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数据库原理之数据库概论课后习题及答案1.1 名词解释 (1) DB:即数据库(Database),是统一管理的相关数据的集合。 DB 能为各种用户共享,具有最小冗余度,数据间联系密切,而又有较高的数据独立性。(2) DBMS:即数据库管理系统(Database Management System),是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件, 为用户或应用程序提供访问 DB 的方法,包括 DB 的建立、查询、更新及各种数据控制。 DBMS 总是基于某种数据模型,可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型 DBMS。 (3) DBS:即数据库系统(Database System),是实现有组织地、动态地存储大量关联数据, 方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统,即采用了数据库技术的计算机系统。 (4) 1: 1 联系 :如果实体集 E1 中的每个实体最多只能和实体集 E2 中的一个实体有联系,反之亦然, 那么实体集 E1 对 E2 的联系称为“一对一联系” ,记为“1:1” 。 (5) 1:N 联系 :如果实体集 E1 中每个实体与实体集 E2 中任意个(零个或多个)实体有联系,而 E2 中每个实体至多和 E1 中的一个实体有联系,那么 E1 对 E2 的联系是“一对多联系” ,记为“1:N” 。 (6) M:N 联系 :如果实体集 E1 中每个实体与实体集 E2 中任意个(零个或多个)实体有联系, 反之亦然,那么 E1 对 E2 的联系是“多对多联系” ,记为“M :N ”。 (7) 数据模型:模型是对现实世界的抽象。在数据库技术中,表示实体类型及实体类型间联系的模型称为“数据模型” 。 它可分为两种类型:概念数据模型和结构数据模型。 (8) 概念数据模型:是独门于计算机系统的模型,完全不涉及信息在系统中的表示, 只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构。 (9) 结构数据模型:是直接面向数据库的逻辑结构,是现实世界的第二层抽象。 这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统,所以称为“结构数据模型” 。 结构数据模型应包含:数据结构、数据操作、数据完整性约束三部分。它主要有:层次、网状、关系三种模型。 (10) 层次模型: 用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。 (11) 网状模型 :用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。 (12) 关系模型:是目前最流行的数据库模型。其主要特征是用二维表格结构表达实体集,用外鍵表示实体间联系。 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。 (13) 概念模式:是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成。 概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。 三级模式与二级映像 (14) 外模式: 是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述。 (15) 内模式:是数据库在物理存储方面的描述,定义所有的内部记录类型、索引和文件的组成方式, 以及数据控制方面的细节。 (16) 模式/内模式映象:这个映象存在于概念级和内部级之间,用于定义概念模式和内模式间的对应性, 即概念记录和内部记录间的对应性。此映象一般在内模式中描述。 (17) 外模式/模式映象:这人映象存在于外部级和概念级之间,用于定义外模式和概念模式间的对应性, 即外部记录和内部记录间的对应性。此映象都是在外模式中描述。 (18) 数据独立性:在数据库技术中,数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立,不受影响。 数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立性两级。 (19) 物理数据独立性:如果数据库的内模式要进行修改,即数据库的存储设备和存储方法有所变化, 那么模式/内模式映象也要进行相应的修改,使概念模式尽可能保持不变。也就是对模式的修改尽量不影响概念模式。 (20) 逻辑数据独立性:如果数据库的概念模式要进行修改(如增加记录类型或增加数据项) ,那么外模式/模式映象也要进行相应的修改,使外模式尽可能保持不变。 也就是对概念模式的修改尽量不影响外模式和应用程序。 (21) 宿主语言:在数据库技术中,编写应用程序的语言仍然是一些高级程序设计语言, 这些语言称为宿主语言(host language), 简称主语言。 (22) DDL:数据定义语言( Data Definition Language),用于定义数据库的三级结构,包括外模式、概念模式、内模式及其相互之间的映象,定义数据的完整性、安全控制等约束。(23) DML:数据操纵语言(Data Manipulation Language),由 DBMS 提供,用于让用户或程序员使用,实现对数据库中数据的操作。 DML 分成交互型 DML 和嵌入型 DML 两类。依据语言的级别,DML 又可分成过程性 DML 和非过程性 DML 两种。 (24) 交互型 DML:如果 DML 自成系统,可在终端上直接对数据库进行操作,这种 DML 称为交互型 DML。 (25) 嵌入型 DML:如果 DML 嵌入在主语言中使用,此时主语言是经过扩充能处理 DML 语句的语言,这种 DML 称为嵌入型 DML。 (26) 过程性 DML:用户编程时,不仅需要指出“做什么” (需要什么样的数据) ,还需要指出“怎么做” (怎么获得数据) 。层状、网状的 DML 属于过程性语言。 (27) 非过程性 DML:用户编程时,只需要指出“做什么” ,不需要指出“怎么做” 。 Notice:以上关于 DML 的各个概念单独出现时,首先要解释 DML 的含义。 (28) DD:数据字典( Data Dictionary),数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典。 对数据库的操作都要通过访问 DD 才能实现。 (29) DD 系统: 管理 DD 的实用程序称为“DD 系统” 。 1.2 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷?试举例说明。 文件系统有三个缺陷: (1)数据冗余性(redundancy) 。由于文件之间缺乏联系,造成每个应用程序都有对应的文件, 有可能同样的数据在多个文件中重复存储。 (2)数据不一致性(inconsistency) 。这往往是由数据冗余造成的,在进行更新操作时,稍不谨慎, 就可能使同样的数据在不同的文件中不一样。 (3)数据联系弱(poor data relationship)。这是由文件之间相互独立,缺乏联系造成的。 1.3 数据库阶段的数据管理有些什么特点? (1) 采用复杂的数据模型表示数据结构 (2) 有较高的数据独立性(数据结构分成用户的逻辑结构、整体逻辑结构和物理结构三级) (3) 数据库系统为用户提供方便的用户接口,可以使用查询语言、终端命令或程序方式操作数据, 也可以用程序方式操作数据库。 (4) 系统提供了四个方面的数据控制功能:数据库的恢复、并发控制、数据完整性和数据安全性, 以保证数据库中数据是安全的、正确的和可靠的。 (5) 对数据的操作不一定以记录为单位,还可以数据项为单位,增加了系统的灵活性。 1.4 你怎样理解实体、属性、记录、字段这些概念的类型和值的差别?试举例说明。 实体(entity):是指客观存在可以相互区别的事物。实体可以是具体的对象,如:一个学生,一辆汽车等; 也可以是抽象的事件,如:一次借书、一场足球赛等。 属性(attribute): 实体有很多特性,每一个特性称为属性。每个属性有一个值域, 其类型可以是整数型、实数型、字符串型。比如,学生(实体)有学号、姓名、年龄、性别等属性, 相应值域为字符、字符串、整数和字符串型。 字段(field):标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。它是可以命名的最小信息单位, 所以又称为数据元素或初等项。字段的命名往往和属性名相同,比如,学生有学号、姓名、年龄、性别等字段。 记录(record):字段的有序集合称为记录。一般用一个记录描述一个实体, 所以记录又可以定义为能完整地描述一个实体的字段集。如:一个学生记录,由有序的字段集(学号、姓名、年龄、性别等)组成。 1.5 逻辑记录与物理记录,逻辑文件与物理文件有些什么联系和区别? 联系: (1)逻辑记录与物理记录都是记录,是字段的有序集合; (2)逻辑文件与物理文件都是文件,是同一类记录的汇集。 区别: (1)逻辑记录与逻辑文件是逻辑数据描述,物理记录与物理文件是物理数据描述。 (2)物理数据描述是指数据在存储设备上的存储方式,物理记录、物理文件(还有物理联系、物理结构等术语) , 都是用来描述实际存储设备上的数据。 (3)逻辑数据描述是指程序员或用户用以操作的数据形式,是抽象的概念化数据。 逻辑记录、逻辑文件(还有逻辑联系、逻辑结构等术语) ,都是用户观点的数据描述。1.6 为某百货公司设计一个 ER 模型。 百货管辖若干个连锁商店,每家商店经营若干商品, 每家商店有若干职工,但每个职工只能服务于一家商店。实体类型“商店”的属性有:商店编号,店名,店址,店经理。 实体类型“商品”的属性有:商品编号,商品名,单价,产地。实体类型“职工”的属性有:职工编号,职工名,性别,工资。 在联系中应反映出职工参加某商店工作的开始时间,商店销售商品的月销售量。 试画出反映商店、商品、职工实体类型及联系类型的 ER 图,并将其转换成关系模式集。 实体:商店(商店编号,店名,店址,店经理) 商品(商品编号,商品名,单价,产地) 职工(职工编号,职工名,性别,工资) 联系:SC(商店 商品之间 1:N 的联系,联系属性为“职工参加商店工作的开始时间” 。 SE(商店职工之间 1:N 的联系),联系属性为“月销售量” 。 ER 图: 关系模式集:商店模式(商店编号,店名,店址,店经理) 商品模式(商品编号,商品名,单价,产地,商店编号,月销售量) 职工模式(职工编号,职工名,性别,工资,商店编号,开始时间) 1.7 试述 ER 模型、层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型的主要特点。 ER 模型的主要特点: (1)优点:接近于人的思维,容易理解;与计算机无关,用户容易接受。 (2)缺点:只能说明实体间语义的联系,不能进一步说明详细的数据结构。 层次模型的特点: (1)优点:记录之间的联系通过指针实现,查询效率较高。(2)缺点:只能表示 1:N 联系,实现 M:N 结构较复杂;由于层次顺序的严格和复杂,引起数据的查询和更新操作也很复杂。 网状模型的特点:(1)优点:记录之间联系通过指针实现,M:N 联系也容易实现(每个M:N 联系可拆成两个 1:N 联系) ,查询效率较高。 (2)缺点:编写应用程序比较复杂,程序员必须熟悉数据库的逻辑结构。 关系模型的特点:用关鍵码而不是用指针导航数据,表格简单,用户易懂,编程时并不涉及存储结构、访问技术等细节。 1.8 试述概念模式在数据库结构中的重要地位。 概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成。 概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。 数据按外模式的描述提供给用户,按内模式的描述存储在磁盘中,而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点, 并使得两级的任何一级的改变都不受另一级的牵制。1.9 数据独立性与数据联系这两个概念有什么区别? 数据独立性是指应用程序与数据之间相互独立,不受影响。 数据联系是指同
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