數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理練習題2-me (5).doc

練習題22.1 名詞解釋（1）數(shù)據(jù)庫工程、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的通常稱為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，它一般具有信息的采集、組織、加工、抽取、綜合和轉(zhuǎn)播功能。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)是一項軟件工程，但又有自己特有的特點，所以特稱為“數(shù)據(jù)庫工程”。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)從開始規(guī)劃、設(shè)計、實現(xiàn)、維護到最后被新的系統(tǒng)所取代而停止使用的整個期間，稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期。（2）實體、實體集、實體類型和實體標識符實體（entity）是一個數(shù)據(jù)對象，指應(yīng)用中可以區(qū)別的客觀存在并可互相區(qū)別的“事件”或“物體”的抽象。實體集（entity set）是指同一類實體構(gòu)成的集合。實體類型（entity type）是對實體集中實體的定義。實體的某一特征稱為屬性（attribute）。在一個實體中，能夠惟一標識實體的屬性或?qū)傩约Q為“實體標識符”。（3）聯(lián)系、聯(lián)系集和聯(lián)系類型聯(lián)系（relationship）表示一個或多個實體之間的關(guān)聯(lián)聯(lián)系。聯(lián)系集（relationship set）是指用一類聯(lián)系構(gòu)成的集合。聯(lián)系類型（relationship type）是對聯(lián)系集中聯(lián)系的定義。（4）屬性、簡單屬性、復合屬性、單值屬性、多值屬性、存儲屬性和派生屬性屬性（attribute）：實體的特征稱為屬性。簡單屬性（Simple Attribute）：不可能再分割的屬性。復合屬性（Composite Attitute）：可以在分解為其他屬性的屬性（即屬性可嵌套）單值屬性（Single-Valued Attibute）：指同一實體的屬性只能取一個值。多值屬性（Multi-Valued Attibute）：指同一實體的某些屬性可能取多個值。多值屬性用雙線橢圓形表示。存儲屬性（Stored Attribute）：需要存儲值的屬性。派生屬性（Derived Attribute）：可以從其他屬性值推導出值的屬性。派生屬性的值不必存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。派生屬性用虛線橢圓形與實體相連。（5）聯(lián)系、聯(lián)系元數(shù)、映射基數(shù)、完全參與、部分參與聯(lián)系（relationship）表示一個或多個實體之間的關(guān)聯(lián)聯(lián)系。聯(lián)系元數(shù)（Degree）：一個聯(lián)系涉及到實體集個數(shù)，稱為該聯(lián)系的元數(shù)或度數(shù)。映射基數(shù)（Mapping Cardinalities）：參與一個聯(lián)系中的實體數(shù)目稱為映射基數(shù)。完全參與：如果實體集E中的每個實體都參與聯(lián)系集R的至少一個聯(lián)系中，我們稱實體集E“完全參與”聯(lián)系集R。部分參與：如果實體集E中只有部分實體參與聯(lián)系集R的聯(lián)系中，我們稱實體集E“部分參與”聯(lián)系集R。在ER圖中表示，完全參與用雙線邊表示，部分參與用單線邊表示。（6）關(guān)系模型、關(guān)系模式、關(guān)系實例、屬性、域、元組。關(guān)系模型（Relational Model）：用二維表格實體集，用關(guān)鍵碼表示實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。關(guān)系模式：在關(guān)系模型中，記錄類型稱為關(guān)系模式。關(guān)系實例：在關(guān)系模式中，記錄（元組）的集合稱為關(guān)系實例（Relation）。屬性：在關(guān)系模式中，字段稱為屬性。域：關(guān)系中每一個屬性都有一個取值范圍，稱為屬性的值域（Domain）。屬性A的取值范圍用DOM（A）表示。每一個屬性對應(yīng)一個值域，不同的屬性可對應(yīng)于同一值域。元組：在關(guān)系模式中，記錄稱為元組（Tuple）。（7）超鍵、候選鍵、主鍵、外鍵超鍵（Support Key）：在關(guān)系中能惟一標識元組的屬性集稱為模式的超鍵。候選鍵（Candidate Key）：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。也就是在候選鍵中，若再刪除屬性，就不是鍵了。主鍵（Primary Key）：用戶選作元組標識的候選鍵稱為主鍵。一般如不加說明，鍵是指主鍵。外鍵（Foreign Key）：如果模式R中屬性K是其它模式的主鍵，那么K在模式R中稱為外鍵。（8）實體完整性規(guī)則、參照完整性規(guī)則實體完整性規(guī)則（Entity Integrity Rule）這條規(guī)則要求關(guān)系中元組在組成主鍵的屬性上不能有空值。如果出現(xiàn)空值，那么主鍵值就起不來惟一標識元組的作用。參照完整性規(guī)則（Reference Integrity Rule）如果屬性集K是關(guān)系模式R1的主鍵，K也是關(guān)系模式R2的外鍵，那么在R2的關(guān)系中，K的取值只允許兩種可能，或者為空值，或者等于R1關(guān)系中某個主鍵值。（9）弱實體、子類實體、超類實體弱實體：一個實體對另一個實體（稱為強實體）具有很強的依賴關(guān)系，而且該實體主鍵的一部分或全部從其強實體中獲得，則稱該實體為弱實體。在ER圖中，弱實體用雙線矩形框表示。子類實體、超類實體：當較低層上實體類型表達了與之聯(lián)系的較高層上的實體類型的特殊情況時，就稱較高層上實體類型為超類型（Supertype），較低層上實體類型為子類型（Subtype）。2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的規(guī)劃階段應(yīng)做那些事情？對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，特別是大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或大型信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫群，規(guī)劃階段是十分必要的。規(guī)劃的好壞將直接影響到整個系統(tǒng)的成功與否，對應(yīng)用單位的信息化進程將產(chǎn)生深遠的影響。規(guī)劃階段具體可分成三個步驟：（1）系統(tǒng)調(diào)查。對應(yīng)用單位作全面的調(diào)查。發(fā)現(xiàn)其存在的主要問題，并畫出組織層次圖，以了解企業(yè)的組織機構(gòu)。（2）可行性分析。從技術(shù)、經(jīng)濟、效益、法律等諸方面對建立數(shù)據(jù)庫的可行性進行分析；然后寫出可行性分析報告；組織專家進行討論其可行性。（3）確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總目標，并對應(yīng)用單位的工作流程進行優(yōu)化和制訂項目開發(fā)計劃。在得到?jīng)Q策部門批準后，就正式進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)工作。2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的需求分析階段工作主要由哪四部組成？這一階段是計算機人員（系統(tǒng)分析員）和用戶雙方共同收集數(shù)據(jù)庫所需要的信息內(nèi)容和用戶對處理的需求。并以需求說明書的形式確定下來，作為以后系統(tǒng)開發(fā)的指南和系統(tǒng)驗證的依據(jù)。需求分析的工作主要由下面四部組成：1分析用戶活動，產(chǎn)生業(yè)務(wù)流程圖了解用戶的業(yè)務(wù)活動和職能，搞清其處理流程（業(yè)務(wù)流程）。如果一個處理比較復雜，就要把處理分解成若干個子處理，使每個處理功能明確，界面清晰，分析之后畫出用戶的業(yè)務(wù)流程圖。2確定系統(tǒng)范圍，產(chǎn)生系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖這一步是確定系統(tǒng)的邊界，在和用戶經(jīng)過充分討論的基礎(chǔ)上，確定計算機所能進行的數(shù)據(jù)處理的范圍，確定那些工作由人工完成，那些工作由計算機系統(tǒng)完成，即確定人機界面。3分析用戶活動所涉及的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)流圖深入分析用戶的業(yè)務(wù)流程，以數(shù)據(jù)流圖形式表示出數(shù)據(jù)的流向和對數(shù)據(jù)所進行的加工。數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，簡記為DFD）是從“數(shù)據(jù)”和“對數(shù)據(jù)的加工”兩方面表達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)工作過程的一種圖形表示法，具有直觀、易于被用戶和軟件人員雙方都能理解的一種表達系統(tǒng)功能的描述方式。4.分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典是對數(shù)據(jù)描述的集中管理，它的功能是存儲和檢索各種數(shù)據(jù)描述（稱為元數(shù)據(jù) Metadata）。對數(shù)據(jù)庫設(shè)計來說，數(shù)據(jù)字典是進行詳細的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果。數(shù)據(jù)字典中通常包括數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和處理過程5個部分。需求分析階段的有關(guān)內(nèi)容在“軟件工程”課程中有詳細的介紹，這里不再詳述。2.4 在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，為什么要有概念設(shè)計這一階段？在早期的數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，概念設(shè)計并不是一個獨立的設(shè)計階段，當時的設(shè)計方式是在需求分析之后，直接把用戶信息需求得到的數(shù)據(jù)存儲格式轉(zhuǎn)換成DBMS能處理的邏輯模型。這樣，注意力往往牽扯到更多的細節(jié)限制方面，而不能集中在最重要的信息組織結(jié)構(gòu)和處理模型上。因此在設(shè)計依賴于具體DBMS的邏輯模型后，當外界環(huán)境發(fā)生變化時，設(shè)計結(jié)果就難以適應(yīng)這個變化。為了改善這種狀況，在需求分析和邏輯設(shè)計之間增加了概念設(shè)計階段。此時，設(shè)計人員僅從用戶角度看待數(shù)據(jù)及處理需求和約束，爾后產(chǎn)生反映用戶觀點的概念模型（也稱為“組織模型”）。將概念模型從設(shè)計過程中獨立出來，可以使數(shù)據(jù)庫設(shè)計各階段的任務(wù)相對單一化，得以有效控制設(shè)計的復雜程度，便于組織管理。概念模型能充分反映現(xiàn)實世界中實體間的聯(lián)系，又是各種基本數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，同時也容易向現(xiàn)在普遍使用的關(guān)系模型轉(zhuǎn)換。2.5 試述概念設(shè)計的主要步驟？概念設(shè)計的任務(wù)一般可分為三步來完成：進行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計局部概念模型；將局部概念模型綜合成全局概念模型；評審。（1）進行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計局部概念模型（2）將局部概念模型綜合成全局概念模型（3）評審2.6 邏輯設(shè)計的目的是什么？試述邏輯設(shè)計的主要步驟及內(nèi)容？答：邏輯設(shè)計的目的是把概念設(shè)計階段設(shè)計好的基本ER圖轉(zhuǎn)換成與選用的具體機器上的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)（包括數(shù)據(jù)庫模式和外模式）。這些模式在功能、性能、完整性和一致性約束及數(shù)據(jù)庫的可擴充性等方面均應(yīng)滿足用戶的各種要求。邏輯設(shè)計階段主要有五步：1.把概念模型轉(zhuǎn)換成邏輯模型2.設(shè)計外模型3.設(shè)計應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的接口4.評價模型5.修正模型2.7 什么是數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的物理設(shè)計？試述其具體步驟？答：對于給定的基本數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，稱為DB的物理設(shè)計。物理設(shè)計有五步：確定DB的存儲記錄結(jié)構(gòu)；確定數(shù)據(jù)存儲按排；存取方法的設(shè)計；完整性和安全性的設(shè)計；應(yīng)用程序設(shè)計。2.8 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)階段主要做哪幾件事情？答：數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)階段主要有以下三項工作：建立實際DB結(jié)構(gòu)；裝入試驗數(shù)據(jù)調(diào)試應(yīng)用程序；裝入實際數(shù)據(jù)進入試運行狀態(tài)。2.9 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)投入運行后，有那些維護工作？答：DBS投入運行以后，就進入運行維護階段。其主要工作有四項：維護DB的安全性與完整性及系統(tǒng)的轉(zhuǎn)儲和恢復；DB性能的監(jiān)督、分析與改進；增加DB新功能；改正運行中發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)錯誤。2.10 在概念設(shè)計中，如何把多值屬性變換成系統(tǒng)容易實現(xiàn)的形式？將原來的多值屬性用幾個新的單值屬性來表示。例如，在零件供應(yīng)數(shù)據(jù)庫中，銷售價格可分解為4個單值屬性：經(jīng)銷價格、代銷價格、批發(fā)價格和零售價格。將原來的多值屬性用一個新的實體類型表示。這個新屬性類型和原來的實體類型之間是1：N聯(lián)系。這個新實體依賴于原實體而存在，我們稱之為弱實體。2.11 對聯(lián)系類型有哪兩種約束？試詳細解釋之。聯(lián)系類型的約束限制了參與聯(lián)系的實體的數(shù)目。有兩類聯(lián)系約束：基數(shù)約束和參與約束。基數(shù)約束（基數(shù)比約束）：實體之間聯(lián)系過程中，參與一個聯(lián)系中的實體數(shù)目稱為映射基數(shù)。二元聯(lián)系：一對一（1：1），一對多（1：N），多對多（M：N）三元聯(lián)系：1:1:1，1:1:N，1:M:N，M:N:P在具體實現(xiàn)時，有時我們對映射基數(shù)還要做出更精確的描述，即對參與聯(lián)系的實體數(shù)目指明相關(guān)的最小映射基數(shù)min和最大映射基數(shù)max，用范圍“min，max”的方式表示。比如“1，*”表示參與聯(lián)系的實體至少為1個，上界沒有限制，即“*”表示“”。如果實體集E中的每個實體都參與聯(lián)系集R的至少一個聯(lián)系中，我們稱實體集E“完全參與”聯(lián)系集R。如果實體集E中只有部分實體參與聯(lián)系集R的聯(lián)系中，我們稱實體集E“部分參與”聯(lián)系集R。在ER圖中表示，完全參與用雙線邊表示，部分參與用單線邊表示。2.12 采用ER模型的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計有那些主要的步驟？采用ER模型進行數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計，可以分成三步進行：首先設(shè)計局部ER模型，然后把各局部ER模型綜合成一個全局ER模型，最后對全局ER模型進行優(yōu)化，得到最終的ER模型，即概念模型。1.設(shè)計局部ER模型l 確定局部結(jié)構(gòu)范圍l 定義實體l 定義聯(lián)系l 分配屬性2.設(shè)計全局ER模型l 確定公共ER模型l 合并局部ER模型l 消除沖突3.全局ER模型的優(yōu)化l 合并實體類型l 消除冗余屬性l 消除冗余類型2.13 在關(guān)系模型中，關(guān)系具有那些性質(zhì)？關(guān)系是一個屬性數(shù)目相同的元組的集合。集合中的元組，每個元組的屬性數(shù)目應(yīng)該相同。如果一個關(guān)系的元組數(shù)目是無限的，則稱為無限關(guān)系，否則稱為有限關(guān)系。由于計算機存儲系統(tǒng)的限制，只限于研究有限關(guān)系。盡管關(guān)系與二維表格、傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件有類似之處，但他們又有區(qū)別。嚴格地講，關(guān)系是一種規(guī)范化了的二維表格。在關(guān)系模型中，對關(guān)系作了下來規(guī)范性限制：（1）關(guān)系中每一個屬性值都是不可分解的；（2）關(guān)系中不允許出現(xiàn)重復元組（即不允許出現(xiàn)相同的元組）；（3）由于關(guān)系是一個集合，因此不考慮元組間的順序，即沒有行序；（4）元組中的屬性在理論上也是無序的，但使用時按習慣考慮的順序。2.14 為什么關(guān)系中的元組沒有先后順序？且不允許有重復的元組？因為在關(guān)系中，元組的查詢是通過鍵確定的，不是通過元組的順序確定的，故在關(guān)系中的元組沒有先后順序。也是由于元組的查詢是通過鍵確定的。如果出現(xiàn)重復的元組，在查詢過程中就不能惟一確定一個元組。2.15 參照完整性規(guī)則使用時，有那些變通？試舉例說明。如果屬性集K是關(guān)系模式R1的主鍵，K也是關(guān)系模式R2的外鍵，那么在R2的關(guān)系中，K的取值只允許兩種可能，或者為空值，或者等于R1關(guān)系中某個主鍵值。這條規(guī)則的實質(zhì)是“不允許用不存在的實體”。這條規(guī)則在具體使用時，有三點變通；（1）外鍵和相應(yīng)的主鍵可以不同名，只要定義在相同值域上即可；（2）R1和R2也可以是同一個關(guān)系模式，此時表示了同一個關(guān)系中不同元組之間的聯(lián)系；（3）外鍵值是否允許為空，應(yīng)視具體問題而定。TEACHER（T#，TNAME，TITLE）COURSE（C#，CNAME，T#）STUDENT（S#，SNAME，AGE，SEX）SC（S#，C#，SCORE）2.16 設(shè)某商業(yè)集團數(shù)據(jù)庫中有三個實體集。一是“商店”實體集，屬性有商店號、商店名、地址等；二是“商品”實體集，屬性有商品號、商品名、規(guī)格、單價等；三是“職工”實體集，屬性有職工號、姓名、性別、業(yè)績等。商店與商品間存在“銷售”關(guān)系，每個商店可銷售多種商品，每種商品也可以放在多個商店銷售，每個商店每銷售一種商品，有月銷售量；商店與職工間存在著“聘用”聯(lián)系，每個商店有許多職工，每個職工只能在一個商店工作，商店聘用職工有聘期和月薪。試畫出ER圖，并在圖上注明屬性、聯(lián)系的類型。再轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集，并指出每個關(guān)系模式的主鍵和外鍵。M1NN商店銷售聘用職工月銷售量聘期月薪商品商品號商品名規(guī)格單價職工號姓名性別業(yè)績商店號商店名地址這個ER圖有四個實體，其屬性如下：商店（商店號，商店名，地址）商品（商品號，商品名，規(guī)格，單價）職工（職工號，姓名，性別，業(yè)績，商店號，聘期，月薪）銷售（商店號，商品號，月銷售量）2.17設(shè)某商業(yè)集團數(shù)據(jù)庫中有三個實體集。一是“公司”實體集，屬性有公司號、公司名、地址等；二是“倉庫”實體集，屬性有倉庫號、倉庫名、地址等；三是“職工”實體集，屬性有職工號、姓名、性別等。公司和倉庫間存在“隸屬”關(guān)系，每個公司管轄若干倉庫，每個倉庫只能屬于一個公司管轄，倉庫與職工之間存在“聘用”聯(lián)系，每個倉庫可聘用多個職工，每個職工只能在一個倉庫工作，倉庫聘用職工有聘期和工資。試畫出ER圖，并在圖上注明屬性、聯(lián)系的類型。再轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集，并指出每個關(guān)系模式的主鍵和外鍵。1N聘期工資倉庫號倉庫名地址職工號姓名性別聘用職工N公司號公司名地址1公司隸屬倉庫這個ER圖有四個實體，其屬性如下：公司（公司號，公司名，地址）倉庫（倉庫號，倉庫名，地址，公司號）職工（職工號，姓名，性別，倉庫號，聘期，工資）2.18設(shè)某商業(yè)集團數(shù)據(jù)庫中有三個實體集。一是“商品”實體集，屬性有商品號、商品名、規(guī)格、單價等；二是“商店”實體集，屬性有商店號、商店名、地址等；三是“供應(yīng)商”實體集，屬性有供應(yīng)商號、供應(yīng)商名、地址等。供應(yīng)商與商品間存在“供應(yīng)”關(guān)系，每個供應(yīng)商可供應(yīng)多種商品，每種商品也可向多個供應(yīng)商訂購，供應(yīng)商供應(yīng)商品有月供應(yīng)量；商店與商品間存在著“銷售”聯(lián)系，每個商店可銷售多種商品，每種商品可在多個商店銷售，商店銷售商品有月計劃數(shù)。試畫出ER圖，并在圖上注明屬性、聯(lián)系的類型。再轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集，并指出每個關(guān)系模式的主鍵和外鍵。商店號商店名地址商店MN銷售商品月計劃數(shù)月供應(yīng)量供應(yīng)商號供應(yīng)商名地址NM供應(yīng)供應(yīng)商商品號商品名規(guī)格單價這個ER圖有五個實體，其屬性如下：商 品（商品號，商品名，規(guī)格，單價）商 店（商店號，商店名，地址）供應(yīng)商（供應(yīng)商號，供應(yīng)商名，地址）供 應(yīng)（商品號，供應(yīng)商號，月供應(yīng)量）銷 售（商店號，商品號，月計劃數(shù)）2.19 ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的具體思想是什么？ER圖中的主要成分是實體類型和聯(lián)系類型，轉(zhuǎn)換算法就是如何把實體類型、聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。算法2.1 把ER圖中實體類型和聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換關(guān)系模式的算法。步驟1（實體類型的轉(zhuǎn)換）：將每個實體類型轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式，實體的屬性即為關(guān)系模式的屬性，實體標識符即為關(guān)系模式的鍵。步驟2（聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換）：根據(jù)不同情況做不同的處理。步驟2.1（二元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換）（1） 若實體間聯(lián)系是1：1，可以在兩個實體類型轉(zhuǎn)換成的兩個關(guān)系模式中任意一個關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的鍵（作為外鍵）和聯(lián)系類型的屬性。（2） 若實體間聯(lián)系是1：N，則在N端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入1端實體類型的鍵（作為外鍵）和聯(lián)系類型的屬性。（3） 若實體間聯(lián)系是M：N，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為兩端實體類型的鍵（作為外鍵）加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為兩端實體鍵的組合。步驟2.2（一元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換）和二元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換（步驟2.1）類似。步驟2.3（三元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換）（1） 若實體間聯(lián)系是1：1：1，可以在三個實體類型轉(zhuǎn)換成的三個關(guān)系模式中任意一個關(guān)系的屬性中加入另兩個關(guān)系模式的鍵（作為外鍵）和聯(lián)系類型的屬性。（2） 若實體間聯(lián)系是1：1：N，則在N端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入兩個1端實體的鍵（作為外鍵）和聯(lián)系類型的屬性。（3） 若實體間聯(lián)系是1：M：N，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為M端和N端實體類型的鍵（作為外鍵）加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為M端和N端實體鍵的組合。（4） 若實體間聯(lián)系是M：N：P，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為三端實體類型的鍵（作為外鍵）加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為三端實體鍵的組合。2.20 采用ER模型的數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計有那些步驟？關(guān)系數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計的結(jié)果是一組關(guān)系模式的定義。由于關(guān)系模型的固有優(yōu)點，邏輯設(shè)計可以運用關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計理論（見后面第3章），使設(shè)計過程形式化的進行，并且結(jié)果可以驗證。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計步驟有以下五步。1.導出初始關(guān)系模式集邏輯設(shè)計的第一步是把概念設(shè)計的結(jié)果（即全局ER模型）轉(zhuǎn)換成初始關(guān)系模式集。2.規(guī)范化處理規(guī)范化的目的是減少乃至消除關(guān)系模式中存在的各種異常，改善完整性、一致性和存儲效率。確定規(guī)范級別之后，利用范式的定義（見后面第3章3.4節(jié)），逐一考察關(guān)系模式，判斷它們是否滿足規(guī)范要求。若不符合上一步所確定的規(guī)范級別，則利用相應(yīng)的規(guī)范算法將關(guān)系模式規(guī)范化。3.模式評價模式評價的目的是檢查已給出的數(shù)據(jù)庫模式是否完全滿足用戶的功能要求，是否具有較高的效率，并確定需要加以修正的部分。模式評價主要包括功能和性能兩個方面。4.模式修正根據(jù)模式評價的結(jié)果，對已生成的模式集進行修正。修正的方式依賴于導致修正的原因，如果因為需求分析、概念設(shè)計的疏漏導致某些應(yīng)用不能得到支持，則應(yīng)相應(yīng)增加新的關(guān)系模式或?qū)傩?；如果因為性能考慮而要求修正，則可采用合并、分解或選用另外結(jié)構(gòu)的方式進行。在經(jīng)過模式評價和修正的反復多次后，最終的數(shù)據(jù)庫模式得以確定，全局邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計即告結(jié)束。5.設(shè)計子模式在邏輯設(shè)計階段，還要設(shè)計出全部子模式。子模式是面向各個最終用戶或用戶集團的局部邏輯結(jié)構(gòu)。子模式體現(xiàn)了各個用戶對數(shù)據(jù)庫的不同觀點，也提供了某種程度的安全性控制。2.21 某體育運動錦標賽有來自世界各國運動員組成的體育代表團參賽各類比賽項目。試為該錦標賽各個代表團、運動員、比賽項目、比賽情況設(shè)計一個ER模型。解：1. 需求分析階段：這樣階段是計算機人員（系統(tǒng)分析員）和用戶雙方共同收集數(shù)據(jù)庫所需要的信息內(nèi)容和用戶處理的需求。并以需求說明書的形式確定下來，作為以后系統(tǒng)開發(fā)的指南和系統(tǒng)驗證的依據(jù)。（1）錦標賽有若干國家的代表團參加（2）每個國家代表團由若干運動員組成，每個運動員只能參加一個代表團。（3）錦標賽有若干比賽項目，運動員可以參加多個項目，2. 概念設(shè)計階段：概念設(shè)計的目的是產(chǎn)生反映用戶信息需求的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)，即概念模型，概念模型是獨立于計算機硬件結(jié)構(gòu)，獨立于支持數(shù)據(jù)庫的DBMS。國家碼國家名金牌數(shù)銀牌數(shù)銅牌數(shù)編號姓名性別N1運動員代表團組成MN年齡名次參加比賽比賽項目項目編碼項目名稱3. 邏輯設(shè)計階段：邏輯設(shè)計的目的是把概念設(shè)計階段設(shè)計好的概念模型轉(zhuǎn)換成與選用的具體機器上的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。代 表 團（國家碼，國家名）運 動 員（編號，姓名，性別，年齡，國家碼）比賽項目（項目編碼，項目名稱）參加比賽（項目編碼，編號，名次）2.22 假設(shè)某超市公司要設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來管理該公司的業(yè)務(wù)信息。該超市公司的業(yè)務(wù)管理規(guī)則如下：（1）該超市公司有若干倉庫，若干連鎖商店，供應(yīng)若干商品。（2）每個商店有一個經(jīng)理和若干收銀員，每個收銀員只在一個商店工作。（3）每個商店銷售多種商品，每一種商品可在不同商店銷售。（4）每個商品編號只有一個商品名稱，但不同的商品編號可以有相同的商品名稱。每種商品可以有多種銷售價格。（5）超市公司的業(yè)務(wù)員負責商品的進貨業(yè)務(wù)。試按上述規(guī)則設(shè)計ER模型。業(yè)務(wù)員號姓名業(yè)務(wù)員M進貨進貨進貨商品號倉庫號倉庫名PN商品倉庫商品名1NM存在銷售銷售性質(zhì)銷售價格N商店編號商店名稱N銷售價格商店1屬于NN經(jīng)理職工1職工號性別姓名該ER圖有6個實體類型，其中一個是弱實體。其結(jié)構(gòu)如下：商 品（商品號，商品名）業(yè) 務(wù) 員（業(yè)務(wù)員號，姓名）商 店（商店編號，商店名稱）倉 庫（倉庫號，倉庫名）職 工（工號號，姓名，性別）銷售價格（銷售性質(zhì)，銷售價格）實體之間的聯(lián)系有5個，其中3個1:N聯(lián)系，2個M:N:P聯(lián)系，其中聯(lián)系的屬性如下：進貨（進貨單號，日期，數(shù)量，經(jīng)手人）銷售（銷售單號，日期，數(shù)量，經(jīng)手人）根據(jù)轉(zhuǎn)換算法，ER圖中有6個實體類型，可轉(zhuǎn)換成6個關(guān)系模式，另外ER圖中有2個M:N:P聯(lián)系，也將轉(zhuǎn)換成2個關(guān)系模式。因此共可轉(zhuǎn)換為8個關(guān)系模式，具體如下：商 品（商品號，商品名）銷售價格（商品號，銷售性質(zhì)，銷售單價）業(yè) 務(wù) 員（業(yè)務(wù)員號，姓名）商 店（商店編號，商店名稱）倉 庫（倉庫號，倉庫名）職 工（工號號，姓名，性別，商店編號，經(jīng)理工號）進貨（進貨單號，日期，數(shù)量，經(jīng)手人，商品號，倉庫號，業(yè)務(wù)員號）銷售（銷售單號，日期，數(shù)量，經(jīng)手人，商品號，倉庫號，商店編號）2.23 試把2.5.2、2.5.3、2.5.4等三小節(jié)中的ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并指出每個關(guān)系模式的主鍵和外鍵。某公司設(shè)計了人事信息管理系統(tǒng)，其中涉及到職工、部門、崗位、技能、培訓課程、獎懲記錄等信息。其ER圖如圖2.27所示。1N工資獎懲接受享有M1聘任屬于部門崗位設(shè)置11NNNM培訓課程技能職工選課考核NMNM圖 2.27 人事管理信息系統(tǒng)的ER模型該ER圖有7個實體類型，其屬性如下：職工（工號，姓名，性別，年齡，學歷）部門（部門號，部門名稱，職能）崗位（崗位編號，崗位名稱，崗位等級）技能（技能編號，技能名稱，技能等級）獎懲（序號，獎懲標志，項目，獎懲金額）培訓課程（課程號，課程名，教材，學時）工資（工號，基本工資，級別工資，養(yǎng)老金，失業(yè)金，公積金，納稅）這個ER圖有7個類型類型，其中1個1:1、兩個1:N、4個M:N類型。類型類型的屬性如下：選課（時間，成績）考核（時間，地點，等級）設(shè)置（人數(shù)，）接受（獎罰時間）根據(jù)轉(zhuǎn)換算法，ER圖中有7個實體類型，可轉(zhuǎn)換成7個關(guān)系模式，另外ER圖中有4個M:N聯(lián)系，也將轉(zhuǎn)換成4個關(guān)系模式。因此共可轉(zhuǎn)換為11個關(guān)系模式，具體如下：職工（工號，姓名，性別，年齡，學歷，部門號，崗位編號）部門（部門號，部門名稱，職能）崗位（崗位編號，崗位名稱，崗位等級）技能（技能編號，技能名稱，技能等級）獎懲（序號，獎懲標志，項目，獎懲金額）培訓課程（課程號，課程名，教材，學時）工資（工號，基本工資，級別工資，養(yǎng)老金，失業(yè)金，公積金，納稅）選課（課程號，工號，時間，成績）考核（工號，技能編號，時間，地點，等級）設(shè)置（部門號，崗位編號，人數(shù)，）接受（工號，序號，獎罰時間）某學員為醫(yī)院“住院管理信息系統(tǒng)”設(shè)計了數(shù)據(jù)庫的ER模型，對醫(yī)生、護士、病人、病房、診斷、手術(shù)、結(jié)賬等有關(guān)信息進行管理，其ER圖如圖2.28所示。收據(jù)處方接受手術(shù)安排主刀協(xié)助醫(yī)生診斷書書寫位于手術(shù)室入住分配病床結(jié)賬病人擁有護士圖2.28住院管理信息系統(tǒng)的圖1這個ER圖有8個實體類型，其屬性如下：病 人（住院號，姓名，性別，地址）醫(yī) 生（醫(yī)生工號，姓名，職稱）護 士（護士工號，姓名，職稱）病 床（病房編號，床位號，類型，空床標志）手術(shù)室（手術(shù)室編號，類型）手 術(shù)（手術(shù)標識符，類型，日期，時間，費用）診斷書（診斷書編號，科別，診斷）收 據(jù)（收據(jù)編號，項目，金額，收款員，日期）這個ER圖有11個聯(lián)系類型，其中1個是1:1聯(lián)系、8個1:N類型、2個是M:N聯(lián)系。聯(lián)系的屬性如下：協(xié) 助（角色）處 方（處方單號，序號，藥品名稱，規(guī)格，數(shù)量，費用）入 ?。ㄈ朐喝掌冢鲈喝掌冢└鶕?jù)轉(zhuǎn)換算法，ER圖中有8個實體類型，可轉(zhuǎn)換成8個關(guān)系模式，另外ER圖中有2個M:N聯(lián)系，也將轉(zhuǎn)換成2個關(guān)系模式。因此共可轉(zhuǎn)換為10個關(guān)系模式，具體如下：病 人（住院號，姓名，性別，地址，病房編號，床位號）醫(yī) 生（醫(yī)生工號，姓名，職稱）護 士（護士工號，姓名，職稱，手術(shù)室編號）病 床（病房編號，床位號，類型，空床標志，護士工號）手術(shù)室（手術(shù)室編號，類型）手 術(shù)（手術(shù)標識符，類型，日期，時間，費用，醫(yī)生工號，住院號）診斷書（診斷書編號，科別，診斷，醫(yī)生工號，住院號）收 據(jù)（收據(jù)編號，項目，金額，收款員，日期，住院號）收 據(jù)（收據(jù)編號，項目，金額，收款員，日期，住院號）協(xié) 助（醫(yī)生工號，手術(shù)標識符，角色）處 方（醫(yī)生工號，住院號，處方單號，序號，藥品名稱，規(guī)格，數(shù)量，費用）某貨運公司設(shè)計了車隊信息管理系統(tǒng)，對車輛、司機、維護、保險、保險、報銷等信息和業(yè)務(wù)活動進行管理。其ER圖如圖2.29所示。該ER圖有8個實體類型，其結(jié)構(gòu)如下：部門（部門號，名稱，負責人）車隊（車隊號，名稱，地址）司機（司機號，姓名，執(zhí)照號，電話，工資）車輛（車牌號，車型，顏色，重載）保險公司（保險公司號，名稱，地址）維修公司（維修公司號，名稱，地址）開銷（順序號，費用類型，費用，日期，經(jīng)手人）制造商（制造商編號，名稱，地址）制造制造商聘用部門車隊維修公司車輛維修擁有開銷報銷調(diào)用保險2司機保險1保險公司出車圖2.29公司車隊信息系統(tǒng)的ER圖MN1N1MN1NNN1NN11N1實體之間有9個聯(lián)系，其中8個是1：N聯(lián)系，2個是M：N聯(lián)系。其中聯(lián)系的屬性如下：調(diào)用（出車編號，出車日期，車程，費用，車輛數(shù)目）保險1（投保日期，保險種類，費用）保險2（投保日期，保險種類，費用）出車（派工單號，起點，終點，日期，輔助人員）根據(jù)轉(zhuǎn)換算法，ER圖中有8個實體類型，可轉(zhuǎn)換成8個關(guān)系模式，另外ER圖中有2個M:N聯(lián)系，也將轉(zhuǎn)換成2個關(guān)系模式。因此共可轉(zhuǎn)換為10個關(guān)系模式，具體如下：部門（部門號，名稱，負責人）車隊（車隊號，名稱，地址）司機（司機號，姓名，執(zhí)照號，電話，工資，車隊號，保險公司號，投保日期，保險種類，費用）車輛（車牌號，車型，顏色，重載，車隊號，保險公司號，維修公司號，制造商編號，投保日期，保險種類，費用）保險公司（保險公司號，名稱，地址）維修公司（維修公司號，名稱，地址）開銷（順序號，費用類型，費用，日期，經(jīng)手人，車牌號）制造商（制造商編號，名稱，地址）調(diào)用（部門號，車隊號，出車編號，出車日期，車程，費用，車輛數(shù)目）出車（司機號，車牌號，派工單號，起點，終點，日期，輔助人員）2.24 表2.2 為一張交通違章處罰通知書，試根據(jù)這張通知書所提供的信息，設(shè)計一個ER模型，并將這個ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)模型，要求標明主鍵和外鍵。表2.2 交通違章處罰通知書交通違章處罰通知書 編號：TZ22719姓名： 駕駛執(zhí)照號：地址：郵編： 電話：機動車牌照號： 型號：制造廠： 生產(chǎn)日期：違章日期： 時間：地點： 違章記載：處罰方法：警告 罰款 暫扣駕駛執(zhí)照警察簽字： 警察編號：被處罰人簽字：注：一張違章通知書可能有多項處罰，例如：警告+罰款。違章通知書系統(tǒng)，對違章人、違章車輛、違章事件、處罰情況等信息進行管理。其ER圖如下所示。違章人車輛NM違章PN警察根據(jù)轉(zhuǎn)換算法，ER圖中有3個實體類型，可轉(zhuǎn)換成3個關(guān)系模式。具體如下：違 章 人（駕駛執(zhí)照號，姓名，地址，郵編，電話）車 輛（機動車牌照號，型號，制造廠，生產(chǎn)日期）警察情況（警察編號，姓名）實體之間有1個聯(lián)系，M:N:P聯(lián)系。其中聯(lián)系的屬性如下：違章通知書（編號，違章日期，時間，地點，違章記載，警告，罰款，暫扣駕駛執(zhí)照）根據(jù)轉(zhuǎn)換算法，ER圖中有3個實體類型，可轉(zhuǎn)換成3個關(guān)系模式，另外ER圖中有1個M:N:P聯(lián)系，也將轉(zhuǎn)換成1個關(guān)系模式。因此共可轉(zhuǎn)換為4個關(guān)系模式，具體如下：違 章 人（駕駛執(zhí)照號，姓名，地址，郵編，電話）車 輛（機動車牌照號，型號，制造廠，生產(chǎn)日期）警察情況（警察編號，姓名）違章通知書（編號，駕駛執(zhí)照號，機動車牌照號，警察編號，違章日期，時間，地點，違章記載，是否警告，是否罰款，是否暫扣駕駛執(zhí)照，被處罰人簽字標志）2.3 自測題2.3.1 填空題1. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的輸入包括四部分內(nèi)容：_，_，_和_。2. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的輸出主要有兩部分：_和_。3. 規(guī)劃階段具體可以分成三個步驟：_、_和_。4. 需求分析的工作主要有下面四步組成：分析用戶活動，產(chǎn)生_；確定系統(tǒng)范圍，產(chǎn)生_；分析用戶活動涉及的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生_；分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生_。5. 需求分析中的數(shù)據(jù)字典通常包含以下五個部分：_，_，_，_和_。6. 概念設(shè)計的目標是產(chǎn)生反映_的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)，即概念模式。7. 概念設(shè)計階段可分為三步來完成：_，_和_。8. 就方法的特點而言，需求分析階段通常采用_的分析方法；概念設(shè)計階段通常采用_的設(shè)計方法。9. 邏輯設(shè)計的主要工作是：_。10. 邏輯設(shè)計的步驟有五步：_，_，_，_和_。11. 物理設(shè)計可分成五步進行：_，_，_，_和_。12. DBS的維護工作由_承擔的。13. DBS的維護工作主要包括以下四個部分：_，_，_，_。2.3.2 單項選擇題（在備選的答案中選出一個正確答案）1 需求分析階段設(shè)計數(shù)據(jù)流程圖（DFD）通常采用A面向?qū)ο蟮姆椒˙回溯的方法C自底向上的方法D自頂向下的方法2 概念設(shè)計階段設(shè)計概念模型通常采用A面向?qū)ο蟮姆椒˙回溯的方法C自底向上的方法D自頂向下的方法3 設(shè)計子模式屬于數(shù)據(jù)庫設(shè)計的A需求分析 B概念設(shè)計C邏輯設(shè)計D物理設(shè)計4 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目標是產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要反映A應(yīng)用程序員的編程需求BDBA的管理信息需求C數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的維護需求D企業(yè)組織的信息需求5 數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間溝通信息的橋梁是A程序流程圖B實體聯(lián)系圖C模塊結(jié)構(gòu)圖D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖6 有兩個不同的實體集，它們之間存在著一個1:1聯(lián)系和一個M:N聯(lián)系，那么根據(jù)ER模 型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則，這個ER結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式個數(shù)為A2個 B3個C4個D5個7 如果有10個不同的實體集，它們之間存在著12個不同的二元聯(lián)系（二元聯(lián)系是指兩個實體集之間的聯(lián)系），其中3個1:1聯(lián)系，4個1:N聯(lián)系，5個M:N聯(lián)系，那么根據(jù)ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則，這個ER結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式個數(shù)為A14個 B15個C19個D22個8 在ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的過程中，下列敘述不正確的是A每個實體類型轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式B每個聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式C每個M:N聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換一個關(guān)系模式D在處理1:1和1:N聯(lián)系類型時，不生成新的關(guān)系模式9 當同一個實體集內(nèi)部的實體之間存在著一個1:N聯(lián)系時，那么根據(jù)ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則，這個ER結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式個數(shù)為A1個 B2個C3個 D4個10當同一個實體集內(nèi)部的實體之間存在著一個M:N聯(lián)系時，那么根據(jù)ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則，這個ER結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式個數(shù)為A1個 B2個 C3個 D4個11在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，子類與超類存在著A相容性聯(lián)系 B調(diào)用的聯(lián)系C繼承性的聯(lián)系 D一致性聯(lián)系2.3.3 設(shè)計題假設(shè)要為某商業(yè)集團設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫，該集團中有若干倉庫、若干商店、經(jīng)銷若干商品。試畫一個有關(guān)倉庫、商店、商品、采購員、職工、顧客、供應(yīng)商、采購、入庫、出庫、銷售聘用等信息的ER圖。2.3.4 ER圖實例在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，ER模型的設(shè)計是一個很重要的環(huán)節(jié)。為了幫助學習者提高數(shù)據(jù)庫設(shè)計水平，有利于畢業(yè)設(shè)計和今后的工作，我們從畢業(yè)生的論文中挑選了5個ER模型，供參考。這些設(shè)計并不是惟一的，可能還不完善，但大家從中可得到有益的啟發(fā)，拓寬思路。1某學員為醫(yī)院“住院管理信息系統(tǒng)”設(shè)計了數(shù)據(jù)庫的ER模型，對醫(yī)生、護士、病人、病房、診斷、手術(shù)、結(jié)賬等有關(guān)信息進行管理，其ER圖如圖2.11所示。這個ER圖有8個實體類型，其屬性如下：病人（住院號，姓名，性別，地址）醫(yī)生（醫(yī)生工號，姓名，職稱）護士（護士工號，姓名，職稱）病床（病床編號，床位號，類型，空床標志）手術(shù)室（手術(shù)室編號，類型）手術(shù)（手術(shù)標識號，類型，日期，時間，費用）診斷書（診斷書編號，科別，診斷）收據(jù)（收據(jù)編號，項目，金額，收款員，日期）這個ER圖有11個聯(lián)系類型，其中1個是1：1聯(lián)系，8個1：N聯(lián)系，2個是M：N聯(lián)系。聯(lián)系的屬性如下：協(xié)助（角色）處方（處方單號，序號，藥品名稱，規(guī)格，數(shù)量，費用）入住（入院日期，出院日期）試把這個ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型。并指出各個關(guān)系模式的主鍵和外鍵。N病人1N111N1N1NN1N1NNNMM11護士醫(yī)生診斷書手術(shù)手術(shù)室處方安排書寫協(xié)助接受擁有位于入住主刀病床分配結(jié)賬收據(jù)圖2.11住院管理信息系統(tǒng)的ER圖2某學員為電腦專賣店設(shè)計開發(fā)了“電腦銷售信息管理系統(tǒng)”，數(shù)據(jù)庫的ER模型對商品、供應(yīng)商、倉庫、營業(yè)員、門店的有關(guān)信息進行了管理，其ER圖如圖2.12所示。這個ER圖有7個實體類型，其屬性如下：商品（商品編號，名稱，類別，單位，單價）供應(yīng)商（供應(yīng)商編號，名稱，賬號，地址）倉庫（倉庫編號，地址，負責人）門店（門店編號，名稱，地址）采購員（采購員編號，姓名，業(yè)績）管理員（管理員編號，姓名，業(yè)績）營業(yè)員（營業(yè)員編號，姓名，業(yè)績）這個ER圖有7個聯(lián)系類型，其中2個是1：N聯(lián)系，1個M：N聯(lián)系，4個是M：N：P聯(lián)系。聯(lián)系的屬性如下：采購（采購單號，數(shù)量，日期）進貨（進貨單號，數(shù)量，日期）配送（配送單號，數(shù)量，日期）銷售（銷售單號，數(shù)量，日期）存儲（庫存量，日期，安全庫存量）試把這個ER圖