第七章 數據庫設計
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1．試述數據庫設計過程。
答：這里只概要列出數據庫設計過程的六個階段： ( l ）需求分析； ( 2 ）概念結構設計； ( 3 ）邏輯結構設計； ( 4 ）數據庫物理設計； ( 5 ）數據庫實施； ( 6 ）數據庫運行和維護。這是一個完整的實際數據庫及其應用系統(tǒng)的設計過程。不僅包括設計數據庫本身，還包括數據庫的實施、運行和維護。設計一個完善的數據庫應用系統(tǒng)往往是上述六個階段的不斷反復。
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2 ．試述數據庫設計過程各個階段上的設計描述。
答：各階段的設計要點如下： ( l ）需求分析：準確了解與分析用戶需求（包括數據與處理）。 ( 2 ）概念結構設計：通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體 DBMS 的概念模型。 ( 3 ）邏輯結構設計：將概念結構轉換為某個 DBMS 所支持的數據模型，并對其進行優(yōu)化。 ( 4 ）數據庫物理設計：為邏輯數據模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）。 ( 5 ）數據庫實施：設計人員運用 DBMS 提供的數據語言、工具及宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果建立數據庫，編制與調試應用程序，組織數據入庫，并進行試運行。 ( 6 ）數據庫運行和維護：在數據庫系統(tǒng)運行過程中對其進行評價、調整與修改。
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3 ．試述數據庫設計過程中結構設計部分形成的數據庫模式。
答：數據庫結構設計的不同階段形成數據庫的各級模式，即： ( l ）在概念設計階段形成獨立于機器特點，獨立于各個 DBMS 產品的概念模式，在本篇中就是 E 一 R 圖； ( 2 ）在邏輯設計階段將 E 一 R 圖轉換成具體的數據庫產品支持的數據模型，如關系模型，形成數據庫邏輯模式，然后在基本表的基礎上再建立必要的視圖 ( Vi 娜），形成數據的外模式； ( 3 ）在物理設計階段，根據 DBMS 特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成數據庫內模式。
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5?．什么是數據庫的概念結構？試述其特點和設計策略。
答：概念結構是信息世界的結構，即概念模型，其主要特點是： ( l ）能真實、充分地反映現(xiàn)實世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對數據的處理要求，是對現(xiàn)實世界的一個真實模型； ( 2 ）易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見，用戶的積極參與是數據庫設計成功的關鍵； ( 3 ）易于更改，當應用環(huán)境和應用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充； ( 4 ）易于向關系、網狀、層次等各種數據模型轉換。概念結構的設計策略通常有四種： l ）自頂向下，即首先定義全局概念結構的框架，然后逐步細化； 2 ）自底向上，即首先定義各局部應用的概念結構，然后將它們集成起來，得到全局概念結構； 3 ）逐步擴張，首先定義最重要的核心概念結構，然后向外擴充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結構，直至總體概念結構； 4 ）混合策略，即將自頂向下和自底向上相結合，用自頂向下策略設計一個全局概念結構的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設計的各局部概念結構。
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7．學校中有若干系，每個系有若干班級和教研室，每個教研室有若干教員，其中有的教授和副教授每人各帶若干研究生；每個班有若干學生，每個學生選修若干課程，每門課可由若干學生選修。請用 E 一 R 圖畫出此學校的概念模型。
答：
各實體屬性為：
系：系編號，系名
班級：班級號，班級名
教研室：教研室號，教研室
學生：學號，姓名，學歷
課程：課程號，課程名
教員：職工號，姓名，職稱
聯(lián)系的屬性：“選修”的屬性為“成績”
轉換為關系模型如下：
系（系編號，系名，學校名）
班級（班級號，班級名，系編號）
教研室（教研室號，教研室，系編號）
學生（學號，姓名，學歷，班級號，導師職工號）
課程（ 課程號，課程名）
教員（職工號，姓名，職稱，教研室號）
選修（學號，課程號，成績）
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8 ．某工廠生產若干產品，每種產品由不同的零件組成，有的零件可用在不同的產品上。這些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。這些零件按所屬的不同產品分別放在倉庫中，原材料按照類別放在若干倉庫中。請用 E 一 R 圖畫出此工廠產品、零件、材料、倉庫的概念模型。
答：
各實體屬性為：
產品：產品號，產品名
零件：零件號，零件名
原材料：原材料號，原材料名，類別
倉庫：倉庫號，倉庫名
各聯(lián)系的屬性為：
產品組成：使用零件量
零件制造：使用原材料量
零件存儲：存儲量
材料存放:存儲量
轉換為關系模型如下：
產品（產品號，產品名，倉庫號）
零件：零件號，零件名
原材料：原材料號，原材料名，類別，倉庫號，存放量）
倉庫（倉庫號，倉庫名）
產品組成（產品號，零件號，使用零件量）
零件組成（零件號，原材料號，使用原材料量）
零件儲存（零件號，倉庫號，存儲量）
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9?．什么是數據庫的邏輯結構設計？試述其設計步驟。
答：數據庫的邏輯結構設計就是把概念結構設計階段設計好的基本 E 一 R 圖轉換為與選用的 DBMS 產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。設計步驟為 : ( l ）將概念結構轉換為一般的關系、網狀、層次模型； ( 2 ）將轉換來的關系、網狀、層次模型向特定 DBMS 支持下的數據模型轉換； ( 3 ）對數據模型進行優(yōu)化。
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11、第七題中設計的關系模型中的各個關系模式都只有一個碼，且都是唯一的決定因素，所以屬于BCNF，不會發(fā)生更新異常。
