【正文】 ：若關(guān)系模式R的每一個(gè)分量是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，則關(guān)系模式R屬于第一范式(1NF)。定義4：若關(guān)系模式R∈1NF，且每一個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則關(guān)系模式R∈2NF 。（即1NF消除了非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴則成為2NF）。定義5:關(guān)系模式RU，F(xiàn) 中若不存在這樣的碼X、屬性組Y及非主屬性Z(Z不是Y的子集)使得X224。Y，Y 224。 X，Y 224。 Z成立，則稱RU，F(xiàn)∈3NF。定義6:關(guān)系模式RU，F(xiàn)∈1NF 。若X224。Y且Y不是X的子集時(shí),X必含有碼，則RU，F(xiàn)∈BCNF。定義7:關(guān)系模式RU，F(xiàn)∈1NF，如果對于R的每個(gè)非平凡多值依賴X224。224。Y(Y不是X的子集，Z=UXY不為空)，X都含有碼，則稱RU，F(xiàn)∈4NF。2．建立一個(gè)關(guān)于系、學(xué)生、班級、學(xué)會等諸信息的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。學(xué)生：學(xué)號、姓名、出生年月、系名、班號、宿舍區(qū)。班級：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。系：系名、系號、系辦公地點(diǎn)、人數(shù)。學(xué)會：學(xué)會名、成立年份、辦公地點(diǎn)、人數(shù)。 語義如下：一個(gè)系有若干專業(yè)，每個(gè)專業(yè)每年只招一個(gè)班，每個(gè)班有若干學(xué)生。一個(gè)系的學(xué)生住在同一宿舍區(qū)。每個(gè)學(xué)生可參加若干學(xué)會，每個(gè)學(xué)會有若干學(xué)生。學(xué)生參加某學(xué)會有一個(gè)入會年份。請給出關(guān)系模式，寫出每個(gè)關(guān)系模式的極小函數(shù)依賴集，指出是否存在傳遞函數(shù)依賴，對于函數(shù)依賴左部是多屬性的情況討論函數(shù)依賴是完全函數(shù)依賴，還是部分函數(shù)依賴。指出各關(guān)系模式的候選碼、外部碼，有沒有全碼存在?解：(1)關(guān)系模式如下： 學(xué)生：S(Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 班級：C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear) 系：D(Dept，Dno，Office，Dnum) 學(xué)會：M(Mname，Myear，Maddr，Mnum) (2)每個(gè)關(guān)系模式的最小函數(shù)依賴集如下： A、學(xué)生S (Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 的最小函數(shù)依賴集如下:Sno224。Sname，Sno224。Sbirth，Sno224。Class，Class224。Dept，DEPT224。Rno 傳遞依賴如下：由于Sno224。Dept，而Dept224。Sno ，Dept224。Rno（宿舍區(qū)）所以Sno與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 由于Class224。Dept，Dept 224。 Class，Dept224。Rno 所以Class與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 由于Sno224。Class，Class224。Sno，Class224。Dept 所以Sno與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 B、班級C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear)的最小函數(shù)依賴集如下: Class224。Pname，Class224。Cnum，Class224。Cyear，Pname224。Dept. 由于Class224。Pname，Pname224。Class，Pname224。Dept 所以C1ass與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 C、系D(Dept，Dno，Office，Dnum)的最小函數(shù)依賴集如下： Dept224。Dno，Dno224。Dept，Dno224。Office，Dno224。Dnum 根據(jù)上述函數(shù)依賴可知，Dept與Office，Dept與Dnum之間不存在傳遞依賴。 D、學(xué)會M(Mname，Myear，Maddr，Mnum)的最小函數(shù)依賴集如下： Mname224。Myear，Mname224。Maddr，Mname224。Mnum 該模式不存在傳遞依賴。 (3)各關(guān)系模式的候選碼、外部碼，全碼如下： A、學(xué)生S候選碼：Sno；外部碼：Dept、Class；無全碼 B、班級C候選碼：Class；外部碼：Dept；無全碼 C、系D候選碼：Dept或Dno；無外部碼；無全碼 D、學(xué)會M候選碼：Mname；無外部碼；無全碼7．下面的結(jié)論哪些是正確的? 哪些是錯誤的? 對于錯誤的請給一個(gè)反例說明之。（1）任何一個(gè)二目關(guān)系是屬于3NF。答：正確。因?yàn)殛P(guān)系模式中只有兩個(gè)屬性，所以無傳遞。（2）任何一個(gè)二目關(guān)系是屬于BCNF.答:正確。按BCNF的定義，若X224。Y,且Y不是X的子集時(shí)，每個(gè)決定因素都包含碼，對于二目關(guān)系決定因素必然包含碼。詳細(xì)證明如下：（任何二元關(guān)系模式必定是BCNF）。證明：設(shè)R為一個(gè)二目關(guān)系R(A1，A2)，則屬性A1和A2之間可能存在以下幾種依賴關(guān)系：A、A1224。A2，但A2224。A1，則關(guān)系R的碼為A1，決定因素都包含碼，所以，R是BCNF。B、A1224。A2，A2224。A1，則關(guān)系R的碼為A2，所以決定因素都包含碼，R是BCNF。包含碼。R是BCNF。C、R的碼為(A1，A2)（即A1 224。A2，A2 224。A1），決定因素都第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)1．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程。答：這里只概要列出數(shù)據(jù)庫設(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)庫物理設(shè)計(jì)； ( 5 ）數(shù)據(jù)庫實(shí)施； ( 6 ）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)。這是一個(gè)完整的實(shí)際數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。不僅包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫本身，還包括數(shù)據(jù)庫的實(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)：通過對用戶需求進(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，并對其進(jìn)行優(yōu)化。 ( 4 ）數(shù)據(jù)庫物理設(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)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）。 ( 5 ）數(shù)據(jù)庫實(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，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(yùn)行。 ( 6 ）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中對其進(jìn)行評價(jià)、調(diào)整與修改。3 ．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分形成的數(shù)據(jù)庫模式。答：數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(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(jì)階段，根據(jù) DBMS 特點(diǎn)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。5 ．什么是數(shù)據(jù)庫的概念結(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，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求，是對現(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)。7．學(xué)校中有若干系，每個(gè)系有若干班級和教研室，每個(gè)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(gè)班有若干學(xué)生，每個(gè)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(shí)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） 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(shí)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）9 ．什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(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)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。1第七題中設(shè)計(jì)的關(guān)系模型中的各個(gè)關(guān)系模式都只有一個(gè)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。