数据库原理实验指导书

数据结构及数据库原理实验指导书孙毅浙江工业大学机电工程学院CAD研究所2OO1.7.1实验一：（数据结构）Hanoi塔问题求解1.知识辅导：堆栈问题是数据结构中二种主要的线性结构之一。其基本操作是线性表操作的子集，已广泛应用于各种软件产品中。栈操作主要发生在线性表的表尾进行插入或删除操作。其在计算机中的存储结构可利用数组或链表方式来实现。压栈及出栈操作可通过栈顶元素的变化来实现。从空间的合理应用及操作的便利方式上考虑，利用链表结构有利于计算机代码的管理与实现。2.实验目的通过对Hanoi塔问题的求解，复习并掌握数据结构中线性结构的存储结构实现方式、操作方法的实现，并培养软件编程实现过程中对程序模块的安全检测与控制能力。3.实验内容：设有A、B、C三根立柱(如图所示)和N个大小不等的中空圆盘从小到大依次编号（1,2,3,……，N）已在A柱上堆成塔形，试将此盘全部移至轴，且按原样迭成塔形。在移动中有如下限制：每次只能移动一个圆盘；123ABC2任何时候均不得大盘压在小盘中；圆盘只允许套在A、B、C三根立柱上。4.实验思考说明：该问题可归结为三个子任务：（1）将1～N-1号盘移至B轴。移动时C轴作辅助轴；（2）将N号盘由A轴移至C轴；(3)再将号盘从B轴移动至C轴，A轴作辅助轴。其中：（2）只需移动一次完成；（1）和（3）与原问题的提法完全相同，只不过圆盘数量少1个，且A、B、C三个立轴的作用也有所不同。可设计一个过程：movetow(height,from,to,using);/*height表示圆盘的高度（号数）,from表示圆盘移动的源轴，to表示目标轴，using表示辅助轴*/这样，Hanoi塔问题的求解就演变为下面三个过程操作：其中send（N,from,to）表示将N号盘从from轴移至to轴。5.实验安排：此实验安排在线性结构内容结束以后进行，学生在实验前应完成对实验内容内容预习，并掌握求解方法，写出完成Hanoi塔问题的程序代码。课内安排二课时的上机时间，主要解决代码的调试，程序的容错性检测。movetow(N,A,B,C)movetow(N-1,A,B,C)Send(N,A,C)movetow(N-1,B,C,A)3函数递归调用函数安全检测代码实现4实验二、(数据库系统原理)数据库系统实现1.前言数据库原理是一门理论和实践很强的课程。本课程的学习知识点要求掌握两方面内容：第一方面是数据库系统管理和设计理论，第二方面是完成一个具体系统的实现（上机实践）以巩固对本课程所学的知识。因此数据库的实验将主要围绕这上述两个方面进行。通过对网络环境下的相关数据库产品（WindowsNT4.0,SQLServer7.0）的学习、熟悉和了解，利用给出的一个具体问题，让学生通过对综合问题的分析，先进行书面设计要求达到3NF模式然后在RDBMS下设计，最后对数据库编程以达到利用高级语言处理数据库的目的。本部分内容的学习工作量比较大，对基础性知识的需求也较高，实验过程的可控性较差，因此，上机实验成为学生掌握所学知识的一个主要途径。上机过程与知识点的理论学习同步分阶段进行。2.实验内容：下面是某系统面向数据库需求的基本情况，根据系统的需求叙述完成各个实验阶段的内容：有学校教学工作流程如下：1、教师：工作证号、姓名、职称、办公室2、学生：学号、姓名、性别、专业、班级代码3、课程：课程代码、课程名称、学时4、班级：班级代码、班级名称、宿舍楼5、学生选课：学号、课程代码、成绩6、教师授课：工作证号、课程代码、教室、授课时间其中：一个学生可以选择多门课程，一门课程可以被多个5学生选择；一个教师可以教多门课程，一门课程也可以由多个教师来教。3.各阶段的实验内容：实验阶段1：实验要求：(1).找出各实体之间的联系、指出是各个实体间联系的类型，并利用E-R方法建立学校教学工作流程的实体联系模型。(2).试写出本系统的需求报告，画出E-R模型图并对该图作出说明。（如实体定义的依据、实体属性域的基本内容等）实验指导：数据库设计的第一个重要阶段是概念设计。在该阶段应首先根据实际的应用需求，对系统的研究对象：数据进行抽象，建立正确的数据模型（正确的数据结构、合理的数据操作、完备的数据约束）以保证数据库系统的安全与强壮。从客观应用到数据模型的抽象过程或分为三级：第一级抽象--概念模型：理解实体、实体集、属性、码、域、及联系等概念与数据项之间的对应关系。1976年P.P.P.Chen提出的E-R（EntityRalation）模型是学习数据库设计中最常用的模型，需重点加以理解与掌握：实体型：矩形+实体名；课程教师联系名参考书mn1实体型A实体型B联系名116属性：椭圆形，用无向线与实体相边；联系：菱形+联系名，无向边与实体相连，在边上标注联系的名称。第二级抽象--数据模型:(层次、网状)关系型数据模型是当前最常用的实用型数据库管理模型，典型的ORACLE、Syebase、SQLServer等系统都是关系型数据库数据管理模型。在进行数据库系统的概念设计时，应兼顾到其后以数据模型实现问题。实验方式：该部分的实验内容是下一步进行建立数据库结构的基础，可以教师在堂辅导或课外自习完成。实验内容名称E-R模型实验阶段2：逻辑数据库设计及数据录入71、逻辑数据库设计在分析产生E-R模型的基础上，根据E-R模型的实体及属性域完成建立逻辑数据库设计任务，主要有以下二个方面的任务：（1）是要建立与数据库表域相对应的逻辑表结构：如表1；（2）建立数据库中各表之间及域之间发生的关系模式。并在建表过程中加以实现。[表1]表名(实体名)主键(PK)相关表外键(FK)属性名类型(长度)缺省值约束关系是否为空注：以下页中按表1所示方式完成逻辑数据库表结构的设计任务。89（3）要求学生在QueryAnalyzer中利用CreateTable语句建立关系。CreateTable语句格式如下：CreateTable[dbo].[关系名]([属性名][类型]（长度）[NULL|NOTNULL]...)ON[PRIMARY]GO指导：QueryAnalyzer是SQLServer系统软件中的一个查询设计器软件平台，可直接调用，也可通过Enterprisemanager环境下的tool功能进行调用。在运行过程中请注意首先正确选择（或建立）数据库才能执行上述操作。学习：也可利用Enterprisemanager环境进行数据库的表结构设计，再对其进行SQL语句生成，对系统自动生成的语句进行学习。2、数据录入数据录入有两种方式：一种是用VB和SQL语句编程序录入；另一种方式是在Enterprisemanager环境下录入。本实验要求学生在Enterprisemanager环境下录入。实验指导：Enterprisemanager是SQLServer数据库系统的主要可视化操作平台，几乎所有的数据库管理及控制操作均可通过该软件完成。有关此软件模块的使用请参考相关的参考文献可使用说明。步骤：1、进入Enterprisemanager;2、选择STUDENT数据库;3、选择Table项;4、选择所建立的表名开始录入数据.10实验阶段3：数据库查询（8学时）实验指导：数据库的系统结构从DBMS的角度看，通常采用三级模式：外模式、模式、内模式(如图所示)。外模式：又称为用户模式，是数据库用户可见和使用的局部数据的逻辑结构和特性描述，不同的用户可通过不同的外模式访问数据库。数据查询和视图是外模式在数据库实现中的具体手段。模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特性描述，是全局性的共同数据逻辑结构，一个数据库只有一个模式；内模式是与实际存储结构有关的逻辑结构和数据描述，如存储方式，索引机制、加密方法等以内视图的方式表现出的存储模式。在本实验中，主要是熟悉在数据库环境下，对外视图的操作与控制。QueryAnalyzer是SQLServer数据库的查询处理器软件，SQL语句的操作与实现均可在此软件中进行。但其执行方式是以命令式的形式进行的，如下图所示为SQLServer方式下的三级模式实现机制：基本表、视图、数据文件是其主要的组成元素。通过以下的实验内容可学习与掌握SQL语言的语法及应用。重点掌握对各个组成元数据库内模式模式外模式1外模式2外模式3应用A应用B应用D应用E应用C外模式/模式映象模式/内模式映象11素的创建、修改及删除操作（见附表）。操作对象创建删除修改基本表(模式)CREATETABLEDROPTABLEALTERTABLE视图（外模式）CREATEVIEWDROPVIEW索引（内模式）CREATEINDEXDROPINDEX数据库CREATEDATEBASE实验内容：（1）。利用QueryAnalyzer查询数据库在QueryAnalyzer中，利用SQL语言完成下列查询并写出完整的SQL语句。查找选修“数据库”课程学生的学号、姓名和专业；查找选修“王老师”所授课程学生的学号、姓名；查找在“J200”教室上课的学生所在班级；查找给“计算机专业”上“数据结构”课程教师的职称；查找“C02学生所选课程授课教师的办公室；SQL视图1视图2基本表1基本表2基本表3基本表4存储文件1存储文件2存储模式模式外模式12查找选择“李老师”“早8:00”在“J280教室所开课程的学生专业和班级；完成上述的SQL查询，并将结果填入下的列表中查询序号名称内容1相关表名相关表间的关联SQL语句2相关表名相关表间的关联SQL语句3相关表名相关表间的关联SQL语句4相关表名相关表间的关联SQL语句135相关表名相关表间的关联SQL语句6相关表名相关表间的关联SQL语句查询结果粘贴处：(将上述六个查询结果数据的打印件附在此处，空间不够时，请折叠)14（2）。利用VB6.0编程序查询数据库在VB6.0中首先利用ODBC或ADO方式连接数据库；然后编程序设计一个人机交互界面，列出上述六个查询，将SQL语句嵌入VB6.0中完成数据库查询实验考核：实验考核采取实验报告和程序检验相结合的方式；1、实验报告：E-R模型图关系模型查询语句查询结果2、程序功能检验：在C/S架构下检验实验三的程序功能；实验要求通过对一个现实世界的应用问题的分析，学会利用数据库的理论知识（管理策略、数据组织方式、方案分析及规划以及数据库的逻辑组织及实现）正确分析问题、解决问题，并在完成分析及理解的基础上，完成若干数据库方面的实验内容：1、用E-R图方法设计概念数据库；2、用关系方法设计数据库模型；3、用SQLServer7.0建立关系数据库；4、利用VB6.0（或其它编程语言，如VC++、PowerBuild、Delphi等）等前端编程语言设计用户界面接口程序并完成对SQLServer7.0数据库管理。实验环境：数据库原理实验要求如下环境，服务器端：WindowsNT4.0网络、C/S结构的数据库服务器（SQLServer7.0）、VB6.0(或其它编程语言环境)。实验学时数：15课外4学时+上机20学时。