數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計萬常選版第六章練習(xí)題和詳細(xì)答案

1、第六章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 一、選擇題 1. 數(shù)據(jù)流程圖是用于描述結(jié)構(gòu)化方法中（ ）階段的工具。 A. 概要設(shè)計 B. 可行性分析 C. 程序編碼 D. 需求分析 2. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，用ER圖賴描述信息結(jié)構(gòu)但不涉及信息在計算機中的表示，這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的（ ）。 A. 需求分析階段 B. 邏輯設(shè)計階段 C. 概念設(shè)計階段 D. 物理設(shè)計階段 3. 在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)模型的過程屬于（ ）。 A. 需求分析階段 B. 邏輯設(shè)計階段 C. 概念設(shè)計階段 D. 物理設(shè)計階段 4. 子模式DDL是用來描述（ ）。 A. 數(shù)據(jù)庫的總體邏輯結(jié)構(gòu) B. 數(shù)據(jù)庫的局部邏輯結(jié)構(gòu) C. 數(shù)據(jù)庫的物理存儲

2、結(jié)構(gòu) D. 數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu) 5. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的概念設(shè)計階段，表示概念結(jié)構(gòu)的常用方法和描述工具是（ ）。 A.層次分析法和層次結(jié)構(gòu)圖 B.數(shù)據(jù)流程分析法和數(shù)據(jù)流程圖 C.實體聯(lián)系法和實體聯(lián)系圖 D.結(jié)構(gòu)分析法和模塊結(jié)構(gòu)圖 6. 在ER模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換時，M：N的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式時，其關(guān)鍵字是（ ）。 A.M端實體的關(guān)鍵字 B.N端實體的關(guān)鍵字 C.M、N端實體的關(guān)鍵字組合 D.重新選取其他屬性 7. 某學(xué)校規(guī)定，每一個班級最多有50名學(xué)生，至少有10名學(xué)生；每一名學(xué)生必須屬于一個班級。在班級與學(xué)生實體的聯(lián)系中，學(xué)生實體的基數(shù)是（ ） 。 A. （0，1） B. （1，1） C. （1，10

3、） D. （10，50） 8. 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，設(shè)計關(guān)系模式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計中（ ）階段的任務(wù) 。 A. 邏輯設(shè)計階段 B. 概念設(shè)計階段 C. 物理設(shè)計階段 D. 需求分析階段 9. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論主要解決的問題是（ ）。 A.如何構(gòu)造合適的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu) B.如何構(gòu)造合適的數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu) C.如何構(gòu)造合適的應(yīng)用程序界面 D.如何控制不同用戶的數(shù)據(jù)操作權(quán)限 10. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計可劃分為七個階段，每個階段都有自己的設(shè)計內(nèi)容，“為哪些關(guān)系，在哪些屬性上、鍵什么樣的索引”這一設(shè)計內(nèi)容應(yīng)該屬于（ ）設(shè)計階段。 A. 概念設(shè)計 B. 邏輯設(shè)計 C. 物理設(shè)計 D. 全局設(shè)計 11. 假設(shè)設(shè)計數(shù)據(jù)庫性

4、能用“開銷”，即時間、空間及可能的費用來衡量，則在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)生存期中存在很多開銷。其中，對物理設(shè)計者來說，主要考慮的是（ ）。 A. 規(guī)劃開銷 B. 設(shè)計開銷 C. 操作開銷 D. 維護開銷 12. 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計完成后，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫實施階段，下述工作中，（ ）一般不屬于實施階段的工作。 A. 建立庫結(jié)構(gòu) B. 系統(tǒng)調(diào)試 C. 加載數(shù)據(jù) D. 擴充功能 13. 從ER圖導(dǎo)出關(guān)系模型時，如果實體間的聯(lián)系是M：N的，下列說法中正確的是（ ）。 A. 將N方關(guān)鍵字和聯(lián)系的屬性納入M方的屬性中 B. 將M方關(guān)鍵字和聯(lián)系的屬性納入N方的屬性中 C. 增加一個關(guān)系表示聯(lián)系，其中納入M方和N方的關(guān)鍵字 D

5、. 在M方屬性和N方屬性中均增加一個表示級別的屬性 14. 在ER模型中，如果有3個不同的實體集，3個M：N聯(lián)系，根據(jù)ER模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的規(guī)則，轉(zhuǎn)換為關(guān)系的數(shù)目是（ ）。 A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 二、簡答題 1. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程。 *解析 希望同學(xué)能夠認(rèn)真閱讀概論的內(nèi)容，了解并掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程。這里只概要列出數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的六個階段： 1) 需求分析 2) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 4) 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 5) 數(shù)據(jù)庫實施 6) 數(shù)據(jù)庫運行和維護 這是一個完整的實際數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程。不僅包括設(shè)計數(shù)據(jù)庫本身，還包括數(shù)據(jù)庫的實施、數(shù)據(jù)庫運行和維護。 設(shè)計

6、一個完善的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是上述六個階段的不斷反復(fù)。 2. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的各個階段上的設(shè)計描述。 *解析：這是進(jìn)一步了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計的具體內(nèi)容。設(shè)計描述是指在各個階段體現(xiàn)設(shè)計內(nèi)容，描述設(shè)計結(jié)果的各種文檔、程序。 答：各階段的設(shè)計要點如下： 1) 需求分析：準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。 2) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計：通過對用戶需求進(jìn)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(jié)構(gòu)設(shè)計：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進(jìn)行優(yōu)化。 4) 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）。 5) 數(shù)據(jù)庫實施

7、：設(shè)計人員運用DBMS提供的數(shù)據(jù)語言、工具及宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運行。 6) 數(shù)據(jù)庫運行和維護：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中對其進(jìn)行評價、調(diào)整與修改。 3. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計部分形成的數(shù)據(jù)庫模式。 答： 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同階段形成數(shù)據(jù)庫的各級模式，即： l 在概念設(shè)計階段形成獨立于機器特點，獨立于各個DBMS產(chǎn)品的概念模式，在本篇中就是E-R圖； l 在邏輯設(shè)計階段將E-R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式；然后在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖(View)，形成數(shù)據(jù)的外模式； l

8、 在物理設(shè)計階段，根據(jù)DBMS特點和處理的需要，進(jìn)行物理存儲安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。 概念模式是面向用戶和設(shè)計人員的，屬于概念模型的層次；邏輯模式、外模式、內(nèi)模式是DBMS支持的模式，屬于數(shù)據(jù)模型的層次?？梢栽贒BMS中加以描述和存儲。 4. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點。 答： 數(shù)據(jù)庫設(shè)計既是一項涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項龐大的工程項目。其主要特點有： 1) 數(shù)據(jù)庫建設(shè)是硬件、軟件和干件（技術(shù)與管理的界面）的結(jié)合。 2) 從軟件設(shè)計的技術(shù)角度看，數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合，也就是說，整個設(shè)計過程中要把結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計和行為（處理）設(shè)計密切結(jié)合起來。 5. 需求分析階段的設(shè)計目標(biāo)

9、是什么？調(diào)查的內(nèi)容是什么？ 答： 需求分析階段的設(shè)計目標(biāo)是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)）工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能。 調(diào)查的內(nèi)容是“數(shù)據(jù)”和“處理”，即獲得用戶對數(shù)據(jù)庫的如下要求： （1）信息要求。指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息的內(nèi)容與性質(zhì)。由信息要求可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求，即在數(shù)據(jù)庫中需要存儲哪些數(shù)據(jù)。 （2）處理要求。指用戶要完成什么處理功能，對處理的響應(yīng)時間有什么要求，處理方式是批處理還是聯(lián)機處理。 （3）安全性與完整性要求。 6. 數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容和作用是什么？ 答： 數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的

10、集合。數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容通常包括：數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程五個部分 其中數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲的邏輯內(nèi)容。 數(shù)據(jù)字典的作用： 數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，在需求分析階段建立，是下一步進(jìn)行概念設(shè)計的基礎(chǔ)，并在數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中不斷修改、充實、完善。 （注意，數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段形成的數(shù)據(jù)字典與后面講到的數(shù)據(jù)字典不同，后者是DBMS關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，當(dāng)然兩者是有聯(lián)系的）。 7. 什么是數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)？試述其特點和設(shè)計策略。 答： 概念結(jié)構(gòu)是信息世界的結(jié)構(gòu)，即概念模型，其主要特點是

11、： （1）能真實、充分地反映現(xiàn)實世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求。是對現(xiàn)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(shù)據(jù)庫的設(shè)計成功的關(guān)鍵。 （3）易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充。 （4）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。 概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計策略通常有四種： 自頂向下。即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化； 自底向上。即首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來，得到全局概念 結(jié)構(gòu)； 逐步擴張。首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴充，以滾雪球的方式逐步生 成其他概

12、念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)； 混合策略。即將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計一個全局概念結(jié)構(gòu)的 框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計的各局部概念結(jié)構(gòu)。 8. 什么叫數(shù)據(jù)抽象？試舉例說明。 答： 數(shù)據(jù)抽象是對實際的人、物、事和概念進(jìn)行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)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。 如分類這種抽象是：定義某一類概念作為現(xiàn)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“is member of”的語義。在E-R模型中，實體型就是這種抽象。例如在學(xué)校環(huán)境中，李英是老師，表示李英是教師類型

13、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(xué)，講授某些課程，從事某個方向的科研。 9.試述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性和設(shè)計步驟。 答： 重要性： 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵，將在需求分析階段所得到的應(yīng)用需求首先抽 象為概念結(jié)構(gòu)，以此作為各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，從而能更好地、更準(zhǔn)確地用某一DBMS實現(xiàn)這些需求。 設(shè)計步驟： 概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法有多種，其中最經(jīng)常采用的策略是自底向上方法，該方法的設(shè)計步 驟通常分為兩步：第1步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖，第2步是集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu) 10.什么是E-R圖？構(gòu)成E-R圖的基

14、本要素是什么？ 答： E-R圖為實體-聯(lián)系圖，提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實世界的概念模型。 構(gòu)成E-R圖的基本要素是實體型、屬性和聯(lián)系，其表示方法為： 實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名； 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來； 聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1 : 1，1 : n或m : n）。 11. 為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？ 答： 在對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般采用自底向上的設(shè)計方法，把繁雜的大系統(tǒng)分解子系統(tǒng)。首先設(shè)計各個子系統(tǒng)的局部視圖，然后通過視圖集

15、成的方式將各子系統(tǒng)有機的融合起來，綜合成一個系統(tǒng)的總視圖。這樣設(shè)計清晰，由簡到繁。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)不再面向某個應(yīng)用而是整個系統(tǒng)。因此必須進(jìn)行視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫能被全系統(tǒng)的多個用戶、多個應(yīng)用共享使用。 一般說來，視圖集成可以有兩種方式： 多個分E-R圖一次集成； 逐步集成，用累加的方式一次集成兩個分E-R圖。 無論采用哪種方式，每次集成局部E-R圖時都需要分兩步走： （1）合并。解決各分E-R圖之間的沖突，將各分E-R圖合并起來生成初步E-R圖。 （2）修改和重構(gòu)。消除不必要的冗余，生成基本E-R圖。 12. 什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計？試述其設(shè)計步驟。 答

16、： 數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為與選用的DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。 設(shè)計步驟為： （1）將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型； （2）將轉(zhuǎn)換來的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換； （3）對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。 13. 試述把E-R圖轉(zhuǎn)換為DBTG模型和關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則。 答： E-R圖向DBTG模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則： 1)每個實體型轉(zhuǎn)換為記錄型，實體的屬性轉(zhuǎn)換為記錄的數(shù)據(jù)項； 2)實體型之間1：n（n1）的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個系，沒有任何聯(lián)系的實體型轉(zhuǎn)換為奇異系； 3)K（K2）個實體型之間多對多的聯(lián)系，引入一個連結(jié)記

17、錄，形成K個實體型和連結(jié)記錄之間的K個系。連結(jié)記錄的屬性由諸首記錄的碼及聯(lián)系屬性所組成； 4)同一實體型內(nèi)的1：n，n：m聯(lián)系，引入連結(jié)記錄，轉(zhuǎn)換為兩個系。 *解析 根據(jù)我國實際情況，網(wǎng)狀，層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已很少使用，因此概論第三版把它們刪去了，有關(guān)的主要概念放在第一章數(shù)據(jù)模型中介紹。對于DBTG模型的許多概念也介紹得很簡單。本題的內(nèi)容已經(jīng)超出了書上的內(nèi)容，同學(xué)們只要了解就可以了。但是，下面E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則要求同學(xué)必須掌握，并且能夠舉一反三。 答： E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則： 一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的碼就是關(guān)系的碼。 對于實體間的聯(lián)系則有以下

18、不同的情況： （1）一個1：1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，則與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，每個實體的碼均是該關(guān)系的候選碼。如果與某一端實體對應(yīng)的關(guān)系模式合并，則需要在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性。 （2）一個1：n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，則與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為n端實體的碼。 （3）一個m：n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，各實體碼的組合組成該關(guān)系的碼，或碼的一部分。 （4）三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。與該多元聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為各實體碼的組合。 （5）具有相同碼的關(guān)系模式可合并。 *14. 你能給