数据库系统原理习题答案(4)

第六章

一、选择题

1．C 2．B 3．D 4．A 5．B 6．B 7．C 8．C 9．C 10．D 11．B 12．A 13．D 二、填空题

1．需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 实施阶段 运行维护

2．逻辑结构设计 应用程序设计

3，信息要求 处理要求 安全性和完整性要求

4．总体信息需求 处理需求 DBMS的特征 硬件和操作系统特征。 5．完整的数据库结构 逻辑结构 物理结构

6．数据项 数据结构 数据流 数据存储 加工过程

7．数据抽象 设计局部概念模式 将局部概念模式综合成全局概念模式

8．实体 属性 联系

9．一对一 一对多 多对多 10．概念结构 11．ER模型

12．自顶向上 自底向下 逐步扩张 混合策略

13．规划开销 设计开销 实现与测试开销 操作开销 维护开销

14．建立实际数据库结构 试运行 装入数据 15．DBMS

16．独立于DBMS的概念模式 处理需求 约束条件 DBMS特性

17．DBMS可处理的模式 子模式 应用程序设计指南 物理设计指南 18．形成初始模式 子模式设计 应用程序设计梗概 模式评价 修正模式 19．存储结构设计 确定数据存储安排 访问方法的设计 完整性和安全性设计 程序设计

20．抽象对象 抽象运算 21．聚集 概括

22．现实世界到机器世界的一个中间层次 23．逻辑 概念 24．多对多 25．一对多 三、问答题

1．答：对数据库系统生存期的划分，目前尚无统一的标准，一般分为七个阶段，即规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现和运行维护。

数据库结构设计的任务就是把概念结构设计阶段好的基本E-R图转换为与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构。 2．答：数据库设计过程的输入子系统主要是原始数据的输入、抽取、校验、分类、转换和综合，最终把数据组织成符合数据库结构的形式，然后把数据存人数据库中。

数据库设计过程的输出主要有两部分，一部分是完整的数据库结构，其中包括逻辑结构与物理结构；另一部分是基于数据库结构和处理需求的应用程序的设计原则。这些输出一般都是以说明书的形式出现。

3．答：基于数据库系统生存期的数据库设计分成以下五个阶段： (1)规划；

(2)需求描述和分析； (3)概念设计；

(4)逻辑设计；

(5)物理设计。

4．答：一个比较好的数据库设计方法应该能在合理的期限内，以合理的工作量产生一个有实用价值的数据库结构，它应该满足用户关于功能、性能、安全性、完整性及发展需求等方面的要求，同时又服从于特定的DBMS的约束，并且可用简单的数据模型来表示。其次．设计方法应具有足够的灵活性和通用性。另外，数据库设计方法应该是可再生产的，即不同的设计者应用 同一方法于同一设计问题时，应该得到相同的或类似的结果。 数据库设计方法学至少应包括以下内容： (1)设计过程； (2)设计技术； (3)评价准则； (4)信息需求； (5)描述机制。

5．答：数据库设计中的规划阶段的主要任务是进行建立数据库的必要性 及可行性分析，确定数据库系统在组织中和信息系统中的地位，以及各个数 据库之间的联系。

6．答：需求分析大致可分为三步来完成，即需求信息的收集、分析整理和评审。

需求信息的收集是要了解组织的机构设置，主要业务活动和职能、确定组织的目标、大致工作流程和业务流程的划分。

需求信息的分析整理就是把收集到的信息用数据流图或规范表格的形式转化为下一阶段设计工作可用的形式信息。

评审即确认某一阶段的任务是否全部完成，以避免重大的疏漏或错误。 需求分析阶段的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目标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够接受的文档。

7．答：评审工作的重要作用是确认某一阶段的任务是否全部完成，以避免重大的疏漏和错误。在数据库设计过程中允许有多次的回溯和反复的原因是数据库设计的各个阶段是互相关联的，通过回溯和反复可以解决在开发过程中的遗留问题，改正错误。

日．答：数据字典中通常包含数据项、数据结构、数据流、数据存储和加工过程。其中：

数据项是数据的最小单位，它是对数据项的描述，通常包括数据项名、含义、别名、类型、长度、取值范围以及与其他数据项的逻辑关系。 数据结构是若于数据项有意义的集合，它包含数据结构名、含义及组成该数据结构的数据项名。

数据流可以是数据项，也可以是数据结构，表示某一加工处理过程的输入或输出数据，对数据流的描述应包括数据流名、说明、流出的加工名、流人的加工名以及组成该数据流的数据结构或数据项。

数据存储是处理过程中要存取的数据。对数据存储的描述应包括数据存储名、说明、输人数据流、输出数据流、数据量、存储频度和存取方式。 对加工过程的描述包括加工过程名、说明、输入数据流、输出数据流、并简要说明处理工作、频度要求、数据量及响应时间等。

数据字典是对系统中数据的详细描述，它提供对数据库描述的集中管理，并且为数据库管理员提供有关的报告。

9．答：在进行数据库设计时，总是把概念设计作为非常重要的一步，所以通常对概念模型有以下要求：

(1)概念模型应真实、充分地反映现实世界中事物和事物之间的联系，

有丰富的语义表达能力，能表达用户的各种需求，包括描述现实世界中各种对象及其复杂的联系、用户对数据对象的处理要求的手段。

(2)概念模型应简洁、明晰、独立于机器、容易理解。方便数据设计人员与应用人员交换意见，使用户能积极参与数据库的设计工作。

(3)概念模型应易于变动。当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和补充。

(4)概念模型应很容易向关系、层次或网状等各种数据模型转换。易于从概念模式导出与DBM5有关的逻辑模式。 10．答：概念设计的具体步骤是：

(1)进行数据抽象，设计局部概念模式； (2)将局部概念模式综合成全局概念模式； (3)评审。

11．答：数据抽象是对实际的人、物、事和概念的人为处理，它抽取人们关心的共同特征、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。

数据抽象通常有“聚集”和“概括”两种方式。

聚集是将若干对象和它们之间的联系组合成一个新的对象。

概括是将一组具有某些共同特征的对象合并成更高一层意义上的对象。

在数据库设计的概念设计中，利用抽象机制对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织(聚集)，形成实体、实体的属性，标识实体的键，确定实体之间的联系类型(1：l，l：n或n：m)，设计分ER图，从个别用户的需求出发，为每个用户或每个对数据的观点与作用方式相似的用户建立一个相应的局部概念结构。

12．答：ER图是表示概念模型的一种方法，通常称为实体-联系方法(Entity—Relationship Approach)。利用ER图对现实世界中抽取实体、实体间联系，并建立概念模型。

构成ER图的基本要素是实体、联系和属性。

(1)用长方形表示实体类型，在框内写上实体名。

(2)用椭圆形表示实体的属性，并用无向边把实体与其属性连接起来。 (3)用菱形表示实体间的联系，菱形框内写上联系名，用无向边把菱形分别与有关实体相连接，在无向边旁标上联系的类型。若实体之间联系也具有属性，则把属性和菱形也用无向边连接上。

13．答：采用ER方法进行数据库的概念设计，可以分成三步进行：首先设计局部ER模式，然后把各局部ER模式综合成一个全局的ER模式，最后对全局ER模式进行优化，得到最终的ER模式，即概念模式。

14．答：逻辑设计的目的是把概念设计阶段设计好的基本ER图转换为与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构(包括数据库模式和外模式)。这些模式在功能、性能、完整性和一致性约束及数据

库的可扩充性等方面均应满足用户的各种要求。 逻辑设计阶段主要输入下列信息：

(1)独立于DBMS的概念模式。这是概念设计阶段产生的所有局部和全局概念模式；

(2)处理需求。需求分析阶段产生的业务活动分析结果，包括数据库的规模和应用频率，用户或用户集团的需求；

(4)完整性和安全性分析，并选择一个较优的方案； (5)应用程序设计。

18．答：数据库实现阶段主要有以下几项工作： (1)建立实际数据库结构；

(2)试运行； (3)装人数据。

19．答：对数据库的概念模式、逻辑结构或物理结构的改变称为重新组 织。其中改变概念模式或逻辑结构又称为重新构造，改变物理结构则称为重 新格式化。

由于环境需求的变化或性能原因。对原有的数据提出了新的使用要求， 这时，对数据库重新组织可以满足用户的需要，防止数据库的性能下降，提高 数据库的运行效率。

20．答：数据库系统投入运行以后，就进人运行维护阶段。运行维护阶段的主要工作是：

(1)维护数据库的安全性与完整性控制及系统的转储和恢复； (2)数据库性能的监督、分析与改进； (3)增加数据库新功能； (4)发现错误，修改错误。

四、综合题

1．(1)E-R图如附图6-1所示。

附图6-1

(2)根据E-R图向关系模型转换的原则，将两个实体转换为关系模式如下。其中码用下划线表示，并且不能为空：

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)

读者与书两个实体之间的联系“借阅”是一个一对多的联系，因此，根据 E-R图向关系模型转换的原则，将读者与书两个实体的码“读者号”、“书号”加上“借阅”联系的属性构成借阅关系，并且，“读者号”、“书名”不能取空值。形成的关系模式如下： 借阅(读者号，书号，借出日期，应还日期)

2．(1)E-R图如附图6-2 所示。

附图6-2

(2)E-R图6-2可转换为以下—组关系模式结构：

病房(病房号，床位号，科名) (病房号是主键，科名是外键)

病人(病例号，姓名，姓别，工作证号，病房号) (病例号是主键，病房号、工作证号

科室(科名，科地址，科电话) (科名是主键)

医生(工作证号，性名，职称，年龄，科名)(工作证号是主键，科名是外键)

3.(1) E-R图如附图6-3 所示。

(2) 这个E-R图可转换4个关系模式： 车队(车队号，车队名)

车辆(牌照号，厂家，出厂日期，车队号) 司机(司机编号，姓名，电话，车队号，聘期) 使用(司机编号，牌照号，使用日期，公里数)

4．(1)E-R图如附图6-4所示。

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