【文章內(nèi)容簡介】 述數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點。5． 需求分析階段的設(shè)計目標(biāo)是什么？調(diào)查內(nèi)容是什么？6． 數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容和作用是什么？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。8． 什么是數(shù)據(jù)抽象？試舉例說明。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？10．什么是ER圖？構(gòu)成ER圖的基本要素是什么？11．為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？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？13．試述ER圖轉(zhuǎn)換為網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則。14．試述數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和步驟。15．什么數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造？為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造？16．現(xiàn)有一個局部應(yīng)用，包括兩個實體：“出版社”和“作者”，這兩個實體是多對多的聯(lián)系，請設(shè)計適當(dāng)?shù)膶傩?，畫出ER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）。17．請設(shè)計一個圖書館數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中對每個借閱者保存的記錄包括：讀者號，姓名，地址，性別，年齡，單位。對每本書保存有：書號，書名，作者，出版社。對每本被借出的書保存有讀者號、借出日期和應(yīng)還日期。要求：給出該圖書館數(shù)據(jù)庫的ER圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。18．圖41是某個教務(wù)管理數(shù)據(jù)庫的ER圖，請把它們轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（圖中關(guān)系、屬性和聯(lián)系的含義，已在旁邊用漢字標(biāo)出）。19．圖42 是一個銷售業(yè)務(wù)管理的ER圖，請把它轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型。20．設(shè)有一家百貨商店，已知信息有：1） 每個職工的數(shù)據(jù)是職工號、姓名、地址和他所在的商品部。2） 每一商品部的數(shù)據(jù)有：它的職工，經(jīng)理和它經(jīng)銷的商品。3） 每種經(jīng)銷的商品數(shù)有：商品名、生產(chǎn)廠家、價格、型號（廠家定的）和內(nèi)部商品代號（商店規(guī)定的）。4） 關(guān)于每個生產(chǎn)廠家的數(shù)據(jù)有：廠名、地址、向商店提供的商品價格。請設(shè)計該百貨商店的概念模型，再將概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。注意某些信息可用屬性表示，其他信息可用聯(lián)系表示。21．下列有關(guān)ER模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換的敘述中，不正確的是——。A． 一個實體模型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式B． 一個1：1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與聯(lián)系的任意一端實體所對應(yīng)的關(guān)系模式合并C． 一個1：n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與聯(lián)系的任意一端實體所對應(yīng)的關(guān)系模式合并D．一個m：n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式復(fù)習(xí)題三答案1．答：數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要經(jīng)過需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫實施、數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)6個階段，其內(nèi)容可以通過圖56表示。企業(yè)數(shù)據(jù)分析用戶業(yè)務(wù)活動分析概念模型分析功能模型邏輯模式設(shè)計事物設(shè)計物理模式設(shè)計程序說明用戶子模式設(shè)計應(yīng)用程序設(shè)計加栽試驗數(shù)據(jù)調(diào)試和運行性能考察滿意加栽數(shù)據(jù)庫投入運行維護(hù) 圖 56 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程示意圖2．答： 數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為6個階段：需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫實施、數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)。各階段的主要內(nèi)容為： ①需求分析階段：準(zhǔn)確了解并分析用戶對系統(tǒng)的需要和要求，弄清系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)和實現(xiàn)的功能。 ②概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段：通過對用戶需求分析進(jìn)行綜、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)計階段：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并將其性能進(jìn)行優(yōu)化。 ④數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段：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)，包括數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)和存取方法。 5 數(shù)據(jù)庫實施階段：愚勇DBMS提供的數(shù)據(jù)操作語言和宿主語言，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的邏輯設(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)行系統(tǒng)試運行。 6 數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)階段：數(shù)據(jù)庫經(jīng)過試運行后即可投入正式運行。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中，必須不斷的對其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評價，調(diào)整和修改。 3．答： 概念設(shè)計階段，設(shè)計者要將應(yīng)用需求轉(zhuǎn)換為與計算機(jī)硬件無關(guān)的，與各個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品無關(guān)的概念模型（即ER圖）：邏輯設(shè)計階段，要完成數(shù)據(jù)庫的邏輯模式和外模式的設(shè)計工作，即系統(tǒng)設(shè)計者要先將ER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，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式，然后根據(jù)用戶處理的要求，安全性的考慮，建立必要的數(shù)據(jù)試圖，形成數(shù)據(jù)的外模式：在物理設(shè)計階段，要根據(jù)具體使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點和處理的需要進(jìn)行物理存儲安排，并確定系統(tǒng)要建立的索引，得出數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式。 ： 數(shù)據(jù)庫設(shè)計有2個特點： 1 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮到計算機(jī)硬件，軟件和用戶的實際情況。即要求數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，必須適應(yīng)所在的計算機(jī)硬件環(huán)境，選擇合適的DBMS，了解并提高數(shù)據(jù)庫用戶的技術(shù)水平和管理水平。 2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)使結(jié)構(gòu)特性設(shè)計和行為特性設(shè)計緊密結(jié)合。數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，結(jié)構(gòu)設(shè)計和行為設(shè)計應(yīng)分離設(shè)計，相互參照，反復(fù)探尋，共同達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。 ： 需求分析調(diào)查的具體內(nèi)容有3方面： 1 數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫中需存儲哪些數(shù)據(jù)，它包括用戶將從數(shù)據(jù)庫中直接獲得或者間接導(dǎo)出的信息的內(nèi)容和性質(zhì)。 2 數(shù)據(jù)處理內(nèi)容：用戶要完成什么數(shù)據(jù)處理功能：用戶對數(shù)據(jù)處理響應(yīng)時間的要求：數(shù)據(jù)處理的工作方式。 3 數(shù)據(jù)安全性和完整性要求：數(shù)據(jù)的保密措施和存取控制要求：數(shù)據(jù)自身的或數(shù)據(jù)間的約束限制。 ： 數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合，它是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析后所獲得的主要成果。數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)存儲和處理過程5個部分. ： 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是將系統(tǒng)需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)過程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果是數(shù)據(jù)庫的概念模型。 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是將系統(tǒng)需求分析得到的用戶要求抽象為信息結(jié)構(gòu)過程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果是數(shù)據(jù)庫的概念模型。 概念結(jié)構(gòu)獨立于數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)和支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的DBMS，其主要特點是： 1 概念模型是現(xiàn)實世界的一個真實模型：概念模型應(yīng)能真實，充分反映現(xiàn)實世界，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求。 2 概念模型應(yīng)當(dāng)易于理解：概念模型只有被用戶理解后，才可以與設(shè)計者交換一件，參與數(shù)據(jù)庫的設(shè)計 3 概念模型應(yīng)當(dāng)易于更改：由于現(xiàn)實世界（應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求）會發(fā)生變化，這就需要改變概念模型。易于更改的概念模型有利于修改和擴(kuò)充。 4 概念模型應(yīng)易于向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換：概念模型最終要轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型。設(shè)計概念模型時應(yīng)當(dāng)注意，使其有利于向特定的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。 8．答： 抽象就是抽取顯示世界的共同特性，忽略本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并吧這些共同特性用各種概念精確的加以描述，形成某種模型。 例子如下 1使用分類法抽象“職工”類：在企業(yè)環(huán)境中，張小英是職工中的一員，她是具有職工們共有的特性和行為：在某個部門工作，參與某個工程的設(shè)計或施工。與張小英屬同一對象的還有王麗平等其他職工，如圖57所示職工. “成員” …… 張小英 王麗平 柳勇 李成 圖57 職工分類示意圖2使用聚集方法抽象“職工”屬性：把實體集“職工”的“職工號”，“姓名”等屬性聚集為實體型“職工”，如圖58所示職工年齡工資姓名職工號實體型性別屬性 圖58 職工屬性聚集實例 3使用概括法將“職工”的子類合并：職工是個實體集，技術(shù)人員，干部也是實體集，擔(dān)技術(shù)人員，干部局勢職工的子集，如圖59所示 圖59概括表示示意圖： 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是將系統(tǒng)需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)過程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果是數(shù)據(jù)庫的概念模型。概念結(jié)構(gòu)能轉(zhuǎn)化為機(jī)器世界中的數(shù)據(jù)模型，并用DBMS實現(xiàn)這些要求。 概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計可分為兩步：第一步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖；第二步是集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu)。：ER圖是描述現(xiàn)實世界的概念模型的圖形，ER圖也稱為實體－聯(lián)系圖。它提供了表示實體集，屬性和聯(lián)系的方法。構(gòu)成ER圖的基本要素是實體集、屬性和聯(lián)系。：視圖集成就是把設(shè)計好的各個子系統(tǒng)的分ER圖綜合成一個系統(tǒng)的總ER圖，同時消除屬性沖突、命名沖突、機(jī)構(gòu)沖突，為關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計做準(zhǔn)備。基本ER視圖的集成可以有兩種方法：一種方法是多個分ER圖綜合一次集成，如圖，510a所示；另一種方法是逐步集成，累加的方法一次集成兩個分ER圖，如圖510b所示。 a b圖510 視圖集成的兩 ： 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計是把概念模型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成某個具體的 DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟為： 1 把概念模型轉(zhuǎn)換成一般的數(shù)據(jù)模型。 2 把一般的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成特定的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。 3 通過優(yōu)化方法將其轉(zhuǎn)化為優(yōu)化的數(shù)據(jù)模型。：1）ER圖轉(zhuǎn)換為網(wǎng)狀模型的方法為：1 每個實體集轉(zhuǎn)換成一個記錄。2 每個1：n的二元聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個系，系的方向由1方實體記錄指向n方向?qū)嶓w記錄。3 每個m：n的二元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時要引入一個連結(jié)記錄，并形成兩個系，系的方向由實體記錄方指向連結(jié)記錄方。4 （=3）個實體型之間的多元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時也引入一個連結(jié)記錄，并將聯(lián)系轉(zhuǎn)換成k個實體記錄型之間的k個系，系的方向均為實體型指向連結(jié)記錄。2）ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法為：1 一個實體集轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的一個關(guān)系，實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的碼就是關(guān)系的碼，關(guān)系的結(jié)構(gòu)時關(guān)系模式。2 一個1：1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系，也可以與任意一端實體集所對應(yīng)的關(guān)系合并。如果將1：1聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系，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，且每個實體的碼均是該關(guān)系的候選碼。如果將1：1聯(lián)系與某一端實體所對應(yīng)的關(guān)系合并，則需要在被合并關(guān)系中增加屬性，其新增的屬性為聯(lián)系本身的屬性和與聯(lián)系相關(guān)的另一個實體的碼。3 實體間的1：n聯(lián)系可以有兩種轉(zhuǎn)換方法：一種方法是將聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系，其關(guān)系的屬性由與該聯(lián)系相連的各實體集的碼一擊聯(lián)系本身的屬性組成，而該關(guān)系的碼為n端實體的碼；另一種方法是在n端實體集中增加新屬性，新屬性由聯(lián)系對應(yīng)的1端實體集的碼和聯(lián)系自身的屬性構(gòu)成，新增屬性后原關(guān)系的碼不變。4 一個m：n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系：與該聯(lián)系相連的各實體集的碼以及聯(lián)系本省的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，新關(guān)系的碼為兩個相連實體碼的組合。：數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容主要是選擇存取方法和存儲結(jié)構(gòu)，包括確定關(guān)系、索引、聚簇、日志、備份等的存儲安排和存儲結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)配置等。數(shù)據(jù)庫的威力設(shè)計可以分為兩步驚醒：1 確定數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，即確定數(shù)據(jù)庫的存取方法和存儲結(jié)構(gòu)。2 對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價。：數(shù)據(jù)庫運行一段時間后，由于記錄不斷增、刪、改，會使數(shù)據(jù)庫的物理存儲情況變壞，降低了數(shù)據(jù)的存取效率，數(shù)據(jù)庫的性能也下降。這時，數(shù)據(jù)庫管理員就要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重組織或部分重組織。重組織按原數(shù)據(jù)庫設(shè)計要求重新安排存儲位置、回收垃圾、減