习题及答案.docx

习题及答案习题一 1. 什么是数据？数据有什么特征？数据和信息有什么关系？ 答： 数据是用于载荷信息的物理符号。 数据的特征是： 数据有“型”和“值之分； 数据受数据类型和取值范围的约束； 数据有定性表示和定量表示之分；数据应具有载体和多种表现形式。 数据与信息的关系为：数据是信息的一种表现形式，数据通过能书写的信息编码表示信息。信息有多种表现形式，它通过手势、眼神、声音或图形等方式表达，但是数据是信息的最佳表现形式。由于数据能够书写，因而它能够被记录、存储和处理，从中挖掘出更深层的信息。但是，数据不等于信息，数据只是信息表达方式中的一种。正确的数据可表达信息，而虚假、错误的数据所表达的是谬误，不是信息。 2. 什么是数据处理？数据处理的目的是什么？ 答： 数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作。围绕着数据所做的工作均称为数据处理。 数据处理目的为：通过数据管理，收集信息并将信息用数据表示和保存，在需要的时候，为各种使用和数据处理提供数据；通过数据加工，对数据进行变换、抽取和运算，从而得到更有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势；通过数据传播，使更多的人得到并理解信息，从而使信息的作用充分发挥出来。 3. 数据管理的功能和目标是什么？ 4. 什么是数据库？数据库中的数据有什么特点？ 5. 什么是数据库管理系统？它的主要功能是什么？ 6. 数据冗余能产生什么问题？ 7. 什么是数据的整体性？什么是数据的共享性？为什么要使数据库中的数据具有整体性和共享性？ 8. 信息管理系统与数据库管理系统有什么关系？ 9. 用文件系统管理数据有什么缺陷？ 10. 数据库系统阶段的数据管理有什么特点？ 11. 数据库系统对计算机硬件有什么要求？ 12. 数据库系统的软件由哪些部分组成？它们的作用及关系是什么？ 13. 试述数据库管理员的职责。 14. 试述数据库系统的三级模式结构及每级模式的作用？ 15. 什么是数据的独立性？数据库系统中为什么能具有数据独立性？ 16. 试述数据库系统中的二级映像技术及作用。 17. 在下面所列出的条目中 哪些是数据库管理系统的基本功能_。 A. 数据库定义 B. 数据库的建立和维护 C. 数据库存取 D. 数据库和网络中其他软件系统的通信 18. 在数据库的三级模式结构中，内模式有_。 A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 任意多个 19. 下面列出的条目中, 哪些是数据库技术的主要特点_。 A. 数据的结构化 B. 数据的冗余度小 C. 较高的数据独立性 D. 程序的标准化 20. 在数据库管理系统中，下面哪个模块不是数据库存取的功能模块_。 A. 事务管理程序模块 B. 数据更新程序模块 C. 交互式程序查询模块 D. 查询处理程序模块 习题一 解答 1答： 数据是用于载荷信息的物理符号。 数据的特征是： 数据有“型”和“值之分； 数据受数据类型和取值范围的约束； 数据有定性表示和定量表示之分；数据应具有载体和多种表现形式。 数据与信息的关系为：数据是信息的一种表现形式，数据通过能书写的信息编码表示信息。信息有多种表现形式，它通过手势、眼神、声音或图形等方式表达，但是数据是信息的最佳表现形式。由于数据能够书写，因而它能够被记录、存储和处理，从中挖掘出更深层的信息。但是，数据不等于信息，数据只是信息表达方式中的一种。正确的数据可表达信息，而虚假、错误的数据所表达的是谬误，不是信息。 2答： 数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作。围绕着数据所做的工作均称为数据处理。 数据处理目的为：通过数据管理，收集信息并将信息用数据表示和保存，在需要的时候，为各种使用和数据处理提供数据；通过数据加工，对数据进行变换、抽取和运算，从而得到更有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势；通过数据传播，使更多的人得到并理解信息，从而使信息的作用充分发挥出来。 3答： 数据管理的功能为： 组织和保存数据功能，即将收集到的数据合理地分类组织，将其存储在物理载体上，使数据能够长期地被保存。 数据维护功能，即根据需要随时进行插入新数据、修改原数据和删除失效数据的操作； 数据查询和数据统计功能，即快速地得到需要的正确数据，满足各种使用要求； 数据的安全和完整性控制功能，即保证数据的安全性和完整性。 数据管理的目标是：收集完整的信息，将信息用数据表示，按数据结构合理科学地组织并保存数据；为各种使用快速地提供需要的正确数据，并保证数据的安全性和完整性。 4答: 数据库是数据管理的新方法和技术，它是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。 数据库中的数据具有的特点是： 数据库中的数据具有数据整体性，即数据库中的数据要保持自身完整的数据结构； 数据库中的数据具有数据共享性，不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据，多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。 5答： 数据库管理系统简称DBMS，它是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。 数据库管理系统的主要功能是数据存储、数据操作和数据控制功能。其数据存储和数据操作是：数据库的定义功能，指为说明库中的数据情况而进行的建立数据库结构的操作；数据库建立功能，指将大批数据录入到数据库的操作，它使得库中含有需要保存的数据记录；数据库维护功能，指对数据的插入、删除和修改操作，其操作能满足库中信息变化或更新的需求；数据查询和统计功能，指通过对数据库的访问，为实际应用提供需要的数据。数据库管理系统的数据控制功能为：数据安全性控制功能，即为了保证数据库的数据安全可靠，防止不合法的使用造成数据泄漏和破坏，即避免数据被人偷看、篡改或搞坏；数据完整性控制功能，指为了保证数据库中数据的正确、有效和相容，以防止不合语义的错误数据被输入或输出。 6答： 数据冗余度大会造成浪费存储空间的问题，使数据的存储、管理和查询都不容易实现。同时，由于文件系统中相同的数据需要重复存储和各自的管理，数据冗余度大还会给数据的修改和维护带来麻烦和困难，还特别容易造成数据不一致的恶果。数据冗余度大时，由于数据重复出现，还使得数据统计的结果不正确。 7答： 数据的整体性是指在进行数据库设计时，要站在全局需要的角度进行抽象和组织数据；要完整地、准确地描述数据自身和数据之间联系的情况；要建立适合整体需要的数据模型。 数据的共享性是指由于数据库系统是从整体角度上看待和描述数据的，数据不再是面向某个应用，而是面向整个系统。 数据的整体性高会使得数据库中的数据冗余度变小，从而避免了由于数据冗余度大带来的数据冲突问题，也避免了由此产生的数据维护麻烦和数据统计错误问题。数据共享度高会提高数据的利用率，它使得数据更有价值和更容易、更方便地被使用。 8答： 数据库管理系统是提供数据库管理的计算机系统软件，它为信息管理系统的设计提供了方法、手段和工具，利用数据库管理系统设计信息管理系统可以达到事半功倍的效果。信息管理系统是实现某种具体事物管理功能的应用软件。信息管理系统的数据存放在数据库中。利用数据库管理系统，信息管理系统可以更快、更好地设计和实施。 9答： 用文件系统管理数据会有三个缺陷： 由于文件之间缺乏联系，会造成每个应用程序都有对应的文件，有可能同样的数据在多个文件中重复存储，所以数据冗余度大。 由于数据冗余，在进行更新操作时，稍不谨慎，就可能使同样的数据在不同的文件中不一样，从而产生数据不一致缺陷。 由于文件之间相互独立，缺乏联系，会造成数据联系弱的缺陷。 10答： 数据库系统阶段的数据管理有5方面的特点： 采用复杂的数据模型表示数据结构。有较高的数据独立性。 数据库系统为用户提供了方便的用户接口。 系统提供有数据库的恢复、并发控制、数据完整性和数据安全性的数据控制功能，以保证数据库中的数据是安全的、正确的和可靠的。 对数据的操作不一定以记录为单位，也可以以数据项为单位，从而增加了系统的灵活性。 11答： 由于数据库系统是建立在计算机硬件的基础之上的，它在必需的硬件资源支持下才能工作。支持数据库系统的计算机硬件资源包括CPU、内存、外存及其他外部设备。外部设备主要包括某个具体的数据库系统所需的数据通信设备和数据输入输出设备。 因为数据库系统数据量大、数据结构复杂、软件内容多所以要求其硬件设备能够处理并快速处理数据，这需要硬件的数据存储容量大、数据处理速度和数据输入输出速度快。具体要求为： 计算机内存要尽量大； 计算机外存也要尽量大； 计算机的数据传输速度要快。 12答： 数据库系统的软件中包括操作系统、数据库管理系统、主语言系统、应用程序软件和用户数据库。数据库系统中各种软件的作用如下： 操作系统或汉字操作系统：操作系统是所有计算机软件的基础，在数据库系统中它起着支持DBMS及主语言系统工作的作用。如果管理的信息中有汉字，则需要中文操作系统的支持，以提供汉字的输入、输出方法和汉字信息的处理方法。 数据库管理系统和主语言系统：数据库管理系统是为定义、建立、维护、使用及控制数据库而提供的有关数据管理的系统软件。主语言系统是为应用程序提供的诸如程序控制、数据输入输出、功能函数、图形处理、计算方法等数据处理功能的系统软件。 应用开发工具软件：应用开发工具是DBMS系统为应用开发人员和最终用户提供的高效率、多功能的应用生成器、第四代计算机语言等各种软件工具如报表生成器、表单生成器、查询和视图设计器等，它们为数据库系统的开发和使用提供了良好的环境和帮助。 应用系统及数据库：数据库应用系统包括为特定的应用环境建立的数据库、开发的各类应用程序及编写的文档资料，它们是一个有机整体。通过运行数据库应用系统，可以实现对数据库中数据的维护、查询、管理和处理操作。 13答： 数据库管理员的职责为： DBA应参与数据库和应用系统的设计。 数据库管理员只有参与数据库及应用程序的设计，才可能使自己对数据库结构及程序设计方法了解得更清楚，为以后管理工作打下基础。同时，由于数据库管理员是用户，他们对系统应用的现实世界非常了解，能够提出更合理的要求和建议，所以有DBA参与系统及数据库的设计，可以使其设计更合理。 DBA应参与决定数据库的存储结构和存取策略的工作。 数据库管理员要综合各用户的应用要求，和数据库设计员共同决定数据的存储结构和存取策略，使数据的存储空间利用得更合理，存取效率更高。 DBA要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。 数据库管理员的重要职责是保证数据库的安全性和数据完整性。DBA要负责定义各用户的数据使用权限、数据保密级别和数据完整性的约束条件。 DBA负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维护和数据恢复工作。 数据库管理员要负责监视系统的运行，及时处理系统运行过程中出现的问题，排除系统故障，保证系统能够正常工作。在日常工作中，数据库管理员要负责记录数据库使用的“日志文件”，通过日志文件了解数据库的被使用和更改的情况。数据库管理员还要定期对数据作“备份”，为以后的数据使用和数据恢复做准备。当系统由于故障而造成数据库被破坏时，数据库管理员要根据日志文件和数据备份进行数据恢复工作，使数据库能在最短的时间里恢复到正确状态。 DBA负责数据库的改进和重组。 数据库管理员负责监视和分析系统的性能，使系统的空间利用率和处理效率总是处于较高的水平。当发现系统出现问题或由于长期的数据插入、删除操作造成系统性能降低时，数据库管理员要按一定策略对数据库进行改造或重组工作。当数据库的数据模型发生变化时，系统的改造工作也由数据库管理负责进行。 14答： 数据库的三级模式是指逻辑模式、外模式、内模式。逻辑模式是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。外模式是对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的描述。内模式是数据的内部表示或底层描述。 逻辑模式是系统为了减小数据冗余、实现数据共享的目标，并对所有用户的数据进行综合抽象而得到的统一的全局数据视图。通过外模式，可以方便用户使用和增强数据的安全性。通过设计内模式，可以将系统的模式组织成最优的物理模式，以提高数据的存取效率。改善系统的性能指标。 15答： 数据独立性是指应用程序和数据之间的依赖程度低，相互影响小。数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立性两级。数据的物理独立性是指应用程序对数据存储结构的依赖程度。数据物理独立性高是指当数据的物理结构发生变化时，应用程序不需要修改也可以正常工作。数据的逻辑独立性是指应用程序对数据全局逻辑结构的依赖程度。数据逻辑独立性高是指当数据库系统的数据全局逻辑结构改变时，它们对应的应用程序不需要改变仍可以正常运行。 数据库系统之所以具有数据物理独立性高的特点，是因为数据库管理系统能够提供数据的物理结构与逻辑结构之间的映像或转换功能。这种数据映像功能使得应用程序可以根据数据的逻辑结构进行设计，并且一旦数据的存储结构发生变化，系统可以通过修改其映像来适应变化。所以数据物理结构的变化不会影响到应用程序的正确执行。 数据库系统之所以具有较高的数据逻辑独立性，是由于数据库系统能够提供数据的全局逻辑结构和局部逻辑结构之间的映像和转换功能。这种数据映像功能使得数据库可以按数据全局逻辑结构设计，而应用程序可以按数据局部逻辑结构进行设计。这样，当全局逻辑结构中的部分数据结构改变时，即使那些与变化相关的数据局部逻辑结构受到了影响，也可以通过修改与全局逻辑结构的映像而减小其受影响的程度，使数据局部逻辑结构基本上保持不变。由于数据库系统中的程序是按局部数据逻辑结构进行设计的，并且当全局数据逻辑结构变换时可以使局部数据逻辑结构基本保持不变，所以数据库系统的数据逻辑独立性高。 16答： 数据库系统的二级映像技术是指外模式与模式之间的映像、模式与内模式之间的映象技术，这二级映像技术不仅在三级数据模式之间建立了联系，同时也保证了数据的独立性。 外模式模式之间的映像，定义并保证了外模式与数据模式之间的对应关系。当模式变化时，DBA可以通过修改映像的方法使外模式不变，由于应用程序是根据外模式进行设计的，只要外模式不改变，应用程序就不需要修改，保证了数据的逻辑独立性。 模式内模式之间的映像，定义并保证了数据的逻辑模式与内模式之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时，DBA可以通过修改模式内模式之间的映像使数据模式不变化。由于用户或程序是按数据的逻辑模式使用数据的，所以只要数据模式不变，用户仍可以按原来的方式使用数据，程序也不需要修改，从而保证了数据的物理独立性。 17答： A，B，C 18答： A 19答： A，B，C 20答： C 习题二 1定义并解释下列术语。 实体、实体型、实体集、属性、码、实体联系图、数据模型。 2试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。 3试述概念模型的作用。 4试给出三个实际部门的E-R图，要求实体型之间具有一对一，一对多，多对多各种不同的联系。 5学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教师，其中一些教授和副教授每人各带若干研究生。每个班有若干学主，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。用E-R图画出此学校的概念模型。 6. 试述层次模型的概念，举出三个层次模型的实例。 7. 试述网状模型的概念，举出三个网状模型的实例。 8. 下述哪一条不属于概念模型应具备的性质_。 A. 有丰富的语义表达能力 B. 易于交流和理解 C. 易于变动 D. 在计算机中实现的效率高 9. 用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为_。 A. 网状模型 B. 层次模型 C. 关系模型 D. 面向对象模型 习题二 解答 1答： 实体：现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体。例如，一个学生、一个工人、一台机器、一部汽车等是具体的事物实体，一门课、一个班级等称为概念实体。 实体型：现实世界中，对具有相同性质、服从相同规则的一类事物的抽象称为实体型。实体型是实体集数据化的结果，实体型中的每一个具体的事物为它的实例。 实体集：具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合称为实体集。例如，学生、工人、汽车等都是实体集。 属性：属性为实体的某一方面特征的抽象表示。如学生，可以通过学生的“姓名”、“学号”、“性别”、“年龄”及“政治面貌”等特征来描述，此时，“姓名”、“学号”、“性别”、“年龄”及“政治面貌”等就是学生的属性。 码：码也称关键字，它能够惟一标识一个实体。例如，在学生的属性集中，学号确定后，学生的其他属性值也都确定了，学生记录也就确定了 由于学号可以惟一地标识一个学生，所以学号为码。 实体联系图：实体-联系方法是用来描述现实世界中概念模型的一种著名方法。E-R图法提供了表示实体集、属性和联系 的方法。 数据模型：数据模型是一组严格定义的概念集合。这些概念精确地描述了系统的数据结构、数据操作和数据完整性约束条件。 2答： 数据模型是一组严格定义的概念集合，这些概念精确地描述了系统的数据结构、数据操作和数据完整性约束条件。数据模型是通过概念模型数据化处理得到的。 数据库是根据数据模型建立的 因而数据模型是数据库系统的基础。 数据模型的三要素是数据结构、数据操作和完整性约束条件。其中：数据结构是所研究的对象类型的集合，它包括数据的内部组成和对外联系；数据操作是指对数据库中各种数据对象允许执行的操作集合，它包括操作对象和有关的操作规则两部分内容；数据约束条件是一组数据完整性规则的集合，它是数据模型中的数据及其联系所具有的制约和依存规则。 3答： 概念模型也称信息模型，它是对信息世界的管理对象、属性及联系等信息的描述形式。概念模型不依赖计算机及DBMS，它是现实世界的真实而全面的反映。概念模型通过系统需求分析得到，对概念模型数据化处理后就得到了数据库的数据模型。 4答： 图5-1中：一个部门有一个负责人，一个负责人负责一个部门的工作，部门和负责人间的联系是一对一的联系；一个学生可以借阅多本书，一本书只能一个人借。学生和借阅间的 联系为一对多的联系；一个学生可以参加多个社会团体，一个社会团体有多个学生参加，学生和社会团体间的联系为多对多的联系。 图5-1 5答： 用E-R图画出的学校的概念模型图如图52所示。 图52 6答： 在数据结构中定义满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型： 有且仅有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。 除根结点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。模型实例如图5-3所示。 图5-3 7答： 满足以下两个条件的基本层次联系的集合称为网状模型： 有一个以上的接点没有双亲。 结点可以有多于一个的双亲。模型实例如图5-4所示。 图5-4 8答：A，D 9答：C 习题三 1.试述数据库的设计过程。 2.对数据库设计过程中各个阶段的设计进行描述。 3.试述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。 4.试述数据库设计的特点。 5.需求分析阶段的设计目标是什么？调查内容是什么？ 6.数据字典的内容和作用是什么？ 7.什么是数据库的概念结构？试述其特点和设计策略。 8.什么是数据抽象？试举例说明。 9.试述数据库概念结构设计的重要性和设计步骤。 10.什么是E-R图？构成E-R图的基本要素是什么？ 11.为什么要视图集成？视图集成的方法是什么？ 12.什么是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤？ 13.试述E-R图转换为网状模型和关系模型的转换规则。 14.试述数据库物理设计的内容和步骤。 15.什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? 16.现有一个局部应用，包括两个实体：“出版社”和“作者”，这两个实体是多对多的联系，请设计适当的属性，画出E-R图，再将其转换为关系模型。 17.请设计一个图书馆数据库，此数据库中对每个借阅者保存的记录包括：读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位。对每本书保存有：书号，书名，作者，出版社。对每本被借出的书保存有读者号、借出日期和应还日期。要求：给出该图书馆数据库的E-R图，再将其转换为关系模型。 18.图4-1是某个教务管理数据库的E-R图，请把它们转换为关系模型。 图4-1教学管理数据库 19.图4-2是一个销售业务管理的E-R图，请把它转换成关系模型。 20.设有一家百货商店，已知信息有： l）每个职工的数据是职工号、姓名、地址和他所在的商品部。 2）每一商品部的数据有：它的职工，经理和它经销的商品。 3）每种经销的商品数有：商品名、生产厂家、价格、型号和内部商品代号。 4）关于每个生产厂家的数据有：厂名、地址、向商店提供的商品价格。 请设计该百货商店的概念模型，再将概念模型转换为关系模型。注意某些信息可用属性表示，其他信息可用联系表示。 21.下列有关E-R模型向关系模型转换的叙述中。不正确的是_。 A. 一个实体类型转换为一个关系模式 B. 一个1:1 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的任意一端实体所对应的关系模式合并 C. 一个1:n 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的任意一端实体所对应的关系模式合并 D. 一个m:n 联系转换为一个关系模式 习题三 1.试述数据库的设计过程。 2.对数据库设计过程中各个阶段的设计进行描述。 3.试述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。 4.试述数据库设计的特点。 5.需求分析阶段的设计目标是什么？调查内容是什么？ 6.数据字典的内容和作用是什么？ 7.什么是数据库的概念结构？试述其特点和设计策略。 8.什么是数据抽象？试举例说明。 9.试述数据库概念结构设计的重要性和设计步骤。 10.什么是E-R图？构成E-R图的基本要素是什么？ 11.为什么要视图集成？视图集成的方法是什么？ 12.什么是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤？ 13.试述E-R图转换为网状模型和关系模型的转换规则。 14.试述数据库物理设计的内容和步骤。 15.什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? 16.现有一个局部应用，包括两个实体：“出版社”和“作者”，这两个实体是多对多的联系，请设计适当的属性，画出E-R图，再将其转换为关系模型。 17.请设计一个图书馆数据库，此数据库中对每个借阅者保存的记录包括：读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位。对每本书保存有：书号，书名，作者，出版社。对每本被借出的书保存有读者号、借出日期和应还日期。要求：给出该图书馆数据库的E-R图，再将其转换为关系模型。 18.图4-1是某个教务管理数据库的E-R图，请把它们转换为关系模型。 图4-1教学管理数据库 19.图4-2是一个销售业务管理的E-R图，请把它转换成关系模型。 20.设有一家百货商店，已知信息有： l）每个职工的数据是职工号、姓名、地址和他所在的商品部。 2）每一商品部的数据有：它的职工，经理和它经销的商品。 3）每种经销的商品数有：商品名、生产厂家、价格、型号和内部商品代号。 4）关于每个生产厂家的数据有：厂名、地址、向商店提供的商品价格。 请设计该百货商店的概念模型，再将概念模型转换为关系模型。注意某些信息可用属性表示，其他信息可用联系表示。 21.下列有关E-R模型向关系模型转换的叙述中。不正确的是_。 A. 一个实体类型转换为一个关系模式 B. 一个1:1 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的任意一端实体所对应的关系模式合并 C. 一个1:n 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的任意一端实体所对应的关系模式合并 D. 一个m:n 联系转换为一个关系模式 习题三 解答 1答： 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，其内容可以通过图1表示。 图1 数据库设计过程示意图 2答： 数据库设计分为6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。各阶段的主要内容为： 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。 概念结构设计阶段：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。 逻辑结构设计阶段：将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并将其性能进行优化。 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。 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。 数据库运行和维护阶段：数据库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 必须不断地对其结构性能进行评价、调整和修改。 3 答： 概念设计阶段设计者要将应用需求转换为与计算机硬件无关的、与各个数据库管理系统产品无关的概念模型：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，即系统设计者要先将ER图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，形成数据库逻辑模式然后根据用户处理的要求、安全性的考虑 建立必要的数据视图，形成数据的外模式在物理设计阶段，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，井确定系统要建立的索引，得出数据库的内模式。 4 答： 数据库设计有2个特点： 进行数据库系统设计时应考虑到计算机硬件、软件和用户的实际情况。即要求数据库设计时，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。 数据库系统设计时应使结构特性设计和行为特性设计紧密结合。数据库设计时，结构设计和行为设计应分离设计、相互参照、反复探寻，共同达到设计目标。 5 答： 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。 需求分析调查的具体内容有3方面： 数据库中的信息内容：数据库中需存储哪些数据，它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。 数据处理内容：用户要完成什么数据处理功能；用户对数据处理响应时间的要求；数据处理的工作方式。 数据安全性和完整性要求：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。 6答： 数据字典是各类数据描述的集合，它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5个部分。 7答； 概念结构设计是将系统需求分析得到的用户需求抽象为信息结构过程。概念结构设计的结果是数据库的概念模型。 概念结构独立于数据库逻辑结构和支持数据库的DBMS其主要特点是： 概念模型是现实世界的一个真实模型：概念模型应能真实、充分地反映现实世界能满足用户对数据的处理要求。 概念模型应当易于理解：概念模型只有被用户理解后 才可以与设计者交换意见参与数据库的设计。 概念模型应当易于更改：由于现实世界会发生变化，这就需要改变概念模型，易于更改的概念模型有利于修改和扩充。 概念模型应易于向数据模型转换：概念模型最终要转换为数据模型。设计概念模型 时应当注意使其有利于向特定的数据模型转换。 8 答 抽象就是抽取现实世界的共同特性忽略非本质的细节井把这些共同特性用各种概念 精确地加以描述，形成某种模型。 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2所示： 图2 职工分类示意图 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3所示 图3 职工属性聚集实例 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4所示： 图4 概括表示实例 9答： 概念结构设计是将系统需求分析得到的用户需求抽象为信息结构过程、概念结构设计的结果是数据库的概念模型。概念结构能转化为机器世界中的数据模型，并用DBMS实现这些需求。 概念结构的设计可分为两步：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。 10答： ER图是描述现实世界的概念模型的图形，ER图也称为实体一联系图，它提供了表示实体集、属性和联系的方法。构成ER图的基本要素是实体集、属性和联系。 11答： 视图集成就是把设计好的各于系统的分ER图综合成一个系统的总ER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。 视图的集成可以有两种方法：一种方法是多个分ER图一次集成如图5-a所示：另一种方法是逐步集成，用累加的方法一次集成两个分ER图，如图5-b所示。 图5 视图集成的两种方法 12答： 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。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。 13答： l）ER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）ER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。 一个1：1联系可以转换为一个独立的关系，也可以与任意一端实体集所对应的关系合并。如果将1：1联系转换为一个独立的关系，则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。如果将1：l联系与某一端实体集所对应的关系合并，则需要在被合并关系中增加属性，其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。 一个m：n联系转换为一个关系：与该联系相连的各实体集的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，新关系的码为两个相连实体码的组合。 14答： 数据库物理设计的内容主要是选择存取方法和存储结构，包括确定关系、索引、聚簇、日志、备份等的存储安排和存储结构，确定系统配置等。 数据库的物理设计可以分为两步进行： 确定数据的物理结构，即确定数据库的存取方法和存储结构： 对物理结构进行评价。 15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，数据库的性能也下降、这时，数据库管理员就要对数据库进行重组织或部分重组织。 重组织按原数据库设计要求重新安排有储位置、回收垃圾、减少指针链等，以提高系统性能。重构造通过部分修改数据库的模式和内模式，使数据库适应新的应用环境。 16 答： 转换后的关系模型如图6所示。 出版社(出版社名，地址，邮政编码）； 作者； 出版。 图6 17答： 该图书馆数据库的ER图如图7 图7 其中： 读者：读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位； 图书书号，书名，作者，出版社。 转换后的关系模型为： 借阅者； 书籍； 借阅。 18 答： 转换后的关系模型如下： Student； Teacher(TNO，TN，TD，TG）； Course； ST； SC； TC。 19答： 转换后的关系模型如下 工厂； 产品； 用户； 工厂-产品-用户。 20答： 概念模型如图8所示。 关系模型为： 职工； 商品部； 商品； 生产厂家； 销售； 生产。 图8 百货商店E-R图模型 图中： 职工：职工号，姓名，住址； 商品部：商品部号，名称； 商品：商品代号，价格，型号，出厂价格； 生产厂家：厂名，地址。 21答：D 习题四 1试述关系模型的三个组成部分。 2试述关系数据语言的特点和分类。 3定义并解释下列术语，说明它们之间的联系与区别。 1）主码、候选码、外码。 2）笛卡尔积、关系、元组、属性、域。 3）关系、关系模式、关系数据库。 4. 试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中，为什么外码属性的值也可以为空？什么情况下才可以为空？ 5. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。 6. 对于学生选课关系，其关系模式为： 学生； 课程；