資料庫概念結構設計

『壹』 資料庫概念結構設計

得到上面的數據項和數據結構以後，就可以設計出能夠滿足用戶需求的各種實體以及它們之間的關系，為後面的邏輯結構設計打下基礎。這些實體包含各種具體信息，通過相互之間的作用形成數據的流動。

根據上面的設計規劃出的實體有: 突水點、評價單元、研究礦區。

『貳』 資料庫結構設計包括哪些

數據組織是數據管理的基礎
數據組織結構
設計是指按照一定的方式和規則對數據進行歸並、存儲、處理的過程。
資料庫結構設計主要包括：
概念結構設計
邏輯結構設計
物理結構設計

『叄』 資料庫概念結構設計和邏輯結構設計的區別

邏輯結構設計。根據已經建立的概念數據模型，以及所採用的某個資料庫管理系統軟體的數據模型特性，按照一定的轉換規則
把概念模型轉換為這個資料庫管理系統所能夠接受的邏輯數據模型。
不同的資料庫管理系統提供了不同的邏輯數據模型，如層次模型、網狀模型、關系模型等。

『肆』 資料庫概念設計的方法是什麼

資料庫概念構設計的任務是在需求分析階段產生的需求說明書的基礎上，按照特定的方法把它們抽象為一個不依賴於任何具體機器的數據模型，即概念模型。

概念模型使設計者的注意力能夠從復雜的實現細節中解脫出來，而只集中在最重要的信息的組織結構和處理模式上。

『伍』 什麼是資料庫的概念結構

={ E→G，G→E，F→（E，G），H→（E，G），
（F，H）→E}
（1）求出R的所有候選關鍵字；
（2）根據函數依賴關系，確定關系模式R屬於第幾範式；
（3）將R分解為3NF，並保持無損連接性和函數依賴保持性；
（4）求出F的最小函數依賴集。
參考答案：
（1）R的候選關鍵字為：（F，H）
（2）R為：1NF
（3）分解為：
（，）、（，）、（，）、（，{}）
（4）最小函數依賴集為：
按定理4.3,求最小函數依賴集步驟：
F=
=
=
10、試問下列關系模式最高屬於第幾範式，並解釋其原因。
（1）R（A，B，C，D），F=。
（2）R（A，B，C，D，E），F=。
（3）R（A，B，C，D），F=。
（4）R（A，B，C），F=。
（5）R（A，B，C），F=。
（6）R（A，B，C，D），F=。
（7）R（A，B，C，D），F=。
參考答案：
只依次寫出候選關鍵字與範式等級（範式按定義判定，具體略）
（1）AB 1NF
（2）AB，E 2NF
（3）AB，AD 3NF
（4）A，B BCNF
（5）C 2NF
（6）AD 1NF
（7）AD 1NF

二、填空題
1、對資料庫的保護一般包括 安全性 、 完整性 、 並發控制 和 數據恢復 四個方面的內容。
2、對資料庫 安全 性的保護就是指要採取措施，防止庫中數據被非法訪問、修改，甚至惡意破壞。
3、安全性控制的一般方法有 用戶標識和鑒別 、 用戶存取許可權控制 、 視圖機制 、
數據加密 和 審計 五種。
4、用戶鑒定機制包括 用戶標識定義 和 用戶身份驗證 兩個部分。
5、每個數據均需指明其數據類型和取值范圍，這是數據 完整性 約束所必需的。
6、在SQL中， COMMIT 語句用於提交事務， ROLLBACK 語句用於回滾事務。
7、加鎖對象的大小被稱為加鎖的 粒度 。
8、對死鎖的處理主要有兩類方法，一是 預防死鎖的發生 ，二是 檢測死鎖發現後予以消除死鎖 。
9、解除死鎖最常用的方法是 撤消一些陷入死鎖的事務 。
10、基於日誌的恢復方法需要使用兩種冗餘數據，即 後備資料庫 和 日誌文件 。

三、簡單題
1、簡述資料庫保護的主要內容。
對資料庫的保護一般包括4個方面的內容，一是對資料庫完整性的保護，即保證庫中的數據是正確的和相容的，符合完整性約束條件的；二是對資料庫安全性的保護，即防止庫中數據被非法訪問、修改，甚至惡意破壞；三是對並發的事務進行控制，保證資料庫的一致性；四是在發生故障後，對資料庫進行恢復，盡量減少故障造成的損失。
2、什麼是資料庫的安全性？簡述DBMS提供的安全性控制功能包括哪些內容。
解：
（1）資料庫的安全性是指保護資料庫以防止非法使用所造成數據的泄露、更改或破壞。
（2）常採取的安全保護措施有用戶鑒定、存取控制、視圖保護、審計和數據加密等。
4、什麼是資料庫的完整性？DBMS提供哪些完整性規則，簡述其內容。
（1）資料庫的完整性是指保護資料庫中數據的正確性、有效性和相容性，防止錯誤的數據進入資料庫造成無效操作。
（2）DBMS提供實體完整性規則、參照完整性規則及用戶自定義完整性規則
為保障資料庫的完整性，資料庫管理系統應提供完整性約束的定義機制和檢查機制。
5、資料庫的安全性保護和完整性保護有何主要區別?
解：
資料庫的完整性和安全性是資料庫保護的兩個不同的方面。
安全性是保護資料庫，以防止非法使用所造成數據的泄露、更改或破壞，安全性措施的防範對象是非法用戶和非法操作；完整性是防止合法用戶使用資料庫時向資料庫中加入不符合語義的數據，完整性措施的防範對象是不合語義的數據，即不正確的數據。
6、什麼是事務？簡述事務的ACID特性，事務的提交和回滾是什麼意思？
解：
（1）事務是資料庫系統中執行的一個工作單位，它是由用戶定義的一組操作序列組成。
一個事務可以是一組SQL語句、一條SQL語句或整個程序，一個應用程序可以包括多個事務。事務的開始與結束可以由用戶顯式控制。如果用戶沒有顯式地定義事務，則由DBMS按照預設規定自動劃分事務。
（2）事務是由有限的資料庫操作序列組成，但並不是任意的資料庫操作序列都能成為事務，為了保護數據的完整性，一般要求事務具有以下四個特徵：
1）原子性（Atomicity）2）一致性（Consistency）3）隔離性（Isolation）4）持久性（Durability）事務上述四個性質的英文術語的第一個字母分別為A、C、I、D。因此，這四個性質也稱為事務的ACID准則。
（3）
COMMIT表示事務的提交，即將事務中所有對資料庫的更新寫回到磁碟上的物理資料庫中去，此時事務正常結束；
ROLLBACK表示事務的回滾，即在事務運行的過程中發生了某種故障，事務不能繼續執行，系統將事務中對資料庫的所有已完成的更新操作全部撤銷，再回滾到事務開始時的狀態。
7、資料庫管理系統中為什麼要有並發控制機制？
解：
每個用戶在存取資料庫中的數據時，可能是串列執行，即每個時刻只有一個用戶程序運行，也可能是多個用戶並行地存取資料庫。資料庫的最大特點之一就是數據資源是共享的，串列執行意味著一個用戶在運行程序時，其他用戶程序必須等到這個用戶程序結束才能對資料庫進行存取，這樣資料庫系統的利用率會極低。因此，為了充分利用資料庫資源，很多時候資料庫用戶都是對資料庫系統並行存取數據，但這樣就會發生多個用戶並發存取同一數據塊的情況，如果對並發操作不加控制可能會產生操作沖突，破壞數據的完整性。即發生所謂的丟失更新、污讀、不可重讀等現象。
（2）實現並發控制的方法主要有兩種：封鎖（Lock）技術和時標（Timestamping）技術。
9、什麼是封鎖？封鎖的基本類型有哪幾種？含義是什麼？
解：
（1）所謂封鎖就是當一個事務在對某個數據對象（可以是數據項、記錄、數據集、以至整個資料庫）進行操作之前，必須獲得相應的鎖，以保證數據操作的正確性和一致性。
（2）基本的封鎖類型有兩種：排它鎖和共享鎖。
1）排它鎖（Exclusive Lock）：排它鎖又稱寫鎖，簡稱為X鎖，其採用的原理是禁止並發操作。當事務T對某個數據對象R實現X封鎖後，其他事務要等T解除X封鎖以後，才能對R進行封鎖。這就保證了其他事務在T釋放R上的鎖之前，不能再對R進行操作。
2）共享鎖（Share Lock）：共享鎖又稱讀鎖，,簡稱為S鎖，其採用的原理是允許其他用戶對同一數據對象進行查詢，但不能對該數據對象進行修改。當事務T對某個數據對象R實現S封鎖後，其他事務只能對R加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放R上的S鎖。這就保證了其他事務在T釋放R上的S鎖之前，只能讀取R，而不能再對R作任何修改。
11、什麼是活鎖？如何處理？
解：
（1）封鎖技術可有效解決並行操作引起的數據不一致性問題，但也可產生新的問題，即可能產生活鎖和死鎖問題。
活鎖（Livelock）：當某個事務請求對某一數據的排它性封鎖時，由於其他事務一直優先得到對該數據的封鎖與操作而使這個事務一直處於等待狀態，這種狀態形成活鎖。
（2）避免活鎖的簡單方法是採用先來先服務的策略，按照請求封鎖的次序對事務排隊，一旦記錄上的鎖釋放，就使申請隊列中的第一個事務獲得鎖。
12、什麼是死鎖？消除死鎖的常用方法有哪些？請簡述之。
（1）在同時處於等待狀態的兩個或多個事務中，每個事務都在等待其中另一個事務解除封鎖，它才能繼續執行下去，造成任何一個事務都無法繼續執行，這種狀態稱為死鎖。
（2）發生死鎖的必要條件有以下四條：
①互斥條件②不可搶占條件③部分分配條件：④循環等待條件
①一次加鎖法
一次加鎖法是每個事物必須將所有要使用的數據對象全部依次加鎖，並要求加鎖成功，只要一個加鎖不成功，表示本次加鎖失敗，則應該立即釋放所有已加鎖成功的數據對象，然後重新開始從頭加鎖。
②順序加鎖法
順序加鎖法是預先對所有可加鎖的數據對象規定一個加鎖順序，每個事務都需要按此順序加鎖，在釋放時，按逆序進行。
14、資料庫運行過程中可能產生的故障有哪幾類
（1）資料庫運行過程中可能會出現各種各樣的故障，這些故障可分為以下三類：事務故障、系統故障和介質故障。
16、什麼是日誌文件？為什麼要在系統中建立日誌文件？
解：
（1）日誌文件是用來記錄事務對資料庫的更新操作的文件。對資料庫的每次修改，都將把被修改項目的舊值和新值寫在一個叫做運行日誌的文件中，目的是為資料庫的恢復保留依據。
典型的日誌文件主要包含以下內容：1）更新資料庫的事務標識（標明是哪個事務）；2）操作的類型（插入、刪除或修改）；3）操作對象；4）更新前數據的舊值（對於插入操作而言，沒有舊值）；5）更新後數據的新值（對於刪除操作而言，沒有新值）；6）事務處理中的各個關鍵時刻（事務的開始、結束及其真正回寫的時間）。
二、填空題
1、在設計分E-R圖時，由於各個子系統分別面向不同的應用，所以各個分E-R圖之間難免存在沖突，這些沖突主要包括 命名沖突 、 屬性沖突 和 結構沖突 三類。
2、數據字典中的 數據項 是不可再分的數據單位。
3、若在兩個局部E-R圖中都有實體「零件」的「重量」屬性，而所用重量單位分別為公斤和克，則稱這兩個E-R圖存在 屬性 沖突。
5、確定資料庫的物理結構主要包括三方面內容，即： 確定數據存放位置和存儲結構 、 確定數據存取方法 和 系統配置 。
6、將關系R中在屬性A上具有相同值的元組集中存放在連續的物理塊上，稱為對關系R基於屬性A進行 聚簇 。
7、資料庫設計的重要特點之一要把 結構（數據） 設計和 行為（處理） 設計密切結合起來，並以 結構（數據） 為核心而展開。
8、資料庫設計一般分為如下六個階段： 需求分析 、 概念結構設計 、 邏輯結構設計 、資料庫物理設計、資料庫實施、資料庫運行與維護。
9、概念設計的結果是得到一個與 計算機與DBMS 無關的模型。
10、在資料庫設計中， 數據字典 是系統各類數據的描述的集合。

三、簡答題
1、資料庫設計分為哪幾個了階段？每個階段的主要工作是什麼？
解：
(1) 按照規范化的設計方法，以及資料庫應用系統開發過程，資料庫的設計過程可分為以下六個設計階段需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、資料庫的實施、資料庫運行和維護。
(2) 以下是資料庫設計六個步驟的具體內容：
1、需求分析階段2、概念結構設計階段3、邏輯結構設計階段4、物理設計階段
5、資料庫實施階段6、資料庫運行與維護階段
5、什麼是E-R圖？構成E-R圖的基本要素是什麼？
（1）E-R圖即是實體-聯系圖，是信息世界概念模型的一種。
（2）E-R圖提供了表示實體型、屬性和聯系的方法。
實體型：用矩形表示，矩形框內寫明實體名。
屬性：用橢圓表示，橢圓形內寫明屬性名。並用無向邊將其與相應的實體連接起來。
聯系：用菱形表示，菱形框內寫明聯系名，並用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯系的類型（1：1、1：n或m：n）。

6、用E-R圖表示概念模式有什麼好處？
解：
概念模式是各種數據模型的共同基礎，它比數據模型更獨立於機器、更抽象。將概念結構設計從設計過程中獨立出來，可以帶來以下好處：
(1) 任務相對單一化，設計復雜程度大大降低，便於管理。
(2) 概念模式不受具體的DBMS的限制，也獨立於存儲安排和效率方面的考慮，因此，更穩定。
(3) 概念模型不含具體DBMS所附加的技術細節，更容易被用戶理解，因而更能准確的反映用戶的信息需求。
8、一個圖書館理系統中有如下 信息：
圖書：書號、書名、數量、位置
借書人：借書證號、姓名、單位
出版社：出版社名、郵編、地址、電話、E-mail
其中約定：任何人可以借多種書，任何一種書可以被多個人借，借書和還書時，要登記相應的借書日期和還書日期；一個出版社可以出版多種書籍，同一本書僅為一個出版社所出版，出版社名具有惟一性。
根據以上情況，完成如下設計：
（1）設計系統的E-R圖；
（2）將E-R圖轉換為關系模式；
（3）指出轉換後的每個關系模式的關系鍵。
解：

（1）

（2）與（3）（帶下劃線的為主碼）
借書人（借書證號，姓名，單位）
借閱（借書證號，書號，借書日期，還書日期）
圖書（書號，書名，數量，位置）
出版（書號，出版社名）
出版社（出版社名，郵編，地址，電話，E-mail）

『陸』 什麼是資料庫的概念結構 試述其特點和設計策略

資料庫設計6個基本步驟:需求分析;概念結構設計;邏輯結構設計;物理結構設計;資料庫實施;資料庫運行和維護。
特點: (1) 能真實、充分地反映現實世界，包括事物和事物之間的聯系，能滿足用戶對數據的處理要求，是對現實世界的一個真實模型;2館
(2)易於理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見，用戶的積極參與是資料庫設計2成功的關鍵;
(3)易於更改，當應用環境和應用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充;
(4)易於向關系、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。設計策略:(1)自頂向下，即首先定義全局概念結構的框架，然後逐步細化;
(2)自底向上，即首先定義各局部應用的概念結構，然後將它們集成起來，得到全局概念繼構;(3)逐步擴張，首先定義最重要的核心概念結構，然後向外擴充，以滾雪球的方式逐步生求其他概念結構，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格框架，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。

『柒』 資料庫設計中概念結構設計指的是什麼

一般開發一個資料庫,要進行設計.主要步驟有需求分析,概念結構設計,邏輯結構設計,物理結構設計,資料庫實施,資料庫運行與維護.物理結構設計就是其中的一步.
資料庫的物理結構設計是對已經確定的邏輯數據結構,利用DBMS（資料庫管理系統）所提供的方法、技術,以較優的數據存儲結構、數據存取路徑、合理的數據存放位置以及存儲分配,設計出一個高效的、可以實現的物理數據結構.通俗一點說,就是對已經設計好了的邏輯結構,設計出相應的且比較優化的物理結構,設計出的物理結構可以數據存儲,該結構中要有實現數據存儲、數據存取路徑、數據存放位置、存儲分配等幾個模塊.

『捌』 什麼是資料庫的邏輯結構設計試述其設計步驟。

邏輯結構設計就是把概念結構設計階段設計好的基本E-R圖轉換為與選用DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。
步驟：
（1）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。

『玖』 為什麼資料庫的概念結構設計要從系統分析階段開始

按照規范的設計方法，一個完整的資料庫設計一般分為以下六個階段：
⑴需求分析：分析用戶的需求，包括數據、功能和性能需求；
⑵概念結構設計：主要採用E-R模型進行設計，包括畫E-R圖；
⑶邏輯結構設計：通過將E-R圖轉換成表，實現從E-R模型到關系模型的轉換；
⑷資料庫物理設計：主要是為所設計的資料庫選擇合適的存儲結構和存取路徑；
⑸資料庫的實施：包括編程、測試和試運行；
⑹資料庫運行與維護：系統的運行與資料庫的日常維護。

『拾』 什麼是資料庫的概念設計，邏輯設計，物理設計，以及

資料庫設計過程包括：
現實世界→需求分析→概念設計→邏輯設計→物理設計
概念設計——利用數據模型進行概念資料庫的模式設計。它不依賴任何DBMS（資料庫管理系統）常用的數據模型為ERM（實體聯系模型），用到的術語有：實體、屬性、聯系、鍵。
邏輯設計——把概念設計得到的概念資料庫模式變為邏輯數據模式，它依賴於DBMS。用到的術語有：函數依賴、範式、關系分解。

物理結構設計——指的是根據資料庫的邏輯結構來選定RDBMS（如Oracle、Sybase等），並設計和實施資料庫的存儲結構、存取方式等。
確定資料庫的物理結構包含下面四方面的內容：
1、確定數據的存儲結構；
2、設計數據的存取路徑；
3、確定數據的存放位置；
4、確定系統配置。
資料庫物理設計過程中需要對時間效率、空間效率、維護代價和各種用戶要求進行權衡，選擇一個優化方案作為資料庫物理結構。在資料庫物理設計中，最有效的方式是集中地存儲和檢索對象。