數(shù)據(jù)庫(kù)課后題答案--第7章-數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第7章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)1試述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程。答：這里只概要列出數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程的六個(gè)階段： ( l ）需求分析； ( 2 ）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； ( 3 ）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； ( 4 ）數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)； ( 5 ）數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施； ( 6 ）數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)。這是一個(gè)完整的實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。不僅包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)本身，還包括數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)。設(shè)計(jì)一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)往往是上述六個(gè)階段的不斷反復(fù)。2 試述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程各個(gè)階段上的設(shè)計(jì)描述。答：各階段的設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(jì)：通過對(duì)用戶需

2、求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體 DBMS 的概念模型。 ( 3 ）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè) DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。 ( 4 ）數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）。 ( 5 ）數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施：設(shè)計(jì)人員運(yùn)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(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù)，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫(kù)，并進(jìn)行試運(yùn)行。 ( 6 ）數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)：在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整與修改。3 試述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分形成的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。答：數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同階段形成數(shù)據(jù)庫(kù)的

3、各級(jí)模式，即： ( l ）在概念設(shè)計(jì)階段形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)，獨(dú)立于各個(gè) 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(jì)階段將 E 一 R 圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(jì)階段，根據(jù) DBMS 特點(diǎn)和處理的需要，進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式。4 試述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。答：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)既是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項(xiàng)龐大的工程項(xiàng)目。其主要特點(diǎn)有： ( l ）數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是硬件、軟件和干件（技術(shù)與管理的界面）的結(jié)合。

4、( 2 ）從軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)角度看，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，也就是說，整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要把結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)和行為（處理）設(shè)計(jì)密切結(jié)合起來。5 需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是什么？調(diào)查的內(nèi)容是什么？答：需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)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)夕和“處理”，即獲得用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的如下要求： ( l ）信息要求，指用戶需要從數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)中需要存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)； ( 2 ）處理要求，指用戶要完成

5、什么處理功能，對(duì)處理的響應(yīng)時(shí)間有什么要求，處理方式是批處理還是聯(lián)機(jī)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)描述的集合。數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容通常包括： ( l ）數(shù)據(jù)項(xiàng)； ( 2 ）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； ( 3 ）數(shù)據(jù)流； ( 4 ）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)； ( 5 ）處理過程五個(gè)部分。其中數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)字典通過對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(kù)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(jì)的基礎(chǔ)，并在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程中不斷修改、充實(shí)、完蓋。7 什么是

6、數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)？試述其特點(diǎn)和設(shè)計(jì)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(diǎn)是： ( l ）能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型； ( 2 ）易于理解，從而可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(shí)，容易對(duì)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(jì)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

7、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(jì)一個(gè)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(jì)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(duì)實(shí)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“分類夕這種抽象是：定義某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對(duì)象的類型。這些對(duì)象具有某些共同的特性和行為。它抽象了對(duì)象值和型之間的，

8、 ' i 5 member of ”的語義。在 E 一 R 模型中，實(shí)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中的一員，則教師是實(shí)體型，李英是教師實(shí)體型中的一個(gè)實(shí)體值，具有教師共同的特性和行為：在某個(gè)系某個(gè)專業(yè)教學(xué)，講授某些課程，從事某個(gè)方向的科研。 9 試述數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性和設(shè)計(jì)步驟。答：重要性：數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)這些需求。設(shè)計(jì)步驟：概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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

9、設(shè)計(jì)步驟通常分為兩步：第 1 步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)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 為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？答：在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般采用自底向上的設(shè)計(jì)方法，把繁雜的大系統(tǒng)分解子系統(tǒng)。首先設(shè)計(jì)各個(gè)子系統(tǒng)的局部視圖，然后通過視圖集成的方式將各子系統(tǒng)有機(jī)地融合起來，綜合成一個(gè)系統(tǒng)的總視圖。這樣，設(shè)計(jì)清晰，由簡(jiǎn)到繁。由于數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)應(yīng)用而是整個(gè)系統(tǒng)。因此必須進(jìn)行視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫(kù)能被全系統(tǒng)的多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。一般說來，視圖集成可以有兩種方式： ( l ）多個(gè)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(gè)分 E 一 R 圖。無論采用哪種方式，每次集成局部 E 一 R 圖時(shí)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(gòu)，消除不必要的冗余，生成基本 E 一 R 圖。 11 什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？試述其設(shè)計(jì)步驟。答：數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)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(jì)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)

11、狀、層次模型向特定 DBMS 支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換； ( 3 ）對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。14 規(guī)范化理論對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有什么指導(dǎo)意義？答：規(guī)范化理論為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員判斷關(guān)系模式的優(yōu)劣提供了理論標(biāo)準(zhǔn)，可用以指導(dǎo)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化，用來預(yù)測(cè)模式可能出現(xiàn)的問題，為設(shè)計(jì)人員提供了自動(dòng)產(chǎn)生各種模式的算法工具，使數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工作有了嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)。 15 試述數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟。答：數(shù)據(jù)庫(kù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于給定的 DBMS 。為一個(gè)給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用要求的物理結(jié)構(gòu)，就是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)步驟通常分為兩步： ( l ）確

12、定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中主要指存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)； ( 2 ）對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間效率和空間效率。16 數(shù)據(jù)輸入在實(shí)施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(kù)是用來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理與應(yīng)用的，因此在實(shí)施階段必須將原有系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)量一般都很大，而且數(shù)據(jù)來源于部門中的各個(gè)不同的單位。數(shù)據(jù)的組織方式、結(jié)構(gòu)和格式都與新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有相當(dāng)?shù)牟罹?，組織數(shù)據(jù)錄入就要將各類源數(shù)據(jù)從各個(gè)局部應(yīng)用中抽取出來，分類轉(zhuǎn)換，最后綜合成符合新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的形式，輸入數(shù)據(jù)庫(kù)。因此這樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、組織入庫(kù)的工作是相當(dāng)費(fèi)力費(fèi)時(shí)的工作。特別是原系統(tǒng)是手工數(shù)

13、據(jù)處理系統(tǒng)時(shí)，各類數(shù)據(jù)分散在各種不同的原始表格、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：為提高數(shù)據(jù)輸入工作的效率和質(zhì)量，應(yīng)該針對(duì)具體的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)來完成數(shù)據(jù)入庫(kù)的任務(wù)。在源數(shù)據(jù)入庫(kù)之前要采用多種方法對(duì)它們進(jìn)行檢驗(yàn)，以防止不正確的數(shù)據(jù)入庫(kù)。 17 什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織和重構(gòu)造？為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織和重構(gòu)造？答：數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織是指：按原設(shè)計(jì)要求重新安排存儲(chǔ)位置、回收垃圾、減少指針鏈等，以提高系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)庫(kù)的重構(gòu)造則是指部分修改數(shù)據(jù)庫(kù)的模式和內(nèi)模式，即修改原設(shè)計(jì)的邏輯和物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織是不修改數(shù)據(jù)庫(kù)的模式和內(nèi)模式的。進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織

14、和重構(gòu)造的原因：數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后，由于記錄不斷增、刪、改，會(huì)使數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)情況變壞，降低了數(shù)據(jù)的存取效率，數(shù)據(jù)庫(kù)性能下降，這時(shí) DBA 就要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行重組織。 DBMS 一般都提供用于數(shù)據(jù)重組織的實(shí)用程序。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用環(huán)境常常發(fā)生變化，如增加新的應(yīng)用或新的實(shí)體，取消了某些應(yīng)用，有的實(shí)體與實(shí)體間的聯(lián)系也發(fā)生了變化等，使原有的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)不能滿足新的需求，需要調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的模式和內(nèi)模式。這就要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu)造。 18 現(xiàn)有一局部應(yīng)用，包括兩個(gè)實(shí)體：“出版社”和“作者”，這兩個(gè)實(shí)體是多對(duì)多的聯(lián)系，請(qǐng)讀者自己設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶傩裕嫵?E 一 R 圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（包括關(guān)系名、屬性名、碼和完整性約束條件）。答：關(guān)系模型為：作者（作者號(hào)，姓名，年齡，性別，電話，地址）出版社（出版社號(hào)，名稱，地址，聯(lián)系電話）出版（作者號(hào)，出版社號(hào)，書的數(shù)量）出版關(guān)系的主碼作者號(hào)，出版社號(hào)分別參照作者關(guān)系