階段所得到的應用需求首先抽象為概念結構，以此作為各種數據模型的共同基礎，從而能更好地、更準確地用某一 DBMS 實現這些需求。設計步驟：概念結構的設計方法有多種，其中最經常采用的策略是自底向上方法，該方法的

9、設計步驟通常分為兩步：第 1 步是抽象數據并設計局部視圖，第 2 步是集成局部視圖，得到全局的概念結構。 10 為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？答：在對數據庫系統進行概念結構設計時一般采用自底向上的設計方法，把繁雜的大系統分解子系統。首先設計各個子系統的局部視圖，然后通過視圖集成的方式將各子系統有機地融合起來，綜合成一個系統的總視圖。這樣，設計清晰，由簡到繁。由于數據庫系統是從整體角度看待和描述數據的，因此數據不再面向某個應用而是整個系統。因此必須進行視圖集成，使得數據庫能被全系統的多個用戶、多個應用共享使用。一般說來，視圖集成可以有兩種方式： ( l ）多個分 E 一 R 圖一次集成

10、; ( 2 ）逐步集成，用累加的方式一次集成兩個分 E 一 R 圖。無論采用哪種方式，每次集成局部 E 一 R 圖時都需要分兩步走： ( l ）合并，解決各分 E 一 R 圖之間的沖突，將各分 E 一 R 圖合并起來生成初步 E 一 R 圖； ( 2 ）修改和重構，消除不必要的冗余，生成基本 E 一 R 圖。 11 什么是數據庫的邏輯結構設計？試述其設計步驟。答：數據庫的邏輯結構設計就是把概念結構設計階段設計好的基本 E 一 R 圖轉換為與選用的 DBMS 產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。設計步驟為 : ( l ）將概念結構轉換為一般的關系、網狀、層次模型； ( 2 ）將轉換來的關系、網

11、狀、層次模型向特定 DBMS 支持下的數據模型轉換； ( 3 ）對數據模型進行優(yōu)化。14 規(guī)范化理論對數據庫設計有什么指導意義？答：規(guī)范化理論為數據庫設計人員判斷關系模式的優(yōu)劣提供了理論標準，可用以指導關系數據模型的優(yōu)化，用來預測模式可能出現的問題，為設計人員提供了自動產生各種模式的算法工具，使數據庫設計工作有了嚴格的理論基礎。 15 試述數據庫物理設計的內容和步驟。答：數據庫在物理設備上的存儲結構與存取方法稱為數據庫的物理結構，它依賴于給定的 DBMS 。為一個給定的邏輯數據模型選取一個最適合應用要求的物理結構，就是數據庫的物理設計的主要內容。數據庫的物理設計步驟通常分為兩步： ( l ）確

12、定數據庫的物理結構，在關系數據庫中主要指存取方法和存儲結構； ( 2 ）對物理結構進行評價，評價的重點是時間效率和空間效率。16 數據輸入在實施階段的重要性是什么？如何保證輸入數據的正確性？答：數據庫是用來對數據進行存儲、管理與應用的，因此在實施階段必須將原有系統中的歷史數據輸入到數據庫。數據量一般都很大，而且數據來源于部門中的各個不同的單位。數據的組織方式、結構和格式都與新設計的數據庫系統有相當的差距，組織數據錄入就要將各類源數據從各個局部應用中抽取出來，分類轉換，最后綜合成符合新設計的數據庫結構的形式，輸入數據庫。因此這樣的數據轉換、組織入庫的工作是相當費力費時的工作。特別是原系統是手工數

13、據處理系統時，各類數據分散在各種不同的原始表格、憑證、單據之中，數據輸入工作量更大。保證輸入數據正確性的方法：為提高數據輸入工作的效率和質量，應該針對具體的應用環(huán)境設計一個數據錄入子系統，由計算機來完成數據入庫的任務。在源數據入庫之前要采用多種方法對它們進行檢驗，以防止不正確的數據入庫。 17 什么是數據庫的再組織和重構造？為什么要進行數據庫的再組織和重構造？答：數據庫的再組織是指：按原設計要求重新安排存儲位置、回收垃圾、減少指針鏈等，以提高系統性能。數據庫的重構造則是指部分修改數據庫的模式和內模式，即修改原設計的邏輯和物理結構。數據庫的再組織是不修改數據庫的模式和內模式的。進行數據庫的再組織

14、和重構造的原因：數據庫運行一段時間后，由于記錄不斷增、刪、改，會使數據庫的物理存儲情況變壞，降低了數據的存取效率，數據庫性能下降，這時 DBA 就要對數據庫進行重組織。 DBMS 一般都提供用于數據重組織的實用程序。數據庫應用環(huán)境常常發(fā)生變化，如增加新的應用或新的實體，取消了某些應用，有的實體與實體間的聯系也發(fā)生了變化等，使原有的數據庫設計不能滿足新的需求，需要調整數據庫的模式和內模式。這就要進行數據庫重構造。 18 現有一局部應用，包括兩個實體：“出版社”和“作者”，這兩個實體是多對多的聯系，請讀者自己設計適當的屬性，畫出 E 一 R 圖，再將其轉換為關系模型（包括關系名、屬性名、碼和完整性約束條件）。答：關系模型為：作者（作者號，姓名，年齡，性別，電話，地址）出版社（出版社號，名稱，地址，聯系電話）出版（作者號，出版社號，書的數量）出版關系的主碼作者號，出版社號分別參照作者關系