數(shù)據(jù)庫原理及應用第6章關系數(shù)據(jù)庫PAGE170PAGE169第6章數(shù)據(jù)庫設計習題一、選擇題1、C2、A3、D4、C5、B6、A7、D8、A9、A10、C二、填空題1、在設計分E-R圖時，由于各個子系統(tǒng)分別面向不同的應用，所以各個分E-R圖之間難免存在沖突，這些沖突主要包括_命名沖突_、_屬性沖突_和_結構沖突_三類。2、數(shù)據(jù)字典中的_數(shù)據(jù)項_是不可再分的數(shù)據(jù)單位。3、若在兩個局部E-R圖中都有實體“零件”的“重量”屬性，而所用重量單位分別為公斤和克，則稱這兩個E-R圖存在_屬性_沖突。4、設有E-R圖如圖6.18，其中實體“學生”的關鍵屬性是“學號”，實體“課程”的關鍵屬性是“課程編碼”，設將其中聯(lián)系“選修”轉換為關系模式R，則R的關鍵字應為屬性集_學號與課程編碼__。圖6.18E-R圖5、確定數(shù)據(jù)庫的物理結構主要包括三方面內(nèi)容，即：_確定數(shù)據(jù)存放位置和存儲結構_、_確定數(shù)據(jù)存取方法_和_系統(tǒng)配置_。6、將關系R中在屬性A上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊上，稱為對關系R基于屬性A進行_聚簇_。7、數(shù)據(jù)庫設計的重要特點之一要把_結構（數(shù)據(jù)）_設計和__行為（處理）_設計密切結合起來，并以_結構（數(shù)據(jù)）_為核心而展開。8、數(shù)據(jù)庫設計一般分為如下六個階段：需求分析、__概念結構設計__、__邏輯結構設計__、數(shù)據(jù)庫物理設計、數(shù)據(jù)庫實施、數(shù)據(jù)庫運行與維護。9、概念設計的結果是得到一個與__計算機與DBMS__無關的模型。10、在數(shù)據(jù)庫設計中，__數(shù)據(jù)字典__是系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)的描述的集合。三、簡答題1、數(shù)據(jù)庫設計分為哪幾個了階段？每個階段的主要工作是什么？解：1）按照規(guī)范化的設計方法，以及數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)過程，數(shù)據(jù)庫的設計過程可分為以下六個設計階段需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數(shù)據(jù)庫的實施、數(shù)據(jù)庫運行和維護。2）以下是數(shù)據(jù)庫設計六個步驟的具體內(nèi)容：1、需求分析階段需求分析是指準確了解和分析用戶的需求，這是最困難、最費時、最復雜的一步，但也是最重要的一步。它決定了以后各步設計的速度和質量。需求分析做得不好，可能會導致整個數(shù)據(jù)庫設計返工重做。2、概念結構設計階段概念結構設計是指對用戶的需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的概念模型，是整個數(shù)據(jù)庫設計的關鍵。3、邏輯結構設計階段邏輯結構設計是指將概念模型轉換成某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進行優(yōu)化。4、物理設計階段物理設計是指為邏輯數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫實施階段數(shù)據(jù)庫實施是指建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進行試運行。6、數(shù)據(jù)庫運行與維護階段數(shù)據(jù)庫運行與維護是指對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實際正常運行使用，并時時進行評價、調(diào)整與修改。2、在數(shù)據(jù)庫設計中，需求分析階段的設計目標是什么？調(diào)查的內(nèi)容主要包括哪幾個方面？解：1）需求分析的任務是通過詳細調(diào)查現(xiàn)實世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），通過充分對原系統(tǒng)的工作概況的了解，明確用戶的各種需求（數(shù)據(jù)需求、完整性約束條件、事物處理、和安全性要求等），然后在此基礎上確定新系統(tǒng)的功能，新系統(tǒng)必須充分考慮到今后可能的擴充和變化，不能只是僅僅按當前應用需求來設計數(shù)據(jù)庫及其功能要求。數(shù)據(jù)庫需求分析的任務主要包括“數(shù)據(jù)或信息”和“處理”兩個方面：（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。由信息要求可以導出各種數(shù)據(jù)要求。（2）處理要求：指用戶有什么處理要求（如響應時間、處理方式等），最終要實現(xiàn)什么處理功能。2）進行需求分析首先是調(diào)查清楚用戶的實際需求，與用戶達成共識。以確定這個目標的功能域和數(shù)據(jù)域。具體的做法是：(1)調(diào)查組織機構情況。包括了解該組織的部門組成情況、各部門的職責等，為分析信息流程做準備。(2)調(diào)查各部門的業(yè)務活動情況，包括了解各部門輸入和使用什么數(shù)據(jù)，如何加工處理這些數(shù)據(jù)？輸出什么信息？輸出到什么部門？輸出結果的格式是什么？這是調(diào)查的重點。(3)在熟悉業(yè)務的基礎上，明確用戶對新系統(tǒng)的各種要求，如信息要求，處理要求，完全性和完整性要求。因為，用戶可能缺少計算機方面的知識，不知道計算機能做什么，不能做什么，從而不能準確的表達自己的需求，另外，數(shù)據(jù)庫設計人員不熟悉用戶的專業(yè)知識，不易理解用戶的真正需求，甚至誤解用戶的需求，因此設計人員必須不斷與用戶深入交流，才能完全得到用戶的真正要求。(4)確定系統(tǒng)邊界。即確定那些活動由計算機和將來由計算機來完成，哪些只能由人工來完成。由計算機完成的功能是新系統(tǒng)應該實現(xiàn)的功能。3、數(shù)據(jù)庫設計的特點是什么？解：數(shù)據(jù)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，具有如下特點：(1)數(shù)據(jù)庫建設是硬件、軟件和干件（技術和管理的界面）的結合。(2)數(shù)據(jù)庫設計應該與應用系統(tǒng)設計相結合,也就是說要把行為設計和結構設計密切結合起來是一種“反復探尋，逐步求精的過程”。首先從數(shù)據(jù)模型開始設計，以數(shù)據(jù)模型為核心進行展開，將數(shù)據(jù)庫設計和應用設計相結合，建立一個完整、獨立、共享、冗余小和安全有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。用戶通過應用程序訪問和操作數(shù)據(jù)庫，用戶的行為是和數(shù)據(jù)庫緊密相關的。顯然數(shù)據(jù)庫結構設計和行為設計兩者必須緊密結合、相互參照進行。4、什么是數(shù)據(jù)庫的概念結構？試述概念結構設計的步驟解：1）將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結構（即概念模型）的過程就是概念結構設計，它是整個數(shù)據(jù)庫設計的關鍵。概念結構設計以用戶能理解的形式表達信息為目標，這種表達與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的具體細節(jié)無關，它所涉及的數(shù)據(jù)獨立于DBMS和計算機硬件，可以在任何DBMS和計算機硬件系統(tǒng)中實現(xiàn)。人們提出了許多概念模型，其中最著名、最簡單實用的一種是E-R模型，它將現(xiàn)實世界的信息結構統(tǒng)一用屬性、實體型以及實體型間的聯(lián)系來描述。2）對于自底向上的設計方法來說，概念結構的步驟分為兩步（如圖6.8所示）=1\*GB3①進行數(shù)據(jù)抽象，設計局部E-R模型=2\*GB3②集成各局部E-R模型，形成全局E-R模型圖6.8自底向上方法的概念結構設計的步驟以上兩步的具體內(nèi)容略。5、什么是E-R圖？構成E-R圖的基本要素是什么？解：1）E-R圖即是實體-聯(lián)系圖，是信息世界概念模型的一種。2）E-R圖提供了表示實體型、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：用橢圓表示，橢圓形內(nèi)寫明屬性名。并用無向邊將其與相應的實體連接起來。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實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（1：1、1：n或m：n）。6、用E-R圖表示概念模式有什么好處？解：概念模式是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎，它比數(shù)據(jù)模型更獨立于機器、更抽象。將概念結構設計從設計過程中獨立出來，可以帶來以下好處：(1)任務相對單一化，設計復雜程度大大降低，便于管理。(2)概念模式不受具體的DBMS的限制，也獨立于存儲安排和效率方面的考慮，因此，更穩(wěn)定。(3)概念模型不含具體DBMS所附加的技術細節(jié)，更容易被用戶理解，因而更能準確的反映用戶的信息需求。7、局部E-R圖的集成主要解決什么問題？解：局部E-R圖的集成主要解決的問題有：1）生成初步E-R圖這個步驟將所有的局部E-R圖綜合成全局概念結構。全局概念結構不僅要支持所有的局部E-R模型，而且必須合理地完成一個完整、一致的數(shù)據(jù)庫概念結構。合并分E-R圖時并不能簡單地將各個分E-R圖畫到一起，而是必須著力消除各個分E-R圖中不一致的地方，以形成一個能為全系統(tǒng)中所有用戶共同理解和接受的統(tǒng)一概念模型。合理消除各分E-R圖的沖突是合并局部E-R圖的主要工作與關鍵所在。E-R圖中的沖突有3種：屬性沖突，命名沖突與結構沖突。（具體不再展開）2）消除不必要的冗余，設計基本E-R圖在初步的E-R圖中，可能存在冗余的數(shù)據(jù)和冗余的實體間聯(lián)系，冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導出的數(shù)據(jù)，冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導出的聯(lián)系。8、一個圖書館理系統(tǒng)中有如下信息：圖書：書號、書名、數(shù)量、位置借書人：借書證號、姓名、單位出版社：出版社名、郵編、地址、電話、E-mail其中約定：任何人可以借多種書，任何一種書可以被多個人借，借書和還書時，要登記相應的借書日期和還書日期；一個出版社可以出版多種書籍，同一本書僅為一個出版社所出版，出版社名具有惟一性。根據(jù)以上情況，完成如下設計：（1）設計系統(tǒng)的E-R圖；（2）將E-R圖轉換為關系模式；（3）指出轉換后的每個關系模式的關系鍵。解：1）2）與3）（帶下劃線的為主碼）借書人（借書證號，姓名，單位）借閱（借書證號，書號，借書日期，還書日期）圖書（書號，書名，數(shù)量，位置）出版（書號，出版社名）出版社（出版社名，郵編，地址，電話，E-mail）9、有如下運動隊和運動會兩個方面的實體：（1）運動隊方面運動隊：隊名、教練姓名、隊員姓名。隊員：隊名、隊員姓名、性別、項名。其中，一個運動隊有多個隊員，一個隊員僅屬于一個運動隊，一個隊有一個教練。（2）運動會方面運動隊