数据库设计习题参考答案

第6章数据库设计习题参考答案

1.数据库的设计过程。(P205页)

答：按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段

需求分析.

概念结构设计.

逻辑结构设计.

物理结构设计.

数据库实施 .

数据库运行和维护 .

2．试述数据库设计过程的各个阶段上的设计描述.(P207页)

答: A.需求分析阶段

进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求(包括数据与处理)。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最费时的一步。作为地基的需求分析是否做得充分与准确，决定了在其上构建数据库的速度与质量。需求分析做得不好，甚至会导致整个数据库设计返工重做。

B.概念结构设计阶段

概念结构设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。

C．逻辑结构设计阶段

逻辑结构设计是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。

D. 数据库物理设计阶段

数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。

E．数据库实施阶段

在数据库实施阶段，设计人员运用DBMS提供的数据语言及其宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。

F．数据库运行和维护阶段

数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。

4．试述数据库设计的特点。(P204页)

答: A、数据库建设是硬件、软件和干件的结合。

B、数据库设计应该和应用系统设计相结合。

5．需求分析阶段的设计目标是什么（补充）调查的内容是什么（210页）

答: 需求分析阶段的设计目标是对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能接受的文档。

调查的内容是 (1)调查组织机构情况。(2)调查各部门的业务活动情况.

(3)在熟悉业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、完全性与完整性要求。(4)确定新系统的边界。6．数据字典的内容和作用是什么（211页）

答：数据字典则是系统中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。数据字典在数据库设计中占有很重要的地位。

数据字典包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五个部分。其中数据项是数据的最小组成单位，若干个数据项可以组成一个数据结构，数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容.

7．什么是数据库的概念结构，试述其特点和设计策略。（213—214页）

答：将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计。它是整个数据库设计的关键。

概念结构的主要特点是：

(1)能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。

(2)易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。

(3)易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。

(4)易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。

设计概念结构通常有四类方法：

自顶向下。即首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化，如图6．7(a)所示。

自底向上。即首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构，如图6．7(b)所示。

逐步扩张。首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构，如图6．7(c)所示。

混合策略。即将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。

8．什么叫数据抽象试举例说明。(P216)

答：所谓抽象是对实际的人、物、事和概念进行人为处理，抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些特性用各种概念精确地加以描述，这些概念组成了某种模型。

例如：关系STUD（SNO，SNAME，SDEPT，SAGE）表示学生信息。

9．试述数据库概念结构设计的重要性（207页）和设计步骤(214页)。

答：概念结构设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。

自底向上设计概念结构的方法通常分为两步：第1步是抽象数据并设计局部视图，第2步是集成局部视图，得到全局的概念结构，

10．什么是E-R图构成E-R图的基本要素是什么（18页）

答： E-R是概念模型的表示方法，通常称为是实体-联系方法。该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型，E-R方法也称为E-R模型。

构成E-R图的基本要素是实体、属性和联系。

11．为什么要视图集成视图集成的方法是什么（224页）

答：各子系统的分E-R图设计好以后，下一步就是要将所有的分E-R图综合成一个系统的总E-R图，称为视图集成。

视图集成的方法有2种：

A、多个分E-R图一次集成。

B、逐步集成，用累加的方式一次集成两个分E-R图

12．什么是数据库的逻辑结构设计（207页）试述其设计步骤。（229页）

答：逻辑结构设计是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。

逻辑结构设计步骤如下：

A、将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型。

B、将转换来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换。

C、对数据模型进行优化。

13．试述把E-R图转换为关系模型的转换规则（230页）

18．规范化理论对数据库设计有什么指导意义 ( 231---232页)

19.试述数据库物理设计的内容和步骤。（233页）

答：为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构的过程，就是数据库的物理设计。

数据库的物理设计通常分为两步：

A、确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构.

B、对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率。

20．关系数据库物理设计的主要内容（234页）

答：对于关系数据库物理设计的内容主要包括：

A、关系模式选择存取方法。

B、设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构。

21．数据输入在实施阶段的重要性是什么如何保证输入数据的正确性（238页）

答：组织数据录入就要将各类源数据从各个局部应用中抽取出来，输入计算机，再分类转换，最后综合成符合新设计的数据库结构的形式，输入数据库。由于要入库的数据在原来的系统中的格式结构与新系统中不完全一样，有的差别可能还比较大，不仅向计算机内输入数据时发生错误，转换过程中也有可能出错。

因此在源数据入库之前要采用多种方法对它们进行检验，以防止不正确的数据入库，这部分的工作在整个数据输入子系统中是非常重要的。

22．什么是数据库的再组织和重构造为什么要进行数据库的再组织和重构造（240页）

答：数据库运行一段时间后，由于记录不断增、删、改，会使数据库的物理存储情况变坏，降低了数据的存取效率，数据库性能下降，这时DBA就要对数据库进行重组织，或部分重组织(只对频繁增、删的表进行重组织)。在重组织的过程中，按原设计要求重新安排存储位置、回收垃圾、减少指针链等，提高系统性能。数据库的重组织，并不修改原设计的逻辑和物理结构，而数据库的重构造则不同，它是指部分修改数据库的模式和内模式。

23．现有一局部应用，包括两个实体：“出版社”和“作者”，这两个实体是多对多的联系，请自己设计适当的属性，画出E-R图，再将其转换为关系模型(包括关系名，属性名、码和完整性约束条件)。

答： 1）出版社的属性：出版社名、地址、所在城市。

作者的属性：姓名、职称、工作单位、邮编、联系电话。

这两个实体是多对多的联系：出版。联系的属性是：书名、出版日期。

2） E-R图见245

3）据E-R图向关系模型转换原则，实体“出版社”和“作者”转换为关系模型如下：

出版社（出版社名，地址，所在城市）

作者（作者名，职称，工作单位，联系电话，邮编）

两个实体之间的联系“出版”是多对多联系，据E-R图向关系模型转换原则，将两个实体的码加上联系的属性构成出版关系，出版社名、作者名、书名不能取空，关系模式如下：

出版（出版社名，作者名，书名，出版日期）

24．请设计一个图书馆数据库，此数据库中对每个借阅者保存读者记录，包括：读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位。对每本书存有：书号，书名，作者，出版社，对每本被借出的书存有读者号、借出日期和应还日期。要求：给出E-R图，再将其转换为关系模型。

答：1）画出E-R图

2）据E-R图向关系模型转换原则，“书”、“读者”、“借阅”转换为关系模型如下：

读者（读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位）

书（书号，书名，作者，出版社）

两个实体“读者”与“书”之间的联系“借阅”是一对一联系，据E-R图向关系模型转换原则，将两个实体的码加上联系的属性构成“借阅”

关系，读者号、书号不能取空，关系模式如下：借阅（读者号，书号，借出日期，应还日期）

补充习题：

大学实行学分制，学生可根据自己的情况选修课程。每名学生可同时选修多门课程，每门课程可由许多学生选修；每门课程可由多位教师讲授；每位教师可讲授多门课程。其不完整的E-R图如下所示：

(1)指出学生与课程的联系类型，完善E-R图。

(2)指出课程与教师的联系类型，完善E-R图。

(3)若每一学生有一位指导教师,每个教师指导多名学生,学生与教师联系如何

在原E-R图上补画教师与学生的联系, 完善E-R图。

答:(1)学生与课程的联系”选课”是多对多联系(m:n)。

(1)课程与教师的联系”讲授”是多对多联系(n:p)。

(2)教师与学生的联系类型是一对多联系(1:k)。