第五部分 数据库设计
（一）、考核内容
(1) 用户需求分析、概念结构设计
(2) 逻辑结构设计
(3) 物理结构设计
(4) 数据库结构与应用行为设计
（二）、考核要求
(1)了解数据库生命周期。
(2)了解数据库设计规划与用户需求分析。
(3)掌握数据库概念结构设计步骤与方法（实体联系模型）。
(4)掌握数据库逻辑结构设计方法，由实体-联系模型向关系模型的转换。
(5)了解数据库的物理结构设计方法：索引、数据聚簇。
(一）选择
1.在数据库设计中，用E-R图来描述信息结构但不涉及信息在计算机中的表示，它是数据库设计的( )段。
A．需求分析 B．概念设计 C．逻辑设计 D．物理设计
2.在关系数据库设计中，设计关系模式是( )的任务。
A．需求分析阶段 B．概念设计阶段 C．逻辑设计阶段 D．物理设计阶段
3.数据库物理设计完成后，进入数据库实施阶段，下列各项中不属于实施阶段的工作是( )。
A．建立库结构 B．扩充功能 C．加载数据 D．系统调试
4.在数据库的概念设计中，最常用的数据模型是 。
A．形象模型 B．物理模型 C．逻辑模型 D．实体联系模型
5.从E-R模型关系向关系模型转换时，一个M∶N联系转换为关系模型时，该关系模式的关键字是 。
A．M端实体的关键字 B．N端实体的关键字
C．M端实体关键字与N端实体关键字组合 D．重新选取其他属性
6.当局部E-R图合并成全局E-R图时可能出现冲突，不属于合并冲突的是（）。
A．属性冲突 B．语法冲突 C．结构冲突 D．命名冲突
7.数据流程图（DFD）是用于描述结构化方法中 阶段的工具。
A．可行性分析 B．详细设计 C．需求分析 D．程序编码
8.下图所示的E-R图转换成关系模型，可以转换为 关系模式。
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
9．E-R图是数据库设计的工具之一，它适用于建立数据库的( )。
A．概念模型 B．逻辑模 C．结构模型 D．物理模型
10．数据库概念设计的E-R方法中，用属性描述实体的特征，属性在E-R图中，用( )表示。
A．矩形 B．四边形 C．菱形 D．椭圆形
11．在数据库设计中，在概念设计阶段可用E-R方法，其设计出的图称为( )。
A．实物示意图 B．实用概念图 C．实体表示图 D．实体联系图
12．从E-R模型关系向关系模型转换时，一个M∶N联系转换为关系模型时，该关系模式的关键字是( )。
A．M端实体的关键字 B．N端实体的关键字
C．M端实体关键字与N端实体关键字组合 D．重新选取其他属性
13．E-R图中的主要元素是 ① 、 ② 和属性。
A．记录型 B．结点 C．实体 D．表
E．文件 F．联系 G．有向边
14．E-R图中的联系可以与( )实体有关。
A．0个 B．1个 C．1个或多个 D．多个
15．E-R图是表示概念模型的有效工具之一， E-R图中的菱形框“表示”的是( )。
A．联系 B．实体 C．实体的属性 D．联系的属性
16. 数据库设计的几个步骤包括①需求分析，②逻辑设计，③概念设计，④编码和调试，⑤物理设计，则它们的正确顺序是( )
A.①②③④⑤ B. ①⑤③②④ C. ①②③⑤④ D. ①③②⑤④
17．“为哪些表，在哪些字段上，建立什么样的索引”这一设计内容应该属于数据库 ( )阶段。
A.需求分析 B.逻辑设计 C.物理设计 B.模式设计
18. 在数据库设计中，把数据需求写成文档，它是各类数据描述的集合，包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和数据加工过程等的描述，通常称为( ).
A.数据字典 B.数据流 C.数据结构 D.数据模式
19.在设计分E-R图时，由于各个子系统分别有不同的应用，而且往往是由不同的设计人员设计的，所以各个分E-R图之间难免有不一致的地方，这些冲突主要有( )。
A.属性冲突 B.命名冲突 C.结构冲突 D.以上选项皆是
(二）概念、术语
术语：
数据库生命周期
一对一联系
一对多联系
多对多联系。
简述：
（1）简述数据库设计过程。、
（2）简述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。
（3）简述需求分析阶段的调查的内容是什么？
（4）简述数据库的逻辑结构设计及其设计步骤。
（5）简述数据库物理设计的内容和步骤。
（三）应用题
1．某大学实行学分制，学生可根据自己的情况选修课程。每名学生可同时选修多门课程，每门课程可由多位教师讲授；每位教师可讲授多门课程。其不完整的E-R图如下所示。
(1) ．指出学生与课程的联系类型，完善E-R图。
(2) ．指出课程与教师的联系类型，完善E-R图。
(3) ．若每名学生有一位教师指导，每个教师指导多名学生，则学生与教师是何联系？
(4) ．在原E-R图上补画教师与学生的联系，并完善E-R图。
2．将如下所示的E-R图转换为关系模式，菱形框中的属性自己确定。
3．假定一个部门包括以下的信息：
·职工的信息：职工号、姓名、住址和所在部门。
·部门的信息：部门所有职工、经理和销售的产品。
·产品的信息：产品名、制造商、价格、型号及产品内部编号。
·制造商的信息：制造商名称、地址、生产的产品名和价格。
试画出该部门的E-R图。
4．设有一商业销售记账业务。一个顾客（顾客姓名，单位，电话号码）可以买多种商品，一种商品（商品名称，型号，单价）供应多个顾客。试画出对应的E-R图。
5．某医院病房计算机管理中需要如下信息：
科室：科名，科地址，科电话，医生姓名
病房：病房号，床位号，所属科室名
医生：姓名，职称，所属科室名，年龄，工作证号
病人：病历号，姓名，性别，诊断，主管医生，病房号
其中，一个科室有多个病房、多个医生，一个病房只能属于一个科室，一个医生只属于一个科室，但可负责多个病人的诊治，一个病人的主管医生只有一个。
完成如下设计：
（1）设计该系统的E-R图；
（2）将该E-R图转换为关系模型；
（3）指出转换结果中每个关系模式的候选键。
6．设有如下实体及其属性：
学生：学号、单位、姓名、性别、年龄、选修课程名
课程：编号、课程名、开课单位、任课教师号
教师：教师号、姓名、性别、职称、讲授课程编号
单位：单位名称、电话、教师号、教师名
上述实体中存在如下联系：
（1）．一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修；
（2）．一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授；
（3）．一个单位可有多个教师，一个教师只能属于一个单位。
试完成如下设计：
（1）．设计包括各实体及其联系的全局E-R图（为避免E-R图图形复杂，可省去实体属性）
（2）．将该全局E-R图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构。
7．一个图书借阅管理数据库要求提供下述服务：
(1)．可随时查询书库中现有书籍的品种、数量与存放位置。所有各类书籍均可由书号惟一标识。
(2)．可随时查询书籍借还情况。包括借书人单位、姓名、借书证号、借书日期和还书日期。
我们约定：任何人可借多种书，任何一种书可为多个人所借，借书证号具有惟一性。
(3)．当需要时，可通过数据库中保存的出版社的电报编号、电话、邮编及地址等信息向有关书籍的出版社增购有关书籍。我们约定，一个出版社可出版多种书籍，同一本书仅为一个出版社出版，出版社名具有惟一性。
根据以上情况和假设，试作如下设计：
(1)．构造满足需求的E-R图。
(2)．转换为等价的关系模型结构。
8. 现有一局部应用，包括两个实体：“出版社”和“作者”，这两个实体是多对多的联系，请为其设计适当的属性，画出 E-R 图，再将其转换为关系模型（包括关系名、属性名、主键）。
9. 一个图书馆数据库中需要对每个借阅者保存读者记录，包括：读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位。对每本书存有：书号，书名，作者，出版社。对每本被借出的书存有读者号、借出日期和应还日期。要求：设计出 E-R 图，再将其转换为关系模型。
答 ：E - R 图为：
关系模型为：
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）
借书（读者号，书号，借出日期，应还日期）
第五部分 数据库设计
（一）选择
1. B 2. C 3. B 4. D 5. C
6. B 7. C. 8. C 9. A 10. D
11. D 12 . B 13. ①C ②F 14. C 15. A
16. D 17. C 18. A 19. D
(二）概念、术语
术语
数据库生命周期：把数据库应用系统从开始规划，设计实现，运行使用，直到被新的系统取代而停止使用的整个时期称为数据库生命周期。
一对一联系：如果实体集E1中每一个实体（至少有一个）至多与实体集E2中的一个实体有联系；反之，实体集E2中的每一个实体至多与实体集E1中的一个实体有联系，则称E1和E2为一对一联系，记为1：1；
一对多联系：如果实体集E1中至少有一个实体与实体集E2中的一个以上的实体有联系；反之，实体集E2中的每一个实体至多与实体集E1中的一个实体有联系，则称E1和E2为一对多联系，记为1:N。
多对多联系：如果实体集E1中至少有一个实体与实体集E2中的一个以上的实体有联系；反之，实体集E2中至少有一个实体与实体集E1中一个以上的实体有联系，则称E1和E2为多对多联系，记为M:N。
简述
（1）简述数据库设计过程。
参考答案：数据库设计过程的大致包括六个阶段： ( l ）需求分析：准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）。 ( 2 ）概念结构设计：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。 ( 3 ）逻辑结构设计：将概念结构转换为某个 DBMS 所支持的数据模型，并对其进行优化。 ( 4 ）数据库物理设计：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）。 ( 5 ）数据库实施：设计人员运用 DBMS 提供的数据语言、工具及宿主语言，根据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，并进行试运行。 ( 6 ）数据库运行和维护：在数据库系统运行过程中对其进行评价、调整与修改。
（2）简述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。
参考答案：数据库结构设计的不同阶段形成数据库的各级模式，即： ( l ）在概念设计阶段形成独立于机器特点，独立于各个 DBMS 产品的概念模式，如 E -R 图； ( 2 ）在逻辑设计阶段将 E -R 图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式，然后在基本表的基础上再建立必要的视图，形成数据的外模式； ( 3 ）在物理设计阶段，根据 DBMS 特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式。
（3）简述需求分析阶段的调查的内容是什么？
参考答案：需求分析阶段的调查的内容是“数据’和“处理”，即获得用户对数据库的如下要求： ( l ）信息要求，指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质，由信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据； ( 2 ）处理要求，指用户要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求，处理方式是批处理还是联机处理； ( 3 ）安全性与完整性要求。
（4）简述数据库的逻辑结构设计及其设计步骤。
参考答案：数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的概念模型（如E-R 图）转换为与选用的 DBMS 产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。设计步骤为 : ( l ）将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型； ( 2 ）将转换来的关系、网状、层次模型向特定 DBMS 支持下的数据模型转换； ( 3 ）对数据模型进行优化。
（5）简述数据库物理设计的内容和步骤。
参考答案：数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于给定的 DBMS 。为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构，就是数据库的物理设计的主要内容。数据库的物理设计步骤通常分为两步： ( l ）确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构； ( 2 ）对物理结构进行评价，评价的重点是时间效率和空间效率。
（三）应用题
1．参考答案：
(1) ．学生与课程的联系类型是多对多联系。
(2) ．课程与教师的联系类型是多对多联系。
(3) ．学生与教师的联系类型是一对多联系。
(4) ．完善E-R图的结果如下所示。
2．参考答案：
E-R图转换为如下关系模式：
单位（单位号，地址，电话）
职工（职工号，姓名，性别，年龄，单位号）
3参考答案：本题对应的E-R图如下所示。
4．参考答案：本题对应的E-R图如下所示。
5．参考答案：
(1)．本题的E-R图如下图所示。
(2)．对应的关系模型结构如下：
科室（科名，科地址，科电话）
病房（病房号，床位号，科室名）
医生（工作证号，姓名，职称，科室名，年龄）
病人（病历号，姓名，性别，诊断，主管医生，病房号）
(3)．各关系模式的候选键如下：
科室的候选码是：科名；
病房的候选码是：科室名+病房号；
医生的候选码是：工作证号；
病人的候选码是：病历号
6．参考答案：
（1）．全局E-R图如下所示。
（2）．该全局E-R图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构如下：
单位（单位名，电话）
教师（教师号，姓名，性别，职称，单位名）
课程（课程编号，课程名，单位名）
学生（学号，姓名，性别，年龄，单位名）
讲授（教师号，课程编号）
选修（学号，课程编号）
7．参考答案：
(1)．满足上述需求的E-R图如图所示。
(2)．转换为等价的关系模型结构如下：
借书人（借书证号，姓名，单位）
图书（书号，书名，数量，位置，出版社名）
出版社（出版社名，电报，电话，邮编，地址）
借阅（借书证号，书号，借书日期，还书日期）
8. 参考答案：
关系模型：
作者（作者号，姓名，年龄，性别，电话，地址） 主键：作者号
出版社（出版社号，名称，地址，联系电话） 主键：出版社号
出版（作者号，出版社号，书的数量） 主键：作者号、出版社号
9. 参考答案：E - R 图为：
关系模型为：
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）
借书（读者号，书号，借出日期，应还日期）
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