【正文】 請根據(jù)以上規(guī)則，設(shè)計出適當(dāng)?shù)膶傩?，畫出ER圖，再將其轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型后進行規(guī)范化。每種商品可以有多種銷售價格。（3）每個商店銷售多種商品，每種商品可在不同的商店銷售。該超市公司的業(yè)務(wù)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(yīng)若干商品。（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 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(yīng)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(fù)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計可分為兩步： （1）確定物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)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。物理設(shè)計的任務(wù)是為了有效地實現(xiàn)邏輯模式，確定所采取的存儲策略。數(shù)據(jù)庫最終要存儲在物理設(shè)備上。常用的方法是水平分解和垂直分解兩種分解方法。（2）實施規(guī)范化處理確定范式級別后，根據(jù)應(yīng)用需求，判斷它們對于這樣的應(yīng)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。找出所有“數(shù)據(jù)字典”中得到的數(shù)據(jù)之間的依賴關(guān)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。應(yīng)用規(guī)范化理論對邏輯設(shè)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(guān)系模式中存在的各種異常，改善完整性、一致性和存儲效率。合并方法是將其中一個關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個關(guān)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(dāng)調(diào)整屬性的次序。（3）具有相同碼的關(guān)系模式可合并。而關(guān)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(guān)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(guān)系的屬性。而關(guān)系的碼為n端實體的碼。如果轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)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(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為n端實體的碼。如果與某一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并，則需要在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性。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(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。l 三個或三個以上實體間的多元聯(lián)系。l 若聯(lián)系為1：n，則關(guān)系的碼為n端實體的碼。例如在例子中，學(xué)生實體可以轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號為學(xué)生關(guān)系的碼：學(xué)生（學(xué)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(guān)系模式。實體的屬性就是關(guān)系的屬性。ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換一般應(yīng)遵循如下原則：（1）一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。（4）根據(jù)局部應(yīng)用的需要，設(shè)計用戶外模式。（2）按需要對關(guān)系模式進行規(guī)范化。 試述數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟。因為牽扯到大量的人為干預(yù)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。相應(yīng)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(guān)系。這一步可以解決上一步發(fā)現(xiàn)的沖突。而物資子系統(tǒng)分ER圖中，產(chǎn)品、零件、供應(yīng)商三者構(gòu)成多對多聯(lián)系。l 同一實體在不同局部視圖中所包含的屬性不完全相同。③結(jié)構(gòu)沖突l 同一對象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象。②命名沖突包括同名異義和異名同義。不同部門對零件號的編碼也可能不同。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(xué)在集成時具體地解決下列問題：1）確定模式之間的對應(yīng)和沖突由于各子模式是分開進行設(shè)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)。然后對中間結(jié)果進行分組并集成，重復(fù)該過程直至集成結(jié)束。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(fù)該過程直至得到最終的全局模式。2）n元集成對視圖的集成關(guān)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?？梢愿鶕?jù)模式的相似程度確定模式集成的順序。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。視圖是按照某個用戶組、應(yīng)用或部門的需求說明，用ER數(shù)據(jù)模型設(shè)計的局部模式。 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(guān)的實體類型。（3）混合方法即將集中式模式設(shè)計法和視圖集成法相結(jié)合，用集中式模式設(shè)計法設(shè)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(shè)計的各局部概念結(jié)構(gòu)。（2）視圖集成法以各部分的需求說明為基礎(chǔ),分別設(shè)計各自的局部模式，這些局部模式相當(dāng)于各部分的視圖，然后再以這些視圖為基礎(chǔ)，集成為一個全部模式。（1）集中式模式設(shè)計法即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化。當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)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。（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。 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(shè)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(shè)計。對數(shù)據(jù)庫設(shè)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。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。設(shè)計過程需要根據(jù)評審意見修改所提交的階段設(shè)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(shè)計。如果在數(shù)據(jù)庫已經(jīng)實現(xiàn)時再發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯誤，那么代價比較大。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(guān)系、模塊調(diào)用關(guān)系。數(shù)據(jù)庫設(shè)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。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(shè)計中占有很重要地位。DFD可以形象地表示數(shù)據(jù)流與各業(yè)務(wù)活動的關(guān)系，它是需求分析的工具和分析結(jié)果的描述手段。 （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(wù)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。需求分析的過程一般是：（7）分析用戶活動，產(chǎn)生業(yè)務(wù)流程圖：了解用戶當(dāng)前的業(yè)務(wù)活動和職能，理清其處理流程。（6）查閱記錄。（5）設(shè)計調(diào)查表請用戶填寫。（4）詢問。座談時，參加者之間可以相互啟發(fā)。（2）開調(diào)查會。通過親身參加業(yè)務(wù)工作來了解業(yè)務(wù)活動的情況。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(dāng)前應(yīng)用需求來設(shè)計數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫設(shè)計是一種動態(tài)和不斷完善的運行過程，運行和維護階段開始，并不意味著設(shè)計過程的結(jié)束，任何哪怕只有細(xì)微的結(jié)構(gòu)改變，也許就會引起對物理結(jié)構(gòu)的調(diào)整、修改，甚至物理結(jié)構(gòu)的完全改變，因此數(shù)據(jù)庫運行和維護階段是保證數(shù)據(jù)庫日?；顒拥囊粋€重要階段。嚴(yán)格地說，數(shù)據(jù)庫運行和維護不屬于數(shù)據(jù)庫設(shè)計的范疇，早期的新奧爾良法明確規(guī)定數(shù)據(jù)庫設(shè)計的四個階段，不包括運行和維護內(nèi)容。一旦數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)形成，就可以用已選定的DBMS定義、描述相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，裝入數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，以生成完整的數(shù)據(jù)庫，編制有關(guān)應(yīng)用程序，進行聯(lián)機調(diào)試并轉(zhuǎn)入試運行，同時進行時間、空間等性能分析，若不符合要求，則需調(diào)整物理結(jié)構(gòu)、修改應(yīng)用程序，直至高效、穩(wěn)定、正確地運行該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為止。否則，對該物理結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)的修改，若屬于最初設(shè)計問題所導(dǎo)致的物理結(jié)構(gòu)的缺陷，必須返回到概念設(shè)計階段修改其概念數(shù)據(jù)模型或重新建立概念數(shù)據(jù)模型，如此反復(fù)，直至評價結(jié)果最終滿足原設(shè)計要求為止。除此之外，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計還要進行完整性和安全性考慮，設(shè)計者應(yīng)在完整性、安全性、有效性和效率方面進行分析，做出權(quán)衡。存儲記錄的安排是指可以把經(jīng)常同時被訪問的數(shù)據(jù)組合在一起。數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)主要指數(shù)據(jù)庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存儲方法，完全依賴于給定的硬件環(huán)境、具體的DBMS和操作系統(tǒng)。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段的模式優(yōu)化，已成為影響數(shù)據(jù)庫設(shè)計質(zhì)量的一項重要工作。所以，在邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段選擇什么樣的數(shù)據(jù)模型和哪一個具體DBMS尤為重要，它是能否滿足用戶各種要求的關(guān)鍵。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)與DBMS和相關(guān)軟硬件無關(guān)。因此，對用戶的各種需求及數(shù)據(jù)，能否做出準(zhǔn)確無誤、充分完備的分析，并在此基礎(chǔ)上形成最終目標(biāo)，是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計成敗的關(guān)鍵。圖51 數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟（1）需求分析需求分析是對具體應(yīng)用環(huán)境的業(yè)務(wù)流程和用戶提出的各種要求加以調(diào)查研究和分析，并和用戶共同對各種原始數(shù)據(jù)加以綜合、整理的過程，是形成最終設(shè)計目標(biāo)的首要階段，也是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中最困難的階段。按照規(guī)范設(shè)計方法、考慮數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)全過程，并仿照軟件生存周期，將數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為需求分析、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)庫實施和運行維護六個階段。Atre提出的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，其基本思想是在需求分析的基礎(chǔ)上，確定數(shù)據(jù)庫模式中的全部屬性和屬性間的依賴關(guān)系，將它們組織在一個單一的關(guān)系模式中，然后再分析模式中不符合3NF的約束條件，將其進行投影分解，規(guī)范成若干個3NF關(guān)系模式的集合。，其基本思想是在需求分析的基礎(chǔ)上，用ER圖構(gòu)造一個反映現(xiàn)實世界實體之間聯(lián)系的企業(yè)模式，然后再將此企業(yè)模式轉(zhuǎn)換成基于某一特定的DBMS的概念模式。 可以分解為如下兩個關(guān)系模式： R1= (職工名,項目名, 工資) R2= (項目名, 部門名, 部門經(jīng)理)(3)由于R2中存在函數(shù)依賴：項目名→部門名，部門名→部門經(jīng)理，即存在非主屬性（部門經(jīng)理）對碼（項目名）的傳遞依賴，故R2沒有達到3NF。⑶ 把R分解成3NF模式集，說明理由。⑴ 試寫出關(guān)系R的基本FD和候選碼，確定主碼。并且： ⑴ 求R的所有候選碼 ⑵ 求F的最小覆蓋 ⑶ 將R分解為3NF并具有無損連接性和函數(shù)依賴保持性【參考答案】初始表AjRiABCDEABCa1a2a3b14b15CDb21b22a3a4b25DEb31b32b33a4a5修改表逐一考察F中的函數(shù)依賴：a) AB→C表的結(jié)構(gòu)不變。C) 不具有函數(shù)依賴保持性D) 均為BCNF 設(shè)有關(guān)系模式R（A，B，C，D，E），R的函數(shù)依賴集F＝｛AB→C，C→D，D→E｝。C) 具有函數(shù)依賴保持性D) 均為BCNF分解⑷ F=｛A→B，B→C，C→D｝，ρ＝｛AB，ACD｝A) 候選碼為：A，主碼為：AB) 具有無損連接性。因此，有G+≠F+，即 ∴ρ不具有函數(shù)依賴保持性。C) F1 ＝= (C→A，C→D)F2 ＝G = F1∪F2 = { C→A，C→D }F={ B→C， D→A}顯然，G必定包含于F＋。因此，有G+＝F+，即 ∴ρ具有函數(shù)依賴保持性。C) F1 ＝= (B→C)F2 ＝( D→A)G = F1∪F2 = { B→C ，D→A }F={ B→C， D→A}顯然，G必定包含于F＋。此時，對F中的每個函數(shù)依賴，表的結(jié)構(gòu)都不再變化?！緟⒖即鸢浮糠纸猗?F=｛B→C，D→A｝，ρ＝｛AD，BC｝A) （BD）+=｛ABCD｝ BD是候選碼，也是主碼B) 首先構(gòu)造初始表，結(jié)構(gòu)如表2表2 初始表AjRiABCDADa1b12b13a4BCb21a2a3b24修改表逐一考察F中的函數(shù)依賴：a) B→C，表的結(jié)構(gòu)不變。 設(shè)關(guān)系模式R（ABCD），在R上有5個相應(yīng)的FD集及分解：⑴ F=｛B→C，D→A｝，ρ＝｛AD，BC｝⑵ F=｛AB→C，C→A，C→D｝，ρ＝｛ACD，BC｝⑶ F=｛A→BC，C→AD｝，ρ＝｛ABC，AD｝⑷ F=｛A→B，B→C，C→D｝，ρ＝｛AB，ACD｝⑸ F=｛A→B，B→C，C→D｝，ρ＝｛AB，AD，CD｝試對上述5中情況分別回答下列問題：⑴ 確定R的候選碼和主碼。而F不包含于G＋。又因為表中沒有出現(xiàn)a1，a2，a3 的行，所以該分解不具有無損連接性。b) B→C，表的結(jié)構(gòu)不變。因此，有G+≠F+，即 ∴ρ不具有函數(shù)依賴保持性。 設(shè)關(guān)系模式R（ABC），F(xiàn)是R上成立的FD集，F(xiàn)＝｛C→A，B→A｝，分解ρ＝｛AB，BC｝，判斷ρ是否具有函數(shù)依賴保持性？【參考答案】F1 ＝= (B→A)F2 ＝ G = F1∪F2 = { B→A }F={ C→A，B→A }顯然，G必定包含于F＋。 設(shè)有關(guān)系模式R（A，B，C，D，E，P，G，H），R的函數(shù)依賴集F＝｛AB→CE，A→C ，GP→B ，EP→A ，CDE→P ，HB→P ，D→HG ，ABC→PG｝，求D＋【參考答案】 D＋={DHG} 證明函數(shù)依賴集F＝｛A→BC，A→D，CD→E｝和函數(shù)依賴集G＝｛A→BCE，A→ABD，CD→E｝的等價性【參考答案】∵ A→BC，A→D，CD→E ，∴A→BCE，A→ABD，有∵ A→BCE，A→ABD ，∴ A→BC，A→D，CD→E ，有 所以F和G等價。設(shè)R是一個關(guān)系模式，F(xiàn)是R上的一個函數(shù)依賴集，R分解為關(guān)系模式的集合＝{R1(U1), R2(U2), …, Rn(Un)}。③ 對于F中的任一函數(shù)依賴X→A，{F{X→A}}∪{ZA}都不與F等價，其中Z為X的任一子集。① F中每一個函數(shù)依賴的右部都是單個屬性。設(shè)有關(guān)系模式R(U)，F(xiàn)是U上的一個函數(shù)依賴集，定義XF＋＝｛A|能由F根據(jù)Armstrong 公理導(dǎo)出｝，并稱XF＋為屬性集X關(guān)于函數(shù)依賴集F的閉包。關(guān)系模式R(U,F)∈1NF，若對R的每個非平凡多值依賴X→→Y（），X都包含碼，則稱R(U)滿足第四范式，