第五部分 數據庫設計
（一）、考核內容
(1) 用戶需求分析、概念結構設計
(2) 邏輯結構設計
(3) 物理結構設計
(4) 數據庫結構與應用行為設計
（二）、考核要求
(1)了解數據庫生命周期。
(2)了解數據庫設計規划與用戶需求分析。
(3)掌握數據庫概念結構設計步驟與方法（實體聯系模型）。
(4)掌握數據庫邏輯結構設計方法，由實體-聯系模型向關系模型的轉換。
(5)了解數據庫的物理結構設計方法：索引、數據聚簇。
(一）選擇
1.在數據庫設計中，用E-R圖來描述信息結構但不涉及信息在計算機中的表示，它是數據庫設計的( )段。
A．需求分析 B．概念設計 C．邏輯設計 D．物理設計
2.在關系數據庫設計中，設計關系模式是( )的任務。
A．需求分析階段 B．概念設計階段 C．邏輯設計階段 D．物理設計階段
3.數據庫物理設計完成后，進入數據庫實施階段，下列各項中不屬於實施階段的工作是( )。
A．建立庫結構 B．擴充功能 C．加載數據 D．系統調試
4.在數據庫的概念設計中，最常用的數據模型是 。
A．形象模型 B．物理模型 C．邏輯模型 D．實體聯系模型
5.從E-R模型關系向關系模型轉換時，一個M∶N聯系轉換為關系模型時，該關系模式的關鍵字是 。
A．M端實體的關鍵字 B．N端實體的關鍵字
C．M端實體關鍵字與N端實體關鍵字組合 D．重新選取其他屬性
6.當局部E-R圖合並成全局E-R圖時可能出現沖突，不屬於合並沖突的是（）。
A．屬性沖突 B．語法沖突 C．結構沖突 D．命名沖突
7.數據流程圖（DFD）是用於描述結構化方法中 階段的工具。
A．可行性分析 B．詳細設計 C．需求分析 D．程序編碼
8.下圖所示的E-R圖轉換成關系模型，可以轉換為 關系模式。
A．1個 B．2個 C．3個 D．4個
9．E-R圖是數據庫設計的工具之一，它適用於建立數據庫的( )。
A．概念模型 B．邏輯模 C．結構模型 D．物理模型
10．數據庫概念設計的E-R方法中，用屬性描述實體的特征，屬性在E-R圖中，用( )表示。
A．矩形 B．四邊形 C．菱形 D．橢圓形
11．在數據庫設計中，在概念設計階段可用E-R方法，其設計出的圖稱為( )。
A．實物示意圖 B．實用概念圖 C．實體表示圖 D．實體聯系圖
12．從E-R模型關系向關系模型轉換時，一個M∶N聯系轉換為關系模型時，該關系模式的關鍵字是( )。
A．M端實體的關鍵字 B．N端實體的關鍵字
C．M端實體關鍵字與N端實體關鍵字組合 D．重新選取其他屬性
13．E-R圖中的主要元素是 ① 、 ② 和屬性。
A．記錄型 B．結點 C．實體 D．表
E．文件 F．聯系 G．有向邊
14．E-R圖中的聯系可以與( )實體有關。
A．0個 B．1個 C．1個或多個 D．多個
15．E-R圖是表示概念模型的有效工具之一， E-R圖中的菱形框“表示”的是( )。
A．聯系 B．實體 C．實體的屬性 D．聯系的屬性
16. 數據庫設計的幾個步驟包括①需求分析，②邏輯設計，③概念設計，④編碼和調試，⑤物理設計，則它們的正確順序是( )
A.①②③④⑤ B. ①⑤③②④ C. ①②③⑤④ D. ①③②⑤④
17．“為哪些表，在哪些字段上，建立什么樣的索引”這一設計內容應該屬於數據庫 ( )階段。
A.需求分析 B.邏輯設計 C.物理設計 B.模式設計
18. 在數據庫設計中，把數據需求寫成文檔，它是各類數據描述的集合，包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲和數據加工過程等的描述，通常稱為( ).
A.數據字典 B.數據流 C.數據結構 D.數據模式
19.在設計分E-R圖時，由於各個子系統分別有不同的應用，而且往往是由不同的設計人員設計的，所以各個分E-R圖之間難免有不一致的地方，這些沖突主要有( )。
A.屬性沖突 B.命名沖突 C.結構沖突 D.以上選項皆是
(二）概念、術語
術語：
數據庫生命周期
一對一聯系
一對多聯系
多對多聯系。
簡述：
（1）簡述數據庫設計過程。、
（2）簡述數據庫設計過程中結構設計部分形成的數據庫模式。
（3）簡述需求分析階段的調查的內容是什么？
（4）簡述數據庫的邏輯結構設計及其設計步驟。
（5）簡述數據庫物理設計的內容和步驟。
（三）應用題
1．某大學實行學分制，學生可根據自己的情況選修課程。每名學生可同時選修多門課程，每門課程可由多位教師講授；每位教師可講授多門課程。其不完整的E-R圖如下所示。
(1) ．指出學生與課程的聯系類型，完善E-R圖。
(2) ．指出課程與教師的聯系類型，完善E-R圖。
(3) ．若每名學生有一位教師指導，每個教師指導多名學生，則學生與教師是何聯系？
(4) ．在原E-R圖上補畫教師與學生的聯系，並完善E-R圖。
2．將如下所示的E-R圖轉換為關系模式，菱形框中的屬性自己確定。
3．假定一個部門包括以下的信息：
·職工的信息：職工號、姓名、住址和所在部門。
·部門的信息：部門所有職工、經理和銷售的產品。
·產品的信息：產品名、制造商、價格、型號及產品內部編號。
·制造商的信息：制造商名稱、地址、生產的產品名和價格。
試畫出該部門的E-R圖。
4．設有一商業銷售記賬業務。一個顧客（顧客姓名，單位，電話號碼）可以買多種商品，一種商品（商品名稱，型號，單價）供應多個顧客。試畫出對應的E-R圖。
5．某醫院病房計算機管理中需要如下信息：
科室：科名，科地址，科電話，醫生姓名
病房：病房號，床位號，所屬科室名
醫生：姓名，職稱，所屬科室名，年齡，工作證號
病人：病歷號，姓名，性別，診斷，主管醫生，病房號
其中，一個科室有多個病房、多個醫生，一個病房只能屬於一個科室，一個醫生只屬於一個科室，但可負責多個病人的診治，一個病人的主管醫生只有一個。
完成如下設計：
（1）設計該系統的E-R圖；
（2）將該E-R圖轉換為關系模型；
（3）指出轉換結果中每個關系模式的候選鍵。
6．設有如下實體及其屬性：
學生：學號、單位、姓名、性別、年齡、選修課程名
課程：編號、課程名、開課單位、任課教師號
教師：教師號、姓名、性別、職稱、講授課程編號
單位：單位名稱、電話、教師號、教師名
上述實體中存在如下聯系：
（1）．一個學生可選修多門課程，一門課程可為多個學生選修；
（2）．一個教師可講授多門課程，一門課程可為多個教師講授；
（3）．一個單位可有多個教師，一個教師只能屬於一個單位。
試完成如下設計：
（1）．設計包括各實體及其聯系的全局E-R圖（為避免E-R圖圖形復雜，可省去實體屬性）
（2）．將該全局E-R圖轉換為等價的關系模型表示的數據庫邏輯結構。
7．一個圖書借閱管理數據庫要求提供下述服務：
(1)．可隨時查詢書庫中現有書籍的品種、數量與存放位置。所有各類書籍均可由書號惟一標識。
(2)．可隨時查詢書籍借還情況。包括借書人單位、姓名、借書證號、借書日期和還書日期。
我們約定：任何人可借多種書，任何一種書可為多個人所借，借書證號具有惟一性。
(3)．當需要時，可通過數據庫中保存的出版社的電報編號、電話、郵編及地址等信息向有關書籍的出版社增購有關書籍。我們約定，一個出版社可出版多種書籍，同一本書僅為一個出版社出版，出版社名具有惟一性。
根據以上情況和假設，試作如下設計：
(1)．構造滿足需求的E-R圖。
(2)．轉換為等價的關系模型結構。
8. 現有一局部應用，包括兩個實體：“出版社”和“作者”，這兩個實體是多對多的聯系，請為其設計適當的屬性，畫出 E-R 圖，再將其轉換為關系模型（包括關系名、屬性名、主鍵）。
9. 一個圖書館數據庫中需要對每個借閱者保存讀者記錄，包括：讀者號，姓名，地址，性別，年齡，單位。對每本書存有：書號，書名，作者，出版社。對每本被借出的書存有讀者號、借出日期和應還日期。要求：設計出 E-R 圖，再將其轉換為關系模型。
答 ：E - R 圖為：
關系模型為：
讀者（讀者號，姓名，地址，性別,年齡，單位）
書（書號，書名，作者，出版社）
借書（讀者號，書號，借出日期，應還日期）
第五部分 數據庫設計
（一）選擇
1. B 2. C 3. B 4. D 5. C
6. B 7. C. 8. C 9. A 10. D
11. D 12 .C 13. ①C ②F 14. C 15. A
16. D 17. C 18. A 19. D
(二）概念、術語
術語
數據庫生命周期：把數據庫應用系統從開始規划，設計實現，運行使用，直到被新的系統取代而停止使用的整個時期稱為數據庫生命周期。
一對一聯系：如果實體集E1中每一個實體（至少有一個）至多與實體集E2中的一個實體有聯系；反之，實體集E2中的每一個實體至多與實體集E1中的一個實體有聯系，則稱E1和E2為一對一聯系，記為1：1；
一對多聯系：如果實體集E1中至少有一個實體與實體集E2中的一個以上的實體有聯系；反之，實體集E2中的每一個實體至多與實體集E1中的一個實體有聯系，則稱E1和E2為一對多聯系，記為1:N。
多對多聯系：如果實體集E1中至少有一個實體與實體集E2中的一個以上的實體有聯系；反之，實體集E2中至少有一個實體與實體集E1中一個以上的實體有聯系，則稱E1和E2為多對多聯系，記為M:N。
簡述
（1）簡述數據庫設計過程。
參考答案：數據庫設計過程的大致包括六個階段： ( l ）需求分析：准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，形成一個獨立於具體 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，並對其進行優化。 ( 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，並進行試運行。 ( 6 ）數據庫運行和維護：在數據庫系統運行過程中對其進行評價、調整與修改。
（2）簡述數據庫設計過程中結構設計部分形成的數據庫模式。
參考答案：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於機器特點，獨立於各個 DBMS 產品的概念模式，如 E -R 圖； ( 2 ）在邏輯設計階段將 E -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，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。
（3）簡述需求分析階段的調查的內容是什么？
參考答案：需求分析階段的調查的內容是“數據’和“處理”，即獲得用戶對數據庫的如下要求： ( l ）信息要求，指用戶需要從數據庫中獲得信息的內容與性質，由信息要求可以導出數據要求，即在數據庫中需要存儲哪些數據； ( 2 ）處理要求，指用戶要完成什么處理功能，對處理的響應時間有什么要求，處理方式是批處理還是聯機處理； ( 3 ）安全性與完整性要求。
（4）簡述數據庫的邏輯結構設計及其設計步驟。
參考答案：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概念模型（如E-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 ）對數據模型進行優化。
（5）簡述數據庫物理設計的內容和步驟。
參考答案：數據庫在物理設備上的存儲結構與存取方法稱為數據庫的物理結構，它依賴於給定的 DBMS 。為一個給定的邏輯數據模型選取一個最適合應用要求的物理結構，就是數據庫的物理設計的主要內容。數據庫的物理設計步驟通常分為兩步： ( l ）確定數據庫的物理結構，在關系數據庫中主要指存取方法和存儲結構； ( 2 ）對物理結構進行評價，評價的重點是時間效率和空間效率。
（三）應用題
1．參考答案：
(1) ．學生與課程的聯系類型是多對多聯系。
(2) ．課程與教師的聯系類型是多對多聯系。
(3) ．學生與教師的聯系類型是一對多聯系。
(4) ．完善E-R圖的結果如下所示。
2．參考答案：
E-R圖轉換為如下關系模式：
單位（單位號，地址，電話）
職工（職工號，姓名，性別，年齡，單位號）
3參考答案：本題對應的E-R圖如下所示。
4．參考答案：本題對應的E-R圖如下所示。
5．參考答案：
(1)．本題的E-R圖如下圖所示。
(2)．對應的關系模型結構如下：
科室（科名，科地址，科電話）
病房（病房號，床位號，科室名）
醫生（工作證號，姓名，職稱，科室名，年齡）
病人（病歷號，姓名，性別，診斷，主管醫生，病房號）
(3)．各關系模式的候選鍵如下：
科室的候選碼是：科名；
病房的候選碼是：科室名+病房號；
醫生的候選碼是：工作證號；
病人的候選碼是：病歷號
6．參考答案：
（1）．全局E-R圖如下所示。
（2）．該全局E-R圖轉換為等價的關系模型表示的數據庫邏輯結構如下：
單位（單位名，電話）
教師（教師號，姓名，性別，職稱，單位名）
課程（課程編號，課程名，單位名）
學生（學號，姓名，性別，年齡，單位名）
講授（教師號，課程編號）
選修（學號，課程編號）
7．參考答案：
(1)．滿足上述需求的E-R圖如圖所示。
(2)．轉換為等價的關系模型結構如下：
借書人（借書證號，姓名，單位）
圖書（書號，書名，數量，位置，出版社名）
出版社（出版社名，電報，電話，郵編，地址）
借閱（借書證號，書號，借書日期，還書日期）
8. 參考答案：
關系模型：
作者（作者號，姓名，年齡，性別，電話，地址） 主鍵：作者號
出版社（出版社號，名稱，地址，聯系電話） 主鍵：出版社號
出版（作者號，出版社號，書的數量） 主鍵：作者號、出版社號
9. 參考答案：E - R 圖為：
關系模型為：
讀者（讀者號，姓名，地址，性別,年齡，單位）
書（書號，書名，作者，出版社）
借書（讀者號，書號，借出日期，應還日期）