第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
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1．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程。
答：這里只概要列出數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的六個階段： ( l ）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(hù)。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、運行和維護(hù)。設(shè)計一個完善的數(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)。
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2 ．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程各個階段上的設(shè)計描述。
答：各階段的設(shè)計要點如下： ( l ）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：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(hù)：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。
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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(jī)器特點，獨立于各個 DBMS 產(chǎn)品的概念模式，在本篇中就是 E 一 R 圖； ( 2 ）在邏輯設(shè)計階段將 E 一 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 ( Vi 娜），形成數(shù)據(jù)的外模式； ( 3 ）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。
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5?．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： ( l ）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(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫設(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(kuò)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： l ）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； 2 ）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)； 3 ）逐步擴(kuò)張，首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)； 4 ）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)。
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7．學(xué)校中有若干系，每個系有若干班級和教研室，每個教研室有若干教員，其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 一 R 圖畫出此學(xué)校的概念模型。
答：
各實體屬性為：
系：系編號，系名
班級：班級號，班級名
教研室：教研室號，教研室
學(xué)生：學(xué)號，姓名，學(xué)歷
課程：課程號，課程名
教員：職工號，姓名，職稱
聯(lián)系的屬性：“選修”的屬性為“成績”
轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型如下：
系（系編號，系名，學(xué)校名）
班級（班級號，班級名，系編號）
教研室（教研室號，教研室，系編號）
學(xué)生（學(xué)號，姓名，學(xué)歷，班級號，導(dǎo)師職工號）
課程（ 課程號，課程名）
教員（職工號，姓名，職稱，教研室號）
選修（學(xué)號，課程號，成績）
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8 ．某工廠生產(chǎn)若干產(chǎn)品，每種產(chǎn)品由不同的零件組成，有的零件可用在不同的產(chǎn)品上。這些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。這些零件按所屬的不同產(chǎn)品分別放在倉庫中，原材料按照類別放在若干倉庫中。請用 E 一 R 圖畫出此工廠產(chǎn)品、零件、材料、倉庫的概念模型。
答：
各實體屬性為：
產(chǎn)品：產(chǎn)品號，產(chǎn)品名
零件：零件號，零件名
原材料：原材料號，原材料名，類別
倉庫：倉庫號，倉庫名
各聯(lián)系的屬性為：
產(chǎn)品組成：使用零件量
零件制造：使用原材料量
零件存儲：存儲量
材料存放:存儲量
轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型如下：
產(chǎn)品（產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，倉庫號）
零件：零件號，零件名
原材料：原材料號，原材料名，類別，倉庫號，存放量）
倉庫（倉庫號，倉庫名）
產(chǎn)品組成（產(chǎn)品號，零件號，使用零件量）
零件組成（零件號，原材料號，使用原材料量）
零件儲存（零件號，倉庫號，存儲量）
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9?．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：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 一 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 : ( l ）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。
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11、第七題中設(shè)計的關(guān)系模型中的各個關(guān)系模式都只有一個碼，且都是唯一的決定因素，所以屬于BCNF，不會發(fā)生更新異常。
