数据库系统原理及应用教程第四版课后答案 第3章
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使用概括法将“职工”的子类合并：职工是个实体集， 技术人员、干部也是实体集，但技术人员、干部均是 职工的子集，如图7所示。
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3.9答：① 信息模型设计是将系统需求分析得到 的用户需求抽象的过程，信息模型能转化为机器 世界中的数据模型，并用DBMS实现这些需求。 ② 信息模型设计可分为两步：第一步是抽象数 据并设计局部视图；第二步是集成局部视图，得 到全局的概念结构。
习题3
3.1答：① 数据库的设计要经过需求分析、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6 个阶段。 ② 需求分析和概念结构设计阶段独立于数据库管理系统。 ③逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和 维护要依赖于数据库管理系统。
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3.2答：① 需求分析阶段：准确了解并分析用户对系统的需要 和要求，弄清系统要达到的目标和实现的功能。 ② 概念结构设计阶段：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。 ③ 逻辑结构设计阶段：将信息结构转换为数据模型，并将其 性能进行优化。 ④ 数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应 用环境的物理结构，包括数据存储结构和存取方法。 ⑤ 数据库实施阶段：运用DBMS提供的数据操作语言和宿主语 言，根据数据库的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，并进行系统试运行。 ⑥ 数据库运行和维护阶段：不断地对其结构性能进行评价、 调整和修改。
一个1:1联系可以转换为一个独立的关系，与该联系相连的各实体的码以及联系本身 的属性均转换为关系的属性，且每个实体的码均是该关系的候选码；也可以与任意一端实 体集所对应的关系合并，在被合并关系中，新增的属性为联系本身的属性和与联系相关的 另一个实体集的码。
实体间的1:n联系可以有两种转换方法：一种方法是将联系转换为一个独立的关系， 其关系的属性由与该联系相连的各实体集的码以及联系本身的属性组成，而该关系的码为 “n”端实体集的码；另一种方法是在“n”端实体集中增加新属性，新属性由联系对应的 “1”端实体集的码和联系自身的属性构成，新增属性后原关系的码不变。
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3.3答：概念设计阶段，将应用需求转换为与计算机硬件 无关的、与数据库管理系统无关的信息模型（即E-R图）； 逻辑设计阶段，要完成数据库的逻辑模式和外模式的设计 工作；在物理设计阶段，要根据具体使用的数据库管理系 统的特点和处理的需要进行物理存储安排，并确定系统要 建立的索引，得出数据库的内模式。
3.12答：① 逻辑结构设计是把概念模型结构转换成某个具 体的DBMS所支持的数据模型。 ② 逻辑结构设计步骤为：把概念模型转换成一般的数据模 型；将一般的数据模型转换成特定的DBMS所支持的数据模 型；通过优化方法，将其转化为优化的数据模型。
3.13答：① E-R图转换为网状模型的方法为： 每个实体集转换成一个记录。 每个1:n的二元联系转换成一个系，系的方向由“1”方实体记录指向n方实体记录。 每个m:n的二元联系，在转换时要引入一个连结记录，并形成两个系，系的方向由实
体记录方指向连结记录方。 K（≥3）个实体型之间的多元联系，在转换时也引入一个连结记录，并将联系转换成
K个实体记录型和连结记录型之间的K个系，系的方向均为实体型指向连结记录。 ② E-R图转换为关系模型的方法为：
一个实体集转换为关系模型中的一个关系，实体的属性就是关系的属性，实体的码就 是关系的码，关系的结构是关系模式。
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3.6答：数据字典是各类数据描述的集合，是进行详细的数据 收集和数据分析后所获得的主要成果。数据字典通常包括数 据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五个部分。
3.7答：概念结构设计的结果用数据库的信息模型表示。信息 模型的主要特点和设计策略是：信息模型是现实世界的一个 真实模型，能真实、充分地反映现实世界，能满足用户对数 据的处理要求；信息模型应当易于理解；信息模型应当易于 更改，有利于修改和扩充；信息模型易于向特定的数据模型 转换。
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3.8答：① 数据抽象就是抽取现实世界的共同特性，忽略非本 质的细节，并把这些共同特性用各种概念精确地加以描述，形 成某种数据模型。 ② 例子如下：使用分类法抽象“职工”类：在企业环境中， 张小英是职工中的一员，她具有职工们共有的特性和行为：在 某个部门工作，参与某个工程的设计或施工。与张小英属同一 对象的还有王丽平等其他职工，如图5所示。 使用聚集法抽象“职工”属性：把实体集“职工”的“职工 号”、“姓名”等属性聚集为实体型“职工”，如图6所示。
3.10答：① E-R图是描述现实世界的概念模型的 图形，E-R图也称为实体-联系图，提供了表示实 体集、属性和联系的方法。 ② 构成E-R图的基本要素是实体集、属性和联系。
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3.11答：① 视图集成就是把设计好的各子系统的分E-R图 综合成一个系统的总E-R图，同时消除属性冲突、命名冲突、 结构冲突，为关系数据库逻辑结构设计做准备。 ② 视图的集成可以有两种方法：一种方法是多个分E-R图 一次集成；另一种方法是逐步集成，用累加的方法一次集 成两个分E-R图。
3.4答：数据库设计有两个特点：① 必须适应所在的计算 机硬件环境，选择合适的DBMS，了解并提高数据库用户的 技术水平和管理水平；②使结构特性设计和行为特性设计 紧密结合、相互参照、反复探寻，共同达到设计目标。
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3.5答：① 需求分析阶段的设计目标是：弄清现实世 界要处理的对象及相互关系，清楚原系统的概况和发 展前景，明确用户对系统的各种需求，得到系统的基 础数据及其处理方法，确定新系统的功能和边界。 ② 需求分析调查的内容有三方面：一是数据库中的信 息内容，包括用户将从数据库中直接获得或者间接导 出的信息的内容和性质；二是数据处理内容，包括要 完成什么数据处理功能，数据处理响应时间，数据处 理的工作方式；三是数据安全性和完整性要求，包括 数据的保密措施和存取控制要求，数据自身的或数据 间的约束限制。
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使用概括法将“职工”的子类合并：职工是个实体集， 技术人员、干部也是实体集，但技术人员、干部均是 职工的子集，如图7所示。
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3.9答：① 信息模型设计是将系统需求分析得到 的用户需求抽象的过程，信息模型能转化为机器 世界中的数据模型，并用DBMS实现这些需求。 ② 信息模型设计可分为两步：第一步是抽象数 据并设计局部视图；第二步是集成局部视图，得 到全局的概念结构。
习题3
3.1答：① 数据库的设计要经过需求分析、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6 个阶段。 ② 需求分析和概念结构设计阶段独立于数据库管理系统。 ③逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和 维护要依赖于数据库管理系统。
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3.2答：① 需求分析阶段：准确了解并分析用户对系统的需要 和要求，弄清系统要达到的目标和实现的功能。 ② 概念结构设计阶段：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。 ③ 逻辑结构设计阶段：将信息结构转换为数据模型，并将其 性能进行优化。 ④ 数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应 用环境的物理结构，包括数据存储结构和存取方法。 ⑤ 数据库实施阶段：运用DBMS提供的数据操作语言和宿主语 言，根据数据库的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，并进行系统试运行。 ⑥ 数据库运行和维护阶段：不断地对其结构性能进行评价、 调整和修改。
一个1:1联系可以转换为一个独立的关系，与该联系相连的各实体的码以及联系本身 的属性均转换为关系的属性，且每个实体的码均是该关系的候选码；也可以与任意一端实 体集所对应的关系合并，在被合并关系中，新增的属性为联系本身的属性和与联系相关的 另一个实体集的码。
实体间的1:n联系可以有两种转换方法：一种方法是将联系转换为一个独立的关系， 其关系的属性由与该联系相连的各实体集的码以及联系本身的属性组成，而该关系的码为 “n”端实体集的码；另一种方法是在“n”端实体集中增加新属性，新属性由联系对应的 “1”端实体集的码和联系自身的属性构成，新增属性后原关系的码不变。
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3.3答：概念设计阶段，将应用需求转换为与计算机硬件 无关的、与数据库管理系统无关的信息模型（即E-R图）； 逻辑设计阶段，要完成数据库的逻辑模式和外模式的设计 工作；在物理设计阶段，要根据具体使用的数据库管理系 统的特点和处理的需要进行物理存储安排，并确定系统要 建立的索引，得出数据库的内模式。
3.12答：① 逻辑结构设计是把概念模型结构转换成某个具 体的DBMS所支持的数据模型。 ② 逻辑结构设计步骤为：把概念模型转换成一般的数据模 型；将一般的数据模型转换成特定的DBMS所支持的数据模 型；通过优化方法，将其转化为优化的数据模型。
3.13答：① E-R图转换为网状模型的方法为： 每个实体集转换成一个记录。 每个1:n的二元联系转换成一个系，系的方向由“1”方实体记录指向n方实体记录。 每个m:n的二元联系，在转换时要引入一个连结记录，并形成两个系，系的方向由实
体记录方指向连结记录方。 K（≥3）个实体型之间的多元联系，在转换时也引入一个连结记录，并将联系转换成
K个实体记录型和连结记录型之间的K个系，系的方向均为实体型指向连结记录。 ② E-R图转换为关系模型的方法为：
一个实体集转换为关系模型中的一个关系，实体的属性就是关系的属性，实体的码就 是关系的码，关系的结构是关系模式。
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3.6答：数据字典是各类数据描述的集合，是进行详细的数据 收集和数据分析后所获得的主要成果。数据字典通常包括数 据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五个部分。
3.7答：概念结构设计的结果用数据库的信息模型表示。信息 模型的主要特点和设计策略是：信息模型是现实世界的一个 真实模型，能真实、充分地反映现实世界，能满足用户对数 据的处理要求；信息模型应当易于理解；信息模型应当易于 更改，有利于修改和扩充；信息模型易于向特定的数据模型 转换。
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3.8答：① 数据抽象就是抽取现实世界的共同特性，忽略非本 质的细节，并把这些共同特性用各种概念精确地加以描述，形 成某种数据模型。 ② 例子如下：使用分类法抽象“职工”类：在企业环境中， 张小英是职工中的一员，她具有职工们共有的特性和行为：在 某个部门工作，参与某个工程的设计或施工。与张小英属同一 对象的还有王丽平等其他职工，如图5所示。 使用聚集法抽象“职工”属性：把实体集“职工”的“职工 号”、“姓名”等属性聚集为实体型“职工”，如图6所示。
3.10答：① E-R图是描述现实世界的概念模型的 图形，E-R图也称为实体-联系图，提供了表示实 体集、属性和联系的方法。 ② 构成E-R图的基本要素是实体集、属性和联系。
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3.11答：① 视图集成就是把设计好的各子系统的分E-R图 综合成一个系统的总E-R图，同时消除属性冲突、命名冲突、 结构冲突，为关系数据库逻辑结构设计做准备。 ② 视图的集成可以有两种方法：一种方法是多个分E-R图 一次集成；另一种方法是逐步集成，用累加的方法一次集 成两个分E-R图。
3.4答：数据库设计有两个特点：① 必须适应所在的计算 机硬件环境，选择合适的DBMS，了解并提高数据库用户的 技术水平和管理水平；②使结构特性设计和行为特性设计 紧密结合、相互参照、反复探寻，共同达到设计目标。
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3.5答：① 需求分析阶段的设计目标是：弄清现实世 界要处理的对象及相互关系，清楚原系统的概况和发 展前景，明确用户对系统的各种需求，得到系统的基 础数据及其处理方法，确定新系统的功能和边界。 ② 需求分析调查的内容有三方面：一是数据库中的信 息内容，包括用户将从数据库中直接获得或者间接导 出的信息的内容和性质；二是数据处理内容，包括要 完成什么数据处理功能，数据处理响应时间，数据处 理的工作方式；三是数据安全性和完整性要求，包括 数据的保密措施和存取控制要求，数据自身的或数据 间的约束限制。