數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第五版第七章習(xí)題解答和解析

1、第七章習(xí)題解答和分析試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程。答：這里只大綱列出數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的六個階段:(1)需求分析;(2)看法構(gòu)造設(shè)計;(3)邏輯構(gòu)造設(shè)計;(4)數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計;(5)數(shù)據(jù)庫實行;(6)數(shù)據(jù)庫運轉(zhuǎn)和保護。這是一個完好的實質(zhì)數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程。不但包含設(shè)計數(shù)據(jù)庫自己,還包含數(shù)據(jù)庫的實行、運轉(zhuǎn)和保護。設(shè)計一個完美的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)常常是上述六個階段的不停屢屢。分析：希望讀者可以認真閱讀概論的內(nèi)容,認識并掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程。2.試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中構(gòu)造設(shè)計部分形成的數(shù)據(jù)庫模式。答：數(shù)據(jù)庫構(gòu)造設(shè)計的不一樣階段形成數(shù)據(jù)庫的各級模式,即:(1)在看法設(shè)計階段形成獨立于機器特色,獨立于各個DBMS產(chǎn)

2、品的看法模式,在本篇中就是E-R圖;在邏輯設(shè)計階段將E-R圖變換成具體的數(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,而后在基本表的基礎(chǔ)上再建立必需的視圖(View),形成數(shù)據(jù)的外模式;在物理設(shè)計階段,依據(jù)DBMS特色和辦理的需要,進行物理儲存安排,建立索引,形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。讀者可以參照概論上圖。圖中看法模式是面向用戶和設(shè)計人員的式、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,可以在,屬于看法模型的層次;邏輯模DBMS中加以描畫和儲存。需求分析階段的設(shè)計目標(biāo)是什么?檢查的內(nèi)容是什么?答需求分析階段的設(shè)計目標(biāo)是經(jīng)過詳實檢查現(xiàn)實世界要辦理的對象(組織、部門、企業(yè)等),充分

3、認識原系統(tǒng)(手工系統(tǒng)或計算機系統(tǒng))工作大要,明確用戶的各種需求,而后在此基礎(chǔ)上確立新系統(tǒng)的功能。檢查的內(nèi)容是“數(shù)據(jù)”和“辦理”,即獲取用戶對數(shù)據(jù)庫的以下要求:(1)信息要求,指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲取信息的內(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)庫中需要儲存哪些數(shù)據(jù);辦理要求,指用戶要完成什么辦理功能,對辦理的響應(yīng)時間有什么要求,辦理方式是批辦理還是聯(lián)機辦理;安全性與完好性要求。詳實的可以參照概論上7.2。4.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)中各種數(shù)據(jù)描畫的匯合。數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容以往包含:(1)數(shù)據(jù)項;(2)數(shù)據(jù)構(gòu)造;(3)數(shù)據(jù)流;(4)數(shù)據(jù)儲存;(5)辦理過程五個部分。此中數(shù)

4、據(jù)項是數(shù)據(jù)的最小構(gòu)成單位,若干個數(shù)據(jù)項可以構(gòu)成一個數(shù)據(jù)構(gòu)造。數(shù)據(jù)字典經(jīng)過對數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)構(gòu)造的定義來描畫數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)儲存的邏輯內(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)的描畫,在需求分析階段建立,是下一步進行看法設(shè)計的基礎(chǔ),并在數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中不停更正、充分、完美。(詳實參照概論上7.2.3。注意,數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段形成的數(shù)據(jù)字典與DBMS中的數(shù)據(jù)字典不一樣后者是DBMS關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描畫,自然二者是有聯(lián)系的)。,5.什么是數(shù)據(jù)庫的看法構(gòu)造?試述其特色和設(shè)計策略。答看法構(gòu)造是信息世界的構(gòu)造,即看法模型,其主要特色是:(1)能逼真、充分地反響現(xiàn)實世界,包含事物和事物之間的聯(lián)系,能滿足用戶對數(shù)

5、據(jù)的辦理要求,是對現(xiàn)實世界的一個逼真模型;易于理解,從而可以用它和不熟習(xí)計算機的用戶交換建議,用戶的踴躍參加是數(shù)據(jù)庫設(shè)計成功的要點;易于更正,當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時,簡單對看法模型更正和擴大;易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型變換?？捶?gòu)造的設(shè)計策略以往有四種:自頂向下,即第一定義全局看法構(gòu)造的框架,而后逐漸細化;自底向上,即第一定義各局部應(yīng)用的看法構(gòu)造,而后將它們集成起來,獲取全局看法構(gòu)造;逐漸擴增,第一定義最重要的核心看法構(gòu)造,而后向外擴大,以滾雪球的方式逐漸生成其余看法構(gòu)造,直至整體看法構(gòu)造;4)混雜策略,馬上自頂向下和自底向上相結(jié)合,用自頂向下策略設(shè)計一個全局看法構(gòu)造的框架,以它

6、為骨架集成由自底向良策略中設(shè)計的各局部看法構(gòu)造。定義并解說看法模型中以下術(shù)語:實體,實體型,實體集,屬性,碼,實體聯(lián)系圖(E-R圖)答實體:客觀存在并可以互相區(qū)分的事物叫實體。實體型:擁有同樣屬性的實體擁有同樣的特色和性質(zhì),用實體名及其屬性名匯合來抽象和刻畫同類實體,稱為實體型。實體集:同型實體的匯合稱為實體集。屬性:實體所擁有的某一特征,一個實體可由若干個屬性來刻畫。碼:唯一表記實體的屬性集稱為碼。實體聯(lián)系圖(E-R圖):供給了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法: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,

7、并用無向邊分別與相干實體連接起來,同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的種類(1:1,1:n或m:n)。學(xué)校中有若關(guān)系,每個系有若干班級和教研室,每個教研室有若干教員,此中有的教授和副教授每人各帶若干研究生;每個班有若干學(xué)生,每個學(xué)生選修若干課程,每門課可由若干學(xué)生選修。請用E-R圖畫出此學(xué)校的看法模型。在畫E-R圖時,讀者可以依據(jù)習(xí)題中對問題的描畫一步一步畫出每一句話中涉及的實體,再依據(jù)給出的實質(zhì)語義,畫出實體之間的聯(lián)系。好比,每個教研室有若干教員,每個班有若干學(xué)生,可以畫出教研室和教員、班級和學(xué)生之間一對多的聯(lián)系。再如,有的教授和副教授每人各帶若干研究生,而一個研究生一般指定一個導(dǎo)師,這是以往的規(guī)則,所

8、以可以畫出教員和學(xué)生之間一對多的聯(lián)系。E-R圖中各實體的屬性假設(shè)為：系：系編號，系名班級：班級編號，班級名教研室：教研室編號，教研室學(xué)生：學(xué)號，姓名，學(xué)歷課程：課程編號，課程名教員：職工號，姓名，職稱各聯(lián)系的屬性為：選修：成績，其余聯(lián)系無屬性。某工廠生產(chǎn)若干產(chǎn)品,每種產(chǎn)品由不一樣的零件構(gòu)成,有的零件可用在不一樣的產(chǎn)品上。這些零件由不一樣的原資料制成,不一樣零件所用的資料可以同樣。這些零件按所屬的不一樣產(chǎn)品分別放在庫房中,原資料按照類別放在若干庫房中。請用E-R圖畫出此工廠產(chǎn)品、零件、資料、庫房的看法模型。對實體之間聯(lián)系的語義描畫有時不是斬釘截鐵的,需要從對現(xiàn)實世界的整體描畫中進行分析,導(dǎo)出實體

9、之間的某種聯(lián)系。就這樣題中,“零件和庫房的聯(lián)系”就要從以下描畫中分析:“零件按所屬的不一樣產(chǎn)品分別放在庫房中”。因為一個產(chǎn)品由多種零件構(gòu)成的,所以一個庫房中存放多種零件;反過來一種零件是放在一個庫房還是多個庫房中呢?因為一種零件可以用在多種產(chǎn)品上,這些零件按所屬的不一樣產(chǎn)品分別放在庫房中,于是知道一種零件可以放在多個庫房中,所以零件和庫房之間是多對多的聯(lián)系?！百Y料和庫房的聯(lián)系”則依據(jù)“原資料依據(jù)類別放在若干庫房”這句話就可以得出:一個庫房中放多種資料,而一種資料只放在一個庫房中,所以庫房和資料之間是一對多的聯(lián)系。E-R圖中各實體的屬性假設(shè)為：產(chǎn)品：產(chǎn)品號，產(chǎn)品名零件：零件號，零件名原資料：原資

10、料號，原資料名，類別庫房：庫房號，庫房名各聯(lián)系的屬性為：產(chǎn)品的構(gòu)成：使用零件量零件制造：使用原資料量零件儲存：儲存量資料存放：存放量什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯構(gòu)造設(shè)計?試述其設(shè)計步驟。數(shù)據(jù)庫的邏輯構(gòu)造設(shè)計就是把看法構(gòu)造設(shè)計階段設(shè)計好的基本E-R圖變換為與采納的所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯構(gòu)造。設(shè)計步驟為:DBMS產(chǎn)品將看法構(gòu)造變換為特定DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型:關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型等；對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化。試把習(xí)題7和習(xí)題8中的E-R圖變換為關(guān)系模型。習(xí)題7中的E-R圖變換的關(guān)系模型以下，此中有劃畫線的屬性是主碼屬性：系(系編號,系名,學(xué)校名)班級(班級編號,班級名,系編號)教研室(教研室編號,教研室,

11、系編號)學(xué)生(學(xué)號,姓名,學(xué)歷,班級編號,導(dǎo)師職工號)課程(課程編號,課程名)教員(職工號,姓名,職稱,教研室編號)選課(學(xué)號,課程編號,成績)習(xí)題8中的E-R圖變換的關(guān)系模型以下，此中有劃畫線的屬性是主碼屬性：產(chǎn)品(產(chǎn)品號,產(chǎn)品名,庫房號)零件(零件號,零件名)原資料(原資料號,原資料名,類別,庫房號,存放量)庫房(庫房號,庫房名)產(chǎn)品構(gòu)成(產(chǎn)品號,零件號,使用零件量)零件構(gòu)成(零件號,原資料號,使用原資料量)零件儲備(零件號,庫房號,儲存量)11.試用規(guī)范化理論中相干范式的看法分析習(xí)題7中你設(shè)計的關(guān)系模型中各個關(guān)系模式的碼,它們屬于第幾范式?會產(chǎn)生什么更新異常?習(xí)題7中設(shè)計的各個關(guān)系模式的

12、碼都用下劃線注明,這些關(guān)系模式都只有一個碼,且都是唯一決定的要素,所以都屬于BCNF。不會產(chǎn)生更新異?，F(xiàn)象。12規(guī)范化理論對數(shù)據(jù)庫設(shè)計有什么指導(dǎo)意義?答規(guī)范化理論為數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員判斷關(guān)系模式的好壞供給了理論標(biāo)準(zhǔn),可用以指導(dǎo)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化,用來展望模式可能出現(xiàn)的問題,為設(shè)計人員供給了自動產(chǎn)生各種模式的算法工具,使數(shù)據(jù)庫設(shè)計工作有了嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)。可參照概論上相干數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化的內(nèi)容)。13.試述數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和步驟。答數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的儲存構(gòu)造與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理構(gòu)造,它依托于給定的DBMS。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最合適應(yīng)用要求的物理構(gòu)造,就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的主要內(nèi)

13、容。數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計步驟以往分為兩步:確立數(shù)據(jù)庫的物理構(gòu)造,在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和儲存構(gòu)造;對物理構(gòu)造進行議論,議論的要點是時間效率和空間效率。詳實參照概論。14.數(shù)據(jù)輸入在實行階段的重要性是什么?如何保證輸入數(shù)據(jù)的正確性?答數(shù)據(jù)庫是用來對數(shù)據(jù)進行儲存、管理與應(yīng)用的,所以在實行階段一定將原有系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)量一般都很大,并且數(shù)據(jù)本源于部門中的各個不一樣的單位。數(shù)據(jù)的組織方式、構(gòu)造和格式都與新設(shè)計的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有相當(dāng)?shù)牟罹?組織數(shù)據(jù)錄入就要將各種源數(shù)據(jù)從各個局部應(yīng)用中抽拿出來分類變換,最后綜合成符合新設(shè)計的數(shù)據(jù)庫構(gòu)造的形式,輸入數(shù)據(jù)庫。所以這樣的數(shù)據(jù)變換、組織入庫的工作是

14、相當(dāng)費力費時的工作。特別是原系統(tǒng)是手工數(shù)據(jù)辦理系統(tǒng)時,各種數(shù)據(jù)分別在各種不一樣的原始表格、憑證、單據(jù)之中,數(shù)據(jù)輸入工作量更大。保證輸入數(shù)據(jù)正確性的方法:為提升數(shù)據(jù)輸入工作的效率和質(zhì)量,應(yīng)該針對具體的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計一個數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng),由計算機來完成數(shù)據(jù)入庫的任務(wù)。在源數(shù)據(jù)入庫從前要采納多種方法對它們進行檢驗,以防范不正確的數(shù)據(jù)入庫。,15.什么是數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造?為何要進行數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造?答數(shù)據(jù)庫的再組織是指:按原設(shè)計要求重新安排儲存位置、數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造則是指部分更正數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式的再組織是不更正數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式的。進行數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造的原由:回收垃圾、減少指針鏈等,

15、以提升系統(tǒng)性能。,即更正原設(shè)計的邏輯和物理構(gòu)造。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫運轉(zhuǎn)一段時間后,因為記錄不停增、刪、改,會使數(shù)據(jù)庫的物理儲存狀況變壞,降低了數(shù)據(jù)的存取效率,數(shù)據(jù)庫性能降落,這時DBA就要對數(shù)據(jù)庫進行重組織。DBMS一般都供給用于數(shù)據(jù)重組織的適用程序。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用環(huán)境常常發(fā)生變化,如增添新的應(yīng)用或新的實體,撤消了某些應(yīng)用,有的實體與實體間的聯(lián)系也發(fā)生了變化等,使原有的數(shù)據(jù)庫設(shè)計不可以滿足新的需求,需要調(diào)整數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式。這就要進行數(shù)據(jù)庫重構(gòu)造。增補習(xí)題選擇題(1)數(shù)據(jù)庫外模式是在以下哪個階段設(shè)計（）。A.數(shù)據(jù)庫看法構(gòu)造設(shè)計B.數(shù)據(jù)庫邏輯構(gòu)造設(shè)計C.數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計D.數(shù)據(jù)庫實行和保護(2)生成DB

16、MS系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型是在以下哪個階段完成（）。A.數(shù)據(jù)庫看法構(gòu)造設(shè)計B.數(shù)據(jù)庫邏輯構(gòu)造設(shè)計C.數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計D.數(shù)據(jù)庫實行和保護(3)依據(jù)應(yīng)用需求建立索引是在以下哪個階段完成（）。A.數(shù)據(jù)庫看法構(gòu)造設(shè)計B.數(shù)據(jù)庫邏輯構(gòu)造設(shè)計C.數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計D.數(shù)據(jù)庫實行和保護(4)職工性其余取值,有的為“男”、“女”，有的為“1”、“0”，這類狀況屬于()。A.屬性矛盾B.命名矛盾C.構(gòu)造矛盾D.數(shù)據(jù)冗余填空題(1)數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法包含_、_、_、_和一致建模語言(UML)方法等。(2)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟包含需求分析、_、_、數(shù)據(jù)庫實行、數(shù)據(jù)庫運轉(zhuǎn)和保護等。(3)集成局部E-R圖要分兩個步驟，分別是_和_

17、。(4)數(shù)據(jù)庫常有的存取方法主要有_、_和Hash方法。問答題在進行看法構(gòu)造設(shè)計時，將事物作為屬性的基本準(zhǔn)則是什么。將E-R圖變換為關(guān)系模式時，可以如何辦理實體型間的聯(lián)系。綜合題(1)某商場可以為顧客辦搭理員卡，每個顧客只好辦理一張會員卡，話、身份證號，會員卡信息包含號碼、等級、積分，給出該系統(tǒng)的顧客信息包含顧客E-R圖。姓名、地點、電依據(jù)以下說明更正題(1)中的要求，分別給出相應(yīng)的E-R圖：顧客擁有多個地點和多個電話號碼，地點包含省、市、區(qū)、街道，電話號碼包含區(qū)號、號碼；顧客擁有多個地點，每個地點擁有多個電話號碼，地點包含省、市、區(qū)、街道，電話號碼號碼。包含區(qū)號、(3)某數(shù)據(jù)庫記錄樂隊、成員

18、和歌迷的信息，樂隊包含名稱、多個成員、一個隊長，隊長也是樂隊的成員，成員包含名字、性別，歌迷包含名字、性別、喜愛的樂隊、喜愛的成員。畫出基本的E-R圖；更正E-R圖，使之可以表示成員在樂隊的工作記錄，包含進入樂隊時間以及走開樂隊時間。(4)考慮某個IT企業(yè)的數(shù)據(jù)庫信息：部門擁有部門編號、部門名稱、辦公地點等屬性；部門職工擁有職工編號、姓名、級別等屬性，職工只在一個部門工作；每個部門有獨一一個部門職工作為部門經(jīng)理；實習(xí)生擁有實習(xí)編號、姓名、歲數(shù)等屬性，只在一個部門實習(xí)；項目擁有項目編號、項目名稱、開始日期、結(jié)束日期等屬性；每個項目由一名職工負責(zé)，由多名職工、實習(xí)生參加；一名職工只負責(zé)一個項目，可以參加多個項目，在每個項目擁有工作時間比；每個實習(xí)生只參加一個項目。畫出E-R圖，并將E-R圖變換為關(guān)系模型（包含關(guān)系名、屬性名、碼和完好性拘束條件）。增補習(xí)題答案選擇題(1)(3)(4)BBCA填空題(1)新奧爾良方法基于