數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)課后答案

1、第六章第六章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)習(xí)題解答和解析習(xí)題解答和解析1.1.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：(1)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)。解析：希望讀者能夠認(rèn)真閱讀《概論》6.

2、1的內(nèi)容了解并掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程。2.2.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：(1)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)

3、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。解析：這是進(jìn)一步了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容。設(shè)計(jì)描述是指在各個(gè)階段體現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容描述設(shè)計(jì)結(jié)果的各種文檔、程序。讀者可以參考《概論》上圖6.3。3.3.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

4、形成數(shù)據(jù)庫的各級模式即：(1)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ER圖；(2)在邏輯設(shè)計(jì)階段將ER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(View)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。讀者可以參考《概論》上圖6.4。圖中概念模式是面向用戶和設(shè)計(jì)人員的屬于概念模型

5、的層次；邏輯模式、外模式、內(nèi)模式是DBMS支持的模式屬于數(shù)據(jù)模型的層次可以在DBMS中加以描述和存儲。4.4.試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)既是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項(xiàng)龐大的工程項(xiàng)目。其主要特點(diǎn)有：(1)數(shù)據(jù)庫建設(shè)是硬件、軟件和干件(技術(shù)與管理的界面)的結(jié)合。(2)從軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)角度看數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合也就是說整個(gè)是：定義某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對象的類型。這些對象具有某些共同的特性和行為。它抽象了

6、對象值和型之間的“ismemberof“的語義。在ER模型中實(shí)體型就是這種抽象。例如在學(xué)校環(huán)境中李英是老師，表示李英是教師類型中的一員則教師是實(shí)體型，李英是教師實(shí)體型中的一個(gè)實(shí)體值具有教師共同的特性和行為：在某個(gè)系某個(gè)專業(yè)教學(xué)講授某些課程從事某個(gè)方向的科研。9.9.試述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性和設(shè)計(jì)步驟。答：重要性：數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵將在需求分析階段所得到的應(yīng)用需求首先抽象為概念結(jié)構(gòu)，以此作為各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)從

7、而能更好地、更準(zhǔn)確地用某一DBMS實(shí)現(xiàn)這些需求。設(shè)計(jì)步驟：概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法有多種其中最經(jīng)常采用的策略是自底向上方法該方法的設(shè)計(jì)步驟通常分為兩步：第1步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖第2步是集成局部視圖得到全局的概念結(jié)構(gòu)(如《概論》圖6.9所示)。10.什么是ER圖構(gòu)成ER圖的基本要素是什么答：ER圖為實(shí)體聯(lián)系圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法用來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。構(gòu)成ER圖的基本要素是實(shí)體型、屬性和聯(lián)系其表示方法為：(1)實(shí)體型用矩

8、形表示矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名；(2)屬性用橢圓形表示并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來；(3)聯(lián)系用菱形表示菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型(1:11:n或m:n)。解析：ER圖的概念是在第一章中講解的讀者可以復(fù)習(xí)《概論》1.2.2概念模型的內(nèi)容。11.為什么要視圖集成視圖集成的方法是什么答：在對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般采用自底向上的設(shè)計(jì)方法，把繁雜的大系統(tǒng)分解子系統(tǒng)。首先設(shè)計(jì)各個(gè)子系統(tǒng)

9、的局部視圖，然后通過視圖集成的方式將各子系統(tǒng)有機(jī)地融合起來，綜合成一個(gè)系統(tǒng)的總視圖。這樣，設(shè)計(jì)清晰，由簡到繁。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)不再面向某個(gè)應(yīng)用而是整個(gè)系統(tǒng)。因此必須進(jìn)行視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫能被全系統(tǒng)的多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。一般說來視圖集成可以有兩種方式：(1)多個(gè)分ER圖一次集成如《概論》圖6.25(a)所示(2)逐步集成用累加的方式一次集成兩個(gè)分ER圖如《概論》圖6.25(b)所示。無論采用哪

10、種方式每次集成局部ER圖時(shí)都需要分兩步走：??合并解決各分ER圖之間的沖突將各分ER圖合并起來生成初步ER圖；??修改和重構(gòu)消除不必要的冗余生成基本ER圖。12.什么是數(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ER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(《概論》圖6.31)：(1)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、