第章数据库设计方案与ER模型第章数据库的存储结构.docx

1、第章数据库设计方案与ER模型第章数据库的存储结构第5章数据库设计与ER模型第6章数据库的存储结构5.1 基本内容分析5.1.1 本章重要概念1）DBS生存期及其7个阶段的任务和工作，DBD过程的输入和输出。2）概念设计的重要性、主要步骤。逻辑设计阶段的主要步骤。3）ER模型的基本元素，属性的分类，联系的元数、连通词、基数。采用ER方法的概念设计步骤。4）ER模型到关系模型的转换规则。采用ER方法的逻辑设计步骤。5）ER模型的扩充：弱实体，超类和子类。5.1.2 本章的重点篇幅1）教材中P193-194的转换规则和实例。2）教材中P196-200的四个ER模型实例。5.1.3 对ER模型的理解E

2、R模型是人们认识客观世界的一种方法、工具。ER模型具有客观性和主观性两重含义。ER模型是在客观事物或系统的基础上形成的，在某种程度上反映了客观现实，反映了用户的需求，因此ER模型具有客观性。但ER模型又不等同于客观事物的本身，它往往反映事物的某一方面，至于选取哪个方面或哪些属性，如何表达则决定于观察者本身的目的与状态，从这个意义上说，ER模型又具有主观性。ER模型的设计过程，基本上是两大步：先设计实体类型此时不要涉及到“联系”）；再设计联系类型考虑实体间的联系）。具体设计时，有时“实体”与“联系”两者之间的界线是模糊的。数据库设计者的任务就是要把现实世界中的数据以及数据间的联系抽象出来，用“实

3、体”与“联系”来表示。另外，设计者应注意，ER模型应该充分反映用户需求，ER模型要得到用户的认可才能确定下来。2）这个ER图可转换3个关系模式： 公司公司编号，公司名，地址） 仓库仓库编号，仓库名，地址，公司编号） 职工职工编号，姓名，性别，仓库编号，聘期，工资）5.13 设某商业集团数据库有三个实体集。一是“商品”实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价等；二是“商店”实体集，属性有商店号、商店名、地址等；三是“供应商”实体集，属性有供应商编号、供应商名、地址等。供应商与商品之间存在“供应”联系，每个供应商可供应多种商品，每种商品可向多个供应商订购，每个供应商供应每种商品有个月供应量；商店与

4、商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商品，每种商品可在多个商店销售，每个商店销售每种商品有个月计划数。试画出反映上述问题的ER图，并将其转换成关系模型。2）这个ER图可转换5个关系模式：供应商供应商编号，供应商名，地址）商店商店号，商店名，地址）商品商品号，商品名，规格，单价）供应供应商编号，商品号，月供应量） 销售商店号，商品号，月计划数）可设计如图5.4所示的ER图。存款余额地址姓名身份证号账号储户取款日期存款日期 1 1存款取款N N取款单存款单金额存款方式存款单号取款方式金额取款单号图5.45.17解：图5.7是ER图的一种设计方案。 15.3 自测题5.3.1 填空题1数据库设

5、计过程的输入包括四部分内容：_，_，_和_。2数据库设计过程的输出主要有两部分：_和_。3规划阶段具体可以分成三个步骤：_、_和_。4需求分析的工作主要有下面四步组成：分析用户活动，产生_；确定系统范围，产生_；分析用户活动涉及的数据，产生_；分析系统数据，产生_。5 需求分析中的数据字典通常包含以下五个部分：_，_，_，_和_。6概念设计的目标是产生反映_的数据库概念结构，即概念模式。7概念设计阶段可分为三步来完成：_，_和_。8就方法的特点而言，需求分析阶段通常采用_的分析方法；概念设计阶段通常采用_的设计方法。9逻辑设计的主要工作是：_。10逻辑设计的步骤有五步：_，_，_，_和_。11

6、物理设计可分成五步进行：_，_，_，_和_12DBS的维护工作由_承担的。13DBS的维护工作主要包括以下四个部分：_，_，_，_。5.3.2 单项选择题在备选的答案中选出一个正确答案）1需求分析阶段设计数据流程图DFD）通常采用 A面向对象的方法B回溯的方法C自底向上的方法D自顶向下的方法2概念设计阶段设计概念模型通常采用 A面向对象的方法B回溯的方法C自底向上的方法D自顶向下的方法3设计子模式属于数据库设计的 A需求分析 B概念设计 C逻辑设计 D物理设计4概念结构设计的主要目标是产生数据库的概念结构，该结构主要反映 A应用程序员的编程需求 BDBA的管理信息需求C数据库系统的维护需求 D

7、企业组织的信息需求5数据库设计人员和用户之间沟通信息的桥梁是 A程序流程图 B实体联系图 C模块结构图 D数据结构图6有两个不同的实体集，它们之间存在着一个1:1联系和一个M:N联系，那么根据ER模型转换成关系模型的规则，这个ER结构转换成的关系模式个数为 A2个 B3个 C4个 D5个7如果有10个不同的实体集，它们之间存在着12个不同的二元联系二元联系是指两个实体集之间的联系），其中3个1:1联系，4个1:N联系，5个M:N联系，那么根据ER模型转换成关系模型的规则，这个ER结构转换成的关系模式个数为 A14个 B15个 C19个 D22个8在ER模型转换成关系模型的过程中，下列叙述不正确

8、的是 A每个实体类型转换成一个关系模式B每个联系类型转换成一个关系模式C每个M:N联系类型转换一个关系模式D在处理1:1和1:N联系类型时，不生成新的关系模式9当同一个实体集内部的实体之间存在着一个1:N联系时，那么根据ER模型转换成关系模型的规则，这个ER结构转换成的关系模式个数为 A1个 B2个 C3个 D4个10当同一个实体集内部的实体之间存在着一个M:N联系时，那么根据ER模型转换成关系模型的规则，这个ER结构转换成的关系模式个数为 A1个 B2个 C3个 D4个11在数据库设计中，子类与超类存在着 A相容性联系 B调用的联系C继承性的联系 D一致性联系5.3.3 设计题 假设要为某商

9、业集团设计一个数据库，该集团中有若干仓库、若干商店、经销若干商品。试画一个有关仓库、商店、商品、采购员、职工、顾客、供应商、采购、入库、出库、销售聘用等信息的ER图。5.3.4 ER图实例在数据库设计中，ER模型的设计是一个很重要的环节。为了帮助学习者提高数据库设计水平，有利于毕业设计和今后的工作，我们从毕业生的论文中挑选了5个ER模型，供参考。这些设计并不是惟一的，可能还不完善，但大家从中可得到有益的启发，拓宽思路。1某学员为医院“住院管理信息系统”设计了数据库的ER模型，对医生、护士、病人、病房、诊断、手术、结账等有关信息进行管理，其ER图如图5.11所示。这个ER图有8个实体类型，其属性

10、如下：病人住院号，姓名，性别，地址）医生医生工号，姓名，职称）护士护士工号，姓名，职称）病床病床编号，床位号，类型，空床标志）手术室手术室编号，类型）手术手术标识号，类型，日期，时间，费用）诊断书诊断书编号，科别，诊断）收据收据编号，工程，金额，收款员，日期）这个ER图有11个联系类型，其中1个是1：1联系，8个1：N联系，2个是M：N联系。联系的属性如下：协助角色）处方处方单号，序号，药品名称，规格，数量，费用）入住入院日期，出院日期）试把这个ER图转换成关系模型。并指出各个关系模式的主键和外键。医生诊断书手术手术室护士处方安排书写协助接受MN111M1拥有位于入住NN11NN1N1主刀病人

11、病床分配NN1N结账收据1N图5.11住院管理信息系统的ER图2某学员为电脑专卖店设计开发了“电脑销售信息管理系统”，数据库的ER模型对商品、供应商、仓库、营业员、门店的有关信息进行了管理，其ER图如图5.12所示。这个ER图有7个实体类型，其属性如下：商品商品编号，名称，类别，单位，单价）供应商供应商编号，名称，账号，地址）仓库仓库编号，地址，负责人）门店门店编号，名称，地址）采购员采购员编号，姓名，业绩）管理员管理员编号，姓名，业绩）营业员营业员编号，姓名，业绩）这个ER图有7个联系类型，其中2个是1：N联系，1个M：N联系，4个是M：N：P联系。联系的属性如下：采购采购单号，数量，日期）

12、进货进货单号，数量，日期）配送配送单号，数量，日期）销售销售单号，数量，日期）存储库存量，日期，安全库存量）试把这个ER图转换成关系模型。并指出各个关系模式的主键和外键。采购员供应商管理员营业员管理属于进货MN1PN采购存储P1NNPNN仓库商品配送MMMP销售门店NM图5.12 电脑销售信息管理系统的ER图3某学员为证券营业网点设计的业务信息管理系统，对客户、资金、证券和业务活动进行了管理，其ER图如图5.13所示。该ER图有5个实体类型，其结构如下：客户股东账号，身份证号，姓名，地址，客户类别，开户日期）资金资金账号，金额，可取余额，冻结金额，解冻金额，利息，日期）证券证券代码，名称，每手

13、股数）委托委托序号，数量，买卖类别，价格，时间，操作员）成交成交序号，数量，买卖类别，成交价格，时间）该ER图有8个联系类型，其中6个1:N联系，2个M:N联系。其中，联系的属性如下：持有金额，可用数量，冻结数量，解冻数量，日期）存取存取单序号，存取标志，金额，日期）试把这个ER图转换成关系模式集，并指出每个模式的主键和外键。N4某学员为某出版社设计了图书发行信息管理系统，数据涉及到图书、作者、开印、入库、客户和发行员等信息。得到的全局ER图如图5.14所示。图5.14 图书发行系统的ER图该ER图有6个实体类型，其结构如下：图书图书编号，书名，定价，包本数，开本，统一书号，库存量）作者作者编

14、号，姓名，性别，地址，电话）开印单印单号，开单日期，定价，印数，制单人）入库单入库单号，日期，送书单位，数量，包本数，版印次）发行员发行员代号，姓名，电话）客户客户编号，名称，地址，开户行，账号，税号，收款方式）实体类型之间有6个联系，其中2个1:N联系，3个M:N联系，1个M:N:P联系，在图上均已标出。其中联系的属性如下所示。订购订购单号，日期，数量）出库出库单号，日期，数量，包本数）收款收款单号，金额，收款日期）编著日期，备注）试将ER图转换成关系模型，并注明主键和外键。5某学员为上海闵行区物资供应公司设计了库存管理信息系统，对货物的库存、销售等业务活动进行管理。其ER图如图5.15所示

15、。M该ER图有7个实体类型，其结构如下：货物货物代码，型号，名称，形态，最低库存量，最高库存量）采购员采购员号，姓名，性别，业绩）供应商供应商号，名称，地址）销售员销售员号，姓名，性别，业绩）客户客户号，名称，地址，账号，税号，联系人）仓位仓位号，名称，地址，负责人）报损单报损号，数量，日期，经手人）实体间联系类型有6个，其中1个1:N联系，1个M:N联系，4个M:N:P联系。其中联系的属性如下。入库入库单号，日期，数量，经手人）出库出库单号，日期，数量，经手人）存储存储量，日期）定单定单号，数量，价格，日期）采购采购单号，数量，价格，日期）试将ER图转换成关系模型，并注明主键和外键。5.4

16、自测题答案5.4.1 填空题答案1总体信息需求 处理需求 DBMS特征 硬件和OS特性2完整的数据库结构 应用程序设计原则3系统调查 可行性分析 确定总目标和制定工程开发计划4业务流程图 系统范围图 数据流程图 数据字典5数据项 数据结构 数据流 数据存储 加工过程6企业组织信息需求7设计局部概念模式 综合成全局概念模式 评审8自顶向下逐步细化 自底向上逐步综合9把概念模式转换成DBMS能处理的模式10形成初始模式 设计子模式 应用程序设计梗概 模式评价 模式修正11 存储记录结构设计 确定数据存储安排 访问方法的设计 完整性安全性设计 程序设计12DBA13DB的转储与恢复 DB的安全性与完

17、整性控制 DB性能的监督、分析和改进DB的重组织和重构造5.4.2 单项选择题答案1D 2C 3C 4D 5B 6B7B 8B 9A 10B 11C5.4.3 设计题答案 这个数据库一种可能的ER图如图5.16所示，图中只画出实体、联系，未画出其属性。M职工5.4.4 ER图实例答案1解：根据ER图和转换规则，8个实体类型转换成8个关系模式，2个M：N联系转换成2个关系模式。因此，图5.11的ER图可转换成10个关系模式，如下所示：病人住院号，姓名，性别，地址，病房编号，床位号，入院日期，出院日期）医生医生工号，姓名，职称）护士护士工号，姓名，职称，手术室编号）病床病床编号，床位号，类型，空床

18、标志，护士工号）手术室手术室编号，类型）手术手术标识号，类型，日期，时间，费用，手术室编号，医生工号，住院号）诊断书诊断书编号，科别，诊断，医生工号，住院号）收据收据编号，工程，金额，收款员，日期，住院号）协助手术标识号，医生工号，角色）处方处方单号，序号，药品名称，规格，数量，费用，住院号，医生工号）2解：根据ER图和转换规则，7个实体类型转换成7个关系模式，1个M：N联系和4个M：N：P联系转换成5个关系模式。因此，图5.12的ER图可转换成12个关系模式，如下所示：商品商品编号，名称，类别，单位，单价）供应商供应商编号，名称，账号，地址）仓库仓库编号，地址，负责人）门店门店编号，名称，地

19、址）采购员采购员编号，姓名，业绩）管理员管理员编号，姓名，业绩，仓库编号）营业员营业员编号，姓名，业绩，门店编号）采购采购单号，数量，日期，采购员编号，供应商编号，商品编号）进货进货单号，数量，日期，供应商编号，商品编号，仓库编号）配送配送单号，数量，日期，商品编号，仓库编号，门店编号）销售销售单号，数量，日期，商品编号，门店编号，营业员编号）存储商品编号，仓库编号，日期，库存量，安全库存量）3解：根据ER图和转换规则，5个实体类型转换成5个关系模式，2个M:N联系转换成2个关系模式。因此，图5.13的ER图可转换成7个关系模式，如下：客户股东账号，身份证号，姓名，地址，客户类别，开户日期）资

20、金资金账号，金额，可取余额，冻结金额，解冻金额，利息，日期）证券证券代码，名称，每手股数）委托委托序号，股东账号，证券代码，资金账号，数量，买卖类别，价格，时间，操作员）成交成交序号，股东账号，证券代码，资金账号，数量，买卖类别，成交价格，时间）持有股东账号，证券代码，日期，金额，可用数量，冻结数量，解冻数量）存取存取单序号，股东账号，资金账号，存取标志，金额，日期）4据转换规则，ER图中有6个实体类型，可转换成6个关系模式，另外ER图中有3个M:N联系和1个M:N:P联系，也将转换成4个关系模式。因此，图5.14的ER图可转换成10个关系模式，具体如下：图书图书编号，书名，定价，包本数，开本

21、，统一书号，库存量）作者作者编号，姓名，性别，地址，电话）开印单印单号，开单日期，图书编号，定价，印数，制单人）入库单入库单号，日期，送书单位，数量，包本数，版印次，图书编号）发行员发行员代号，姓名，电话）客户客户编号，名称，地址，开户行，账号，税号，收款方式）订购订购单号，日期，数量，客户编号，图书编号，发行员代号）出库出库单号，日期，数量，包本数，客户编号，图书编号）收款收款单号，金额，收款日期，客户编号，图书编号）编著作者编号，图书编号，日期，备注）5据转换规则，ER图中有7个实体类型，可转换成7个关系模式，另外ER图中有1个M:N联系和4个M:N:P联系，也将转换成5个关系模式。因此，

22、图5.15的ER图可转换成12个关系模式，具体如下：货物货物代码，型号，名称，形态，最低库存量，最高库存量）采购员采购员号，姓名，性别，业绩）供应商供应商号，名称，地址）销售员销售员号，姓名，性别，业绩）客户客户号，名称，地址，账号，税号，联系人）仓位仓位号，名称，地址，负责人）报损单报损号，数量，日期，经手人，货物代码）入库入库单号，日期，数量，经手人，供应商号，货物代码，仓位号）出库出库单号，日期，数量，经手人，客户号，货物代码，仓位号）存储货物代码，仓位号，日期，存储量）定单定单号，数量，价格，日期，客户号，货物代码，销售员号）采购采购单号，数量，价格，日期，供应商号，货物代码，采购员号

23、）第6章 数据库的存储结构6.1 基本内容分析6.1.1 本章重要概念本章有以下一些重要概念：1）计算机系统的存储介质层次。2）两种文件组织：定长记录和变长记录。被拴记录，悬挂指针，分槽式页结构。3）四种文件结构：堆文件、顺序文件、散列文件和聚集文件。4）索引技术：主索引及三种实现方法稠密、稀疏、多级索引）；辅助索引；B+树索引文件；B树索引文件。5）散列技术：散列函数；散列索引；静态散列；动态散列可扩充散列结构）。6）两种多键访问技术：网格文件和分区散列。6.1.2 本章的重点篇幅1）教材中P214的图6.8分槽式页结构）。2）教材中P224232的B+树索引文件和B树索引文件。3）教材中P

24、236241的可扩充散列结构。2）教材中P242244的网格文件。6.2 教材中习题6的解答6.1 名词解释1）定长记录文件：记录为定长格式的文件。变长记录文件：记录为变长格式的文件。被拴记录pinned record）：被指针指向的记录，称为被拴记录。悬挂指针dangling pointer）：如果指针指向的记录已被删除，那么该指针称为悬挂指针。悬挂指针指向的空间称为“垃圾”，别人无法使用。2）堆文件：以输入顺序为序的文件，称为堆文件。顺序文件：记录按查找键值升序或降序的顺序存储的文件，称为顺序文件。散列文件：将记录的某个属性值通过散列函数求得的值作为记录的存储地址的文件，称为散列文件。聚集

25、文件：可以存储多个关系表）的记录的文件，称为聚集文件。3）有序索引：根据记录中某种排序顺序建立的索引，称为有序索引。主索引：如果索引的查找键值的顺序与主文件的顺序一致，那么这种索引称为主索引，也称为聚集索引。稠密索引：对于主文件中每一个查找键值建立一个索引记录，索引记录包括查找键值和指向具有该值的记录链表的第一个记录的指针。这种索引称为“稠密索引”。稀疏索引：在主文件中，对若干个查找键值才建立一个索引记录，这种索引称为“稀疏索引”。多级索引：在索引很大时，还可对索引建立索引，这样就形成树结构的多级索引。辅助索引：不是根据主索引的查找键值，而是根据其他查找键值来寻找主文件的记录，这种索引称为辅助

26、索引。平衡树：一棵m阶平衡树或者为空，或者满足以下四个条件： 每个结点至多有m棵子树；根结点或为叶结点，或至少有两棵子树； 每个非叶结点至少有m/2棵子树；叶结点在同一层次上。B+树：一棵m阶B+树是平衡树，多个结点至多有m-1个查找键值和m个指向子树的指针，但叶结点中的指针指向主文件中的记录，而非叶结点形成了叶结点上的一个多级稀疏索引。B树：B树类似于B+树，B树中所有查找键值只能出现一次，但可出现任何结点上。4）散列方法：根据记录的查找键值，使用一个函数计算得到的函数值，作为磁盘块的地址，对记录进行存储和访问，这种方法称为散列方法。桶溢出散列碰撞）：在散列组织中，每个桶的空间是固定的，如果

27、某个桶内已装满记录，还有新的记录要插入到该桶，这种现象称桶溢出。封闭散列法：即溢出桶拉链法。某桶号的空间分成基本桶和溢出桶两种。开放式散列法：把桶的集合固定下来，也就是只考虑基本桶，不考虑溢出桶。如果有一个桶装满了记录，还需装入新记录时，就在桶集中挑选一个有空闲空间的桶去装新记录。5）散列索引：把查找键值与指针一起组合成散列文件结构的一种索引。静态索引：在散列函数确定以后，所有的桶地址及桶空间都确定了。这种技术称为“静态散列”技术。动态散列：桶空间可以随时申请或释放的散列技术，称为“动态散烈”技术。可扩充散列：对静态散列中成倍扩充法的改进，能随时根据需要申请和释放桶。6）单键索引：只使用一个查

28、找键的查询，称为单键查询。多键查询：使用多个查找键的查询，称为多键查询。网格文件：网格文件是由网格矩阵和线性标尺组成的结构，网格矩阵中每个格子中有一个指针，指向一个桶。分区散列：是对散列技术的扩充，能允许在多个属性上进行索引。6.2 试叙述计算机系统的物理存储介质层次,并说明每一种介质的数据访问速度。答：根据访问数据的速度、成本和可靠性，计算机系统的存储介质可分成以下六类： 高速缓冲存储器cache）：这是一种静态的随机访问存储器Static Random Access Memory，简记为SRAM）。CPU用cache存储器来加快程序的执行。 主存或内存：这是一种动态的随机访问存储器Dynamic RAM，简记为DRAM）。现在微机的内存已达200MB。上述两种存储器是一种易失性存储器，即掉电时会丢失存储的内容。 快闪存储器Flash Memory）：这种存储器采用EEPROM电可擦写可编程只读存储器）技术，其优点是存取速度快，缺点是必须一次擦写或写入。其容量已达32兆位，存取速度71