第五章数据库设计

数据库系统概论第五版PDF简介《数据库系统概论第五版PDF》是一本介绍数据库系统的入门教材，旨在帮助读者理解数据库系统的基本概念、原理和应用。

本书由柯里斯·李(Morris R. Li)和布鲁斯·斯图尔特(Bruce G. Lindsay)合著，是数据库领域的经典教材之一。

内容概述本书共分为八个章节，每章介绍了数据库系统的不同方面。

下面是各章节的简要概述。

第一章：引论该章节介绍了数据库的基本概念和发展历程。

通过对数据库系统的定义和优势的解释，给读者提供了对数据库系统的初步了解。

第二章：关系数据模型该章节介绍了关系数据模型，包括关系模型的构成要素、关系数据库设计和关系代数。

通过对关系数据模型的详细介绍，读者可以理解关系数据库的基本原理和数据组织方式。

第三章：SQL语言该章节介绍了SQL语言，包括SQL的基本语法、数据的查询和修改操作。

通过对SQL语言的学习和实践，读者可以掌握数据库操作的基本技巧。

第四章：数据库设计该章节介绍了数据库设计的基本原理和方法。

包括数据模型的设计、关系模式的规范化和数据库的物理组织方式。

通过对数据库设计的学习，读者可以理解如何设计一个高效稳定的数据库系统。

第五章：数据库编程该章节介绍了数据库编程的基本概念和技术。

包括存储过程、触发器和函数的编写，以及数据库事务的管理。

通过对数据库编程的学习，读者可以掌握如何编写高效的数据库应用程序。

第六章：关系数据库标准化及数据完整性该章节介绍了关系数据库的标准化和数据完整性保证。

包括关系数据模式的规范化、实体完整性和参照完整性的实现。

通过对数据库标准化和数据完整性的学习，读者可以设计出符合标准和完整性要求的数据库系统。

第七章：物理数据库设计和调优该章节介绍了物理数据库设计和调优的基本原理和方法。

包括数据库索引的设计、查询优化和数据存储方式的选择。

通过对物理数据库设计和调优的学习，读者可以设计出高效的数据库系统和查询方案。

第五章JDBC数据库编程基础知识数据库开发在当前的Web开发与应用中占有着十分重要的地位，信息科技进步的日新月异，实际应用基本都是对数据的保存，加工和处理，所以应用软件的开发离不开数据库知识。

鉴于数据库操作的重要性，本章就此技术进行详细的介绍，以方便大家学习使用。

Java提供的JDBC（Java Database Connectivity）使得我们在数据库编程中如鱼得水，实现操作平台独立以及供应商独立的目标。

本章中，我们会首先搭建起JSP开发数据库环境，然后对SQL数据库操作语言进行简单介绍，再通过具体的示例，让读者整体了解和掌握此项技术。

5.1 JDBCJDBC是Java数据库编程的总称，是JDK重要组成部分，指java.sql包中提供的所有支持数据库编程的API类。

JDBC同时提供对第三方数据库提供商在编写驱动软件时遵循的协议和规范。

JDBC通过drivers与数据库通讯和交流，驱动软件翻译Java程序中对数据库访问的代码，使之成为数据库语言，同时，当数据库将数据或信息传给Java程序，驱动软件又将其翻译为Java语言的代码和数据。

当前主流的数据库提供商有很多，如IBM的DB2，微软的SQL Server，MySQL，甲骨文的Oracle等。

当要添加数据到数据库时，不同数据库中添加操作使用的程序可能都不尽相同，是否就意味着必须针对不同的数据库编写相应的程序呢？实际上，根本无需如此麻烦，Java提供的驱动软件称为JDBC/ODBC（Open Database Connectivity，开放数据库连接协议）桥，通过这个ODBC作为我们存取数据库的接口，可以轻易的存取不同数据库。

ODBC最初是MS公司提供的数据库编程协议模式，现成为JDK中java.sql包的数据库驱动软件。

JDBC包含了“应用程序”（Application）、“驱动管理器”（Driver Manager）、“驱动程序”（Driver）、“数据来源”（Data Sources）4个要素，关系如下图5-1所示。

答案仅供参考第一章数据库系统概述选择题B、B、A简答题1.请简述数据,数据库,数据库管理系统,数据库系统的概念。

P27数据是描述事物的记录符号，是指用物理符号记录下来的，可以鉴别的信息。

数据库即存储数据的仓库，严格意义上是指长期存储在计算机中的有组织的、可共享的数据集合。

数据库管理系统是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。

数据库系统是指在计算机中引入数据库技术之后的系统，包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户。

2.请简述早数据库管理技术中，与人工管理、文件系统相比，数据库系统的优点。

数据共享性高数据冗余小易于保证数据一致性数据独立性高可以实施统一管理与控制减少了应用程序开发与维护的工作量3.请简述数据库系统的三级模式和两层映像的含义。

P31答：数据库的三级模式是指数据库系统是由模式、外模式和内模式三级工程的，对应了数据的三级抽象。

两层映像是指三级模式之间的映像关系，即外模式/模式映像和模式/内模式映像。

4.请简述关系模型与网状模型、层次模型的区别。

P35使用二维表结构表示实体及实体间的联系建立在严格的数学概念的基础上概念单一，统一用关系表示实体和实体之间的联系，数据结构简单清晰，用户易懂易用存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性、更好的安全保密性。

第二章关系数据库选择题C、C、D简答题1.请简述关系数据库的基本特征。

P48答：关系数据库的基本特征是使用关系数据模型组织数据。

2.请简述什么是参照完整性约束。

P55答：参照完整性约束是指：若属性或属性组F是基本关系R的外码，与基本关系S的主码K 相对应，则对于R中每个元组在F上的取值只允许有两种可能，要么是空值，要么与S中某个元组的主码值对应。

3.请简述关系规范化过程。

答：对于存在数据冗余、插入异常、删除异常问题的关系模式，应采取将一个关系模式分解为多个关系模式的方法进行处理。

一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式，这就是所谓的规范化过程。

关系规范化理论题目4.20 设关系模式R（ABC），F是R上成立的FD集，F=｛B→A，C→A ｝，ρ=｛AB，BC ｝是R上的一个分解，那么分解ρ是否保持FD集F？并说明理由。

答：已知F={ B→A，C→A }，而πAB（F）={ B→A }，πBC（F）=φ，显然，分解ρ丢失了FD C→A。

4.21 设关系模式R（ABC），F是R上成立的FD集，F=｛B→C，C→A ｝,那么分解ρ=｛AB，AC ｝相对于F，是否无损分解和保持FD？并说明理由。

答：①已知F={ B→C，C→A }，而πAB（F）=φ，πAC（F）={ C→A }显然，这个分解丢失了FD B→C②用测试过程可以知道，ρ相对于F是损失分解。

4.22 设关系模式R（ABCD），F是R上成立的FD集，F=｛A→B，B→C，A→D，D→C ｝，ρ=｛AB，AC，BD ｝是R的一个分解。

①相对于F，ρ是无损分解吗？为什么？②试求F在ρ的每个模式上的投影。

③ρ保持F吗？为什么？答：①用测试过程可以知道，ρ相对于F是损失分解。

②πAB（F）={ A→B }，πAC（F）={ A→C }，πBD（F）=φ。

③显然，分解ρ不保持FD集F，丢失了B→C、A→D和D→C等三个FD。

4.23设关系模式R（ABCD），R上的FD集F=｛A→C，D→C，BD→A｝，试说明ρ=｛AB，ACD，BCD ｝相对于F是损失分解的理由。

答：据已知的F集，不可能把初始表格修改为有一个全a行的表格，因此ρ相对于F是损失分解。

4.24 设关系模式R(ABCD)上FD集为F，并且F=｛A→B，B→C，D→B｝。

① R分解成ρ=｛ACD，BD｝，试求F在ACD和BD上的投影。

② ACD和BD是BCNF吗？如不是，望分解成BCNF。

解：① F在模式ACD上的投影为｛A→C，D→C｝，F在模式BD上的投影为｛D→B｝。

②由于模式ACD的关键码是AD，因此显然模式ACD不是BCNF。

糖尿病智能管理系统的设计与实现第一章序言糖尿病作为一种常见疾病，给患者的生活造成了很大的影响。

糖尿病的管理是很重要的一环，而智能化管理系统更是将病人自我管理的范围扩大了。

本文将介绍糖尿病智能管理系统的设计与实现。

第二章系统架构糖尿病智能管理系统的实现需要从系统架构开始设计。

系统架构应该包括前端、后端和数据库部分。

前端是人机交互的部分，主要包括用户注册登录、使用指南、数据输入、快速查询等交互功能。

后端是处理服务的部分，主要包括处理数据、验证身份、输出结果等功能。

数据库是系统的数据存储中心，用于存储用户信息、糖尿病管理数据、糖尿病专业知识库等。

第三章前端设计前端设计需要从用户体验和用户界面两个方面出发。

用户体验是最基础的需求，要考虑用户的使用场景以及简单易操作的需求。

用户界面则是让用户直观看到系统提供的信息，从而更加了解糖尿病的相关知识和管理方式。

用户体验设计方面，首先要考虑用户注册登录的方式，可以采用手机验证码登录或第三方账号登录的方式，方便快捷。

其次，要求用户注册时填写必要信息，例如患病情况、病史等，以便后台管理员对用户进行更加个性化的管理。

用户界面设计方面，主要分为4个模块：管理首页、实时监控、历史数据、专业知识库。

管理首页主要展示患者的最近健康状况，如血糖值、饮食习惯等，提供一些快速查询的入口。

实时监控模块可以让患者在使用过程中随时监测是否符合临床标准，快速调整糖尿病管理计划。

历史数据模块则将患者输入的数据存储起来，可以满足患者随时查看历史数据的需求。

专业知识库则提供了一些关于糖尿病的常识和具体操作步骤等知识，方便患者深入了解糖尿病的相关知识。

第四章后端设计后端设计包含了数据处理、权限验证以及预处理等模块。

数据处理模块用于处理前端传递来的数据，主要包括血糖值的录入、评估结果的输出等。

权限验证则是用于验证用户身份的合法性，防止患者之间互相推销药品等有害信息。

预处理模块则主要将患者输入的信息进行分析预处理，以保证后续的可行性分析、糖尿病干预结果等更加准确不偏差。

第1章数据库系统概述四、综合题1.商品（商品号，商品名，单价，产地）商店（商店编号，店名，店址，店经理编号）销售（商店编号，商品编号，月销售量）职工（职工编号，职工名，性别，工资，商店编号，聘用开始时间）2.3.第2章关系数据库4. (1)(2)(3)(4)(5)5.(1)(2)(3)第四章关系数据库4.第五章数据库设计1. 数据库系统的设计分为哪几个阶段？各阶段完成的具体任务是什么？答：（1）系统需求分析阶段：要收集数据库所有用户的信息内容和处理要求，并加以规划和分析。

（2）概念结构设计阶段：是把用户的信息要求统一到一个整体逻辑结构中，此结构能够表达用户的要求，是一个独立于任何DBMS软件和硬件的概念模型。

（3）逻辑结构设计阶段：是将上一步所得到的概念模型转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。

（4）物理结构设计阶段：是为逻辑数据模型建立一个完整的能实现的数据库结构，包括存储结构和存取方法。

（5）数据库实施阶段：根据物理结构设计的结果把原始数据装入数据库，建立一个具体的数据库并编写和调试相应的应用程序。

（6）数据库运行与维护阶段：主要是收集和记录实际系统运行的数据，用来评价数据库系统的性能，进一步调整和修改数据库。

2. 数据库结构设计的任务是什么？分别形成的数据库模式是什么？答：数据库的结构设计是指根据给定的应用环境，进行数据库的模式或子模式的设计。

它包括数据库的概念设计、逻辑设计和物理设计。

数据库结构设计的不同阶段形成了数据库的各级模式，即：（1）在概念设计阶段形成独立于机器特点，独立于个DBMS产品的概念模式，在本篇中就是E-R 图；（2）在逻辑设计阶段将E-R图转换成具体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.数据库设计过程的输入和输出有哪些内容?答：数据库设计过程的输入包括四部分内容：1)总体信息需求；2)处理需求；(3)DBMS的特征；(4)硬件和OS(操作系统)特征。