【正文】 現(xiàn)實世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)）工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎上確定新系統(tǒng)的功能。新系統(tǒng)必須充分考慮今后可能的擴充和改變，不能僅僅按當前應用需求來設計數(shù)據(jù)庫。需求分析常用的方法有：（1）跟班作業(yè)。通過親身參加業(yè)務工作來了解業(yè)務活動的情況。這種方法可以比較準確地理解用戶的需求，但比較耗費時間。（2）開調(diào)查會。通過與用戶座談來了解業(yè)務活動情況及用戶需求。座談時，參加者之間可以相互啟發(fā)。（3）請專人介紹。（4）詢問。對某些調(diào)查中的問題，可以找專人詢問。（5）設計調(diào)查表請用戶填寫。如果調(diào)查表設計得合理，這種方法是很有效，也很易于為用戶接受的。（6）查閱記錄。即查閱與原系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)記錄，包括原始單據(jù)、賬簿、報表等。需求分析的過程一般是：（7）分析用戶活動，產(chǎn)生業(yè)務流程圖：了解用戶當前的業(yè)務活動和職能，理清其處理流程。把用戶業(yè)務分成若干個子處理過程，使每個處理功能明確、界面清楚，畫出業(yè)務流程圖 （8）確定系統(tǒng)范圍，產(chǎn)生系統(tǒng)范圍圖：在和用戶經(jīng)過充分討論的基礎上，確定計算機所能進行數(shù)據(jù)處理的范圍，確定哪些工作由人工完成，哪些工作由計算機系統(tǒng)完成，即確定人機界面。 （9）分析用戶活動所涉及的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)流圖：深入分析用戶的業(yè)務處理，以數(shù)據(jù)流圖(Data Flow Diagram,DFD)形式表示出數(shù)據(jù)的流向和對數(shù)據(jù)所進行的加工。DFD有四個基本成分：數(shù)據(jù)流、加工或處理、文件、外部實體。DFD可以形象地表示數(shù)據(jù)流與各業(yè)務活動的關系，它是需求分析的工具和分析結(jié)果的描述手段。 （10）分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)字典：僅僅有DFD并不能構(gòu)成需求說明書，DFD只表示出系統(tǒng)有哪幾部分組成和各個部分之間的關系，并沒有說明各個成分的含義。數(shù)據(jù)字典提供對數(shù)據(jù)庫時間描述的集中管理，它的功能是存儲和檢索各種數(shù)據(jù)描述(元數(shù)據(jù)Metadata)，數(shù)據(jù)字典是數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析的主要成果，在數(shù)據(jù)庫設計中占有很重要地位。（11）功能分析：數(shù)據(jù)庫的設計是與應用系統(tǒng)的設計緊密結(jié)合的過程，離開一定的功能，數(shù)據(jù)庫就失去其存在價值。數(shù)據(jù)庫設計的一個重要特點是結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù))和行為(功能)的結(jié)合。用戶希望系統(tǒng)能提供的功能必須有一個清晰的描述。功能分析可以采用軟件結(jié)構(gòu)圖或模塊圖來表示系統(tǒng)的層次分解關系、模塊調(diào)用關系。 評審在數(shù)據(jù)庫設計中有什么作用？為什么允許設計過程中有多次的回溯與重復？評審的作用在于確認某一階段的任務是否全部完成，通過評審可以及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設計中的錯誤，并在生存期的早期階段給予糾正，以減少系統(tǒng)研制的成本。如果在數(shù)據(jù)庫已經(jīng)實現(xiàn)時再發(fā)現(xiàn)設計中的錯誤，那么代價比較大。因此應該允許設計過程的回溯與反復。設計過程需要根據(jù)評審意見修改所提交的階段設計成果，有時修改甚至要回溯到前面的某一階段，進行部分乃至全部重新設計。 數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容和作用是什么？數(shù)據(jù)字典是將數(shù)據(jù)流程圖中各個要素的具體內(nèi)容和特征，以特定格式記錄下來，所形成的文檔。它主要包括：數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、加工、文件、外部實體等內(nèi)容。在數(shù)據(jù)庫設計過程中，數(shù)據(jù)字典被不斷地充實、修改和完善。對數(shù)據(jù)庫設計來講，數(shù)據(jù)字典是進行數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果，是各類數(shù)據(jù)描述的集合。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)存儲和處理過程五個部分。 什么是數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)？數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)設計的特點和方法是什么？將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過程就是概念結(jié)構(gòu)設計。對數(shù)據(jù)庫概念模型有以下要求：（1）有豐富的語義表達能力，能表達用戶的各種需求。（2）易于交流和理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見。（3）要易于更改。當應用環(huán)境和應用要求改變時，概念模型要能很容易的修改和擴充以反映這種變化。（4）易于向各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。（1）集中式模式設計法即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細化。例如，可以先確定幾個高級實體類型，然后在確定其屬性時，把這些實體類型分裂為更低一層的實體類型和聯(lián)系。（2）視圖集成法以各部分的需求說明為基礎,分別設計各自的局部模式，這些局部模式相當于各部分的視圖，然后再以這些視圖為基礎，集成為一個全部模式。視圖是按照某個用戶組、應用或部門的需求說明，用ER數(shù)據(jù)模型設計的局部模式。（3）混合方法即將集中式模式設計法和視圖集成法相結(jié)合，用集中式模式設計法設計一個全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由視圖集成法中設計的各局部概念結(jié)構(gòu)。（4）由內(nèi)向外法首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴充，考慮已存在概念附近的新概念使得建模過程向外擴展。 使用該策略，可以先確定模式中比較明顯的一些實體類型，然后繼續(xù)添加其它相關的實體類型。 什么是視圖集成？視圖集成的方法是什么？以各部分的需求說明為基礎,分別設計各自的局部模式，這些局部模式相當于各部分的視圖，然后再以這些視圖為基礎，集成為一個全部模式。視圖是按照某個用戶組、應用或部門的需求說明，用ER數(shù)據(jù)模型設計的局部模式。子視圖的集成是一個非常復雜的過程，需要一個更加嚴格和系統(tǒng)化的方法。下面介紹一些用于視圖合并的策略：1）二元集成首先對兩個比較類似的模式進行集成。然后把結(jié)果模式和另外一個模式集成，不斷重復該過程直到所有模式被集成。可以根據(jù)模式的相似程度確定模式集成的順序。由于集成是逐步進行的，所以該策略適用于手工集成。2）n元集成對視圖的集成關系進行分析和說明之后，在一個過程中完成所有視圖的集成。對于規(guī)模較大的設計問題，這個策略需要使用計算機化的工具，目前有一些這種工具的原型，但還沒有成熟的商業(yè)產(chǎn)品。3）二元平衡策略首先將模式成對地進行集成，然后再將結(jié)果模式成對地進一步集成，不斷重復該過程直至得到最終的全局模式。4）混合策略（mixed strategy）首先，根據(jù)模式的相似性把它們劃分為不同的組，對每個組單獨地進行集成。然后對中間結(jié)果進行分組并集成，重復該過程直至集成結(jié)束。 視圖集成時，分ER圖之間的沖突有哪些？解決這些沖突的方法是什么？由于局部概念設計相對簡單，因此簡化了全局模式的設計。但是，在將局部視圖合成為全局視圖的時候，需要一個方法學在集成時具體地解決下列問題：1）確定模式之間的對應和沖突由于各子模式是分開進行設計的，因此有必要在集成之前確定各模式表示的是否是同一個現(xiàn)實世界的概念結(jié)構(gòu)。在此過程中，模式間可能會發(fā)生如下的一些沖突：①屬性沖突l 屬性域沖突，即屬性值的類型、取值范圍或取值集合不同，如零件號，有的部門作為整數(shù)對待，有的部門則使用字符串。不同部門對零件號的編碼也可能不同。l 屬性取值單位沖突：如零件重量，有的部門以公斤為單位，有的部門以克為單位。②命名沖突包括同名異義和異名同義。如科研項目，財務科稱為項目，科研處稱為課題，生產(chǎn)管理處稱為工程，這就是一個異名同義的例子。③結(jié)構(gòu)沖突l 同一對象在不同應用中具有不同的抽象。如在教學管理中，職稱是一個屬性；而在人事管理中，因為職稱與工資、住房掛鉤，因此是一個實體。l 同一實體在不同局部視圖中所包含的屬性不完全相同。 l 實體間的聯(lián)系在不同分ER圖中為不同類型：如生產(chǎn)子系統(tǒng)分ER圖中，產(chǎn)品和零件構(gòu)成1：n聯(lián)系。而物資子系統(tǒng)分ER圖中，產(chǎn)品、零件、供應商三者構(gòu)成多對多聯(lián)系。2） 修改視圖使得相互一致對一些模式進行修改，以便于其它模式相符合。這一步可以解決上一步發(fā)現(xiàn)的沖突。3）合并視圖通過創(chuàng)建單個子視圖來創(chuàng)建全局視圖。相應的概念在全局模式中只出現(xiàn)一次，并且要確定子視圖和全局視圖之間的映射關系。在涉及到數(shù)百個實體和聯(lián)系的現(xiàn)實數(shù)據(jù)庫中，這一步是最為困難的。因為牽扯到大量的人為干預和協(xié)商來解決沖突，并且要確定全局模式的一個最為合理并且能夠接受的解決方案。4）重構(gòu)該步驟是一個可選步驟，可能會對全局模式進行分析和重構(gòu)，以刪除任何冗余和不必要的內(nèi)容。 試述數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設計的步驟。邏輯結(jié)構(gòu)設計階段需要完成的任務有：（1）將E－R模型轉(zhuǎn)換為等價的關系模式。（2）按需要對關系模式進行規(guī)范化。（3）對規(guī)范化后的模式進行評價。（4）根據(jù)局部應用的需要，設計用戶外模式。ER圖向關系模型的轉(zhuǎn)換一般應遵循如下原則：（1）一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關系模式。實體的屬性就是關系的屬性。實體的屬性就是關系的屬性。實體的碼就是關系的碼。例如在例子中，學生實體可以轉(zhuǎn)換為如下關系模式，其中學號為學生關系的碼：學生（學號，姓名，出生日期，院系，專業(yè)，班級，宿舍） 同樣宿舍、班級、專業(yè)、院系都分別轉(zhuǎn)換為一個關系模式。（2）一個聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一個關系模式，與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系的屬性轉(zhuǎn)化為關系的屬性，該關系的碼則有幾種情況：l 若聯(lián)系為1：1，則每個實體的碼均是該關系的后選碼。l 若聯(lián)系為1：n，則關系的碼為n端實體的碼。l 若聯(lián)系為m：n，則關系的碼為諸實體碼的組合。l 三個或三個以上實體間的多元聯(lián)系。同一實體集的實體間的聯(lián)系，即自聯(lián)系。1）聯(lián)系為1：1一個1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關系模式，也可以與任意一端對應的關系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個獨立的關系模式，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)換為關系的屬性，每個實體的碼均是該關系的候選碼。如果與某一端對應的關系模式合并，則需要在該關系模式的屬性中加入另一個關系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性。2）聯(lián)系為1：n一個1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關系模式，也可以與n端對應的關系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個獨立的關系模式，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)換為關系的屬性，而關系的碼為n端實體的碼。如果與n端對應的關系模式合并，則在n端實體對應模式中加入1端實體所對應關系模式的碼，以及聯(lián)系本身的屬性。而關系的碼為n端實體的碼。3）聯(lián)系為m：n一個m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關系模式。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)換為關系的屬性。而關系的碼為各實體碼的組合。4）三個或三個以上實體間的多元聯(lián)系三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關系模式。與該多元聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關系的屬性。而關系的碼為各實體碼的組合。5）同一實體集的實體間的聯(lián)系，即自聯(lián)系，也可按上述1:1:n和m:n三種情況分別處理。（3）具有相同碼的關系模式可合并。為了減少系統(tǒng)中的關系個數(shù)，如果兩個關系模式具有相同的主碼，可以考慮將他們合并為一個關系模式。合并方法是將其中一個關系模式的全部屬性加入到另一個關系模式中，然后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能不同名），并適當調(diào)整屬性的次序。應用規(guī)范化理論對邏輯設計階段產(chǎn)生的邏輯模式進行初步優(yōu)化，以減少乃至消除關系模式中存在的各種異常，改善完整性、一致性和存儲效率。規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫邏輯設計的指南和工具，規(guī)范化過程分為兩個步驟：確定范式的級別和實施規(guī)范化處理（模式分解）。（1）確定范式級別考察關系模式的函數(shù)依賴關系，確定范式等級。找出所有“數(shù)據(jù)字典”中得到的數(shù)據(jù)之間的依賴關系，對各模式之間的數(shù)據(jù)依賴進行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系。按照數(shù)據(jù)依賴理論對關系模式逐一進行分析，考察是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴和多值依賴等，確定各關系模式屬于第幾范式。（2）實施規(guī)范化處理確定范式級別后，根據(jù)應用需求，判斷它們對于這樣的應用環(huán)境是否合適，確定對于這些模式是否進行合并或分解。對關系模式進行必要的分解，提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲空間的利用率。常用的方法是水平分解和垂直分解兩種分解方法。 試述數(shù)據(jù)庫物理設計的內(nèi)容和步驟。數(shù)據(jù)庫最終要存儲在物理設備上。對于給定的邏輯數(shù)據(jù)模型，選取一個最適合應用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，稱為數(shù)據(jù)庫物理設計。物理設計的任務是為了有效地實現(xiàn)邏輯模式，確定所采取的存儲策略。此階段是以邏輯設計的結(jié)果作為輸入，結(jié)合具體DBMS的特點與存儲設備特性進行設計，選定數(shù)據(jù)庫在物理設備上的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法。數(shù)據(jù)庫的物理設計可分為兩步： （1）確定物理結(jié)構(gòu)，在關系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結(jié)構(gòu)；（2）對物理結(jié)構(gòu)進行評價，評價的重點是時間和空間效率。 數(shù)據(jù)庫實施階段主要任務？數(shù)據(jù)庫實施是指根據(jù)邏輯設計和物理設計的結(jié)果，在計算機上建立起實際的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、裝入數(shù)據(jù)、進行測試和試運行的過程。 數(shù)據(jù)庫實施主要包括以下工作：l 建立實際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)； l 組織數(shù)據(jù)入庫 l 編制與調(diào)試應用程序 l 數(shù)據(jù)庫試運行 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)投入運行后，有哪些維護工作？在數(shù)據(jù)庫運行階段，對數(shù)據(jù)庫經(jīng)常性的維護工作主要是由DBA完成的，它包括：（1）數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復（2）數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性控制（3）數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進（4）數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造 假設某超市公司要設計一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來管理該公司的業(yè)務信息。該超市公司的業(yè)務管理規(guī)則如下：（1）該超市公司有若干倉庫，若干連鎖商店，供應若干商品。（2）每個商店有一個經(jīng)理和若干收銀員，每個收銀員只在一個商店工作。（3）每個商店銷售多種商品，每種商品可在不同的商店銷售。（4）每個商品編號只有一個商品名稱，但是不同的商品編號可以有相同的商品名稱。每種商品可以有多種銷售價格。（5）超市公司的業(yè)務員負責商品的進貨。請根據(jù)以上規(guī)則，設計出適當?shù)膶傩?，畫出ER圖，再將其轉(zhuǎn)換成關系模型后進行規(guī)范化。商店：商店編號，商店名稱，商店地址，商店編號，聯(lián)系方式商品：商品編號，商品名稱，單價，數(shù)量，類別員工：編號，姓名，性別，出生日期，聯(lián)系電話商品編號倉庫：倉庫編號，名稱，聯(lián)系方式商品名 本題對應的ER圖如圖所示經(jīng)理部門名姓名職工號地址單價員工m商品銷售ong n商店1從屬ong n類別11數(shù)量領導ong n存放m倉庫地址名稱36