數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 習(xí)題及答案 第一章

習(xí)題一1.1名詞解釋數(shù)據(jù)庫(DB)：在計算機(jī)的存儲設(shè)備上合理存放、相關(guān)聯(lián)、有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)：在計算機(jī)系統(tǒng)中引進(jìn)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)后的組成?；蛘呤菍崿F(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量相關(guān)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，方便用戶使用數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)軟件、硬件資源組成的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)：一個操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，它由一組計算機(jī)程序構(gòu)成。它是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)模型：現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)與信息的模擬和抽象。概念數(shù)據(jù)模型：簡稱概念模型，是獨立于計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，完全不涉及信息在計算機(jī)中的表示，是面向數(shù)據(jù)庫用戶的現(xiàn)實世界模型，主要用來描述現(xiàn)實世界的概念化結(jié)構(gòu)。一對一聯(lián)系：設(shè)有兩個實體集A、B，如果對于實體集A中的每一個實體，B中至多有一個實體與之有聯(lián)系，反之亦然，則稱A、B有一對一聯(lián)系（1：1聯(lián)系）。一對多聯(lián)系：設(shè)有兩個實體集A、B，若A中每個實體與B中任意個實體（包括零個）相聯(lián)系，而B中每個實體至多和A中一個實體有聯(lián)系，則稱A和B是一對多聯(lián)系（1：n聯(lián)系）。多對多聯(lián)系：設(shè)有兩個實體集A、B，若兩個實體集A、B中的每一個實體都和另一個實體集中任意個實體（包括零個）有聯(lián)系，則稱A、B是多對多聯(lián)系（m：n聯(lián)系）。層次模型：層次模型是按照樹狀（層次）結(jié)構(gòu)表示實體集與實體集之間的聯(lián)系模型，用記錄類型描述表示實體集，每個節(jié)點表示一個記錄類型。網(wǎng)狀模型：用有向圖表示實體和實體之間復(fù)雜聯(lián)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型。關(guān)系模型：是最重要的一種數(shù)據(jù)模型，也是目前主要采用的數(shù)據(jù)模型，用二維表格表示現(xiàn)實世界實體集及實體集間的聯(lián)系。關(guān)鍵字：能夠唯一標(biāo)識文件中的某一個記錄的最小字段集。模式：是由數(shù)據(jù)庫設(shè)計者綜合所有用戶數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的觀點構(gòu)造的對數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)的描述。外模式：介于模式與應(yīng)用之間，是用戶與數(shù)據(jù)庫之間的接口，是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。內(nèi)模式：也稱存儲模式，是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。數(shù)據(jù)獨立性：應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨立，不受影響。邏輯數(shù)據(jù)獨立性：表示一旦模式發(fā)生變化，無需改變外模式或應(yīng)用程序的能力。物理數(shù)據(jù)獨立性：表示不會因為內(nèi)模式發(fā)生改變而導(dǎo)致概念模式發(fā)生改變的能力。數(shù)據(jù)字典：描述各級模式的信息，主要包括所有數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)名、意義、描述定義、存儲格式、完整性約束、使用權(quán)限等信息。1.2簡答（1）適合文件系統(tǒng)：匿名ftp服務(wù)器、單機(jī)電腦游戲、程序語言編譯器適合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：工資管理系統(tǒng)，教學(xué)管理系統(tǒng)等（2）文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的區(qū)別：（a）文件系統(tǒng)用文件將數(shù)據(jù)長期保存在外存上，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一存儲數(shù)據(jù)；（b）文件系統(tǒng)中的程序和數(shù)據(jù)有一定的聯(lián)系，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的程序和數(shù)據(jù)分離；（c）文件系統(tǒng)用操作系統(tǒng)中的存取方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)；（d）文件系統(tǒng)實現(xiàn)以文件為單位的數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)以記錄和字段為單位的數(shù)據(jù)共享。文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的聯(lián)系：（a）均為數(shù)據(jù)組織的管理技術(shù)；（b）均由數(shù)據(jù)管理軟件管理數(shù)據(jù)，程序與數(shù)據(jù)之間用存取方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換；（c）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。（3）邏輯獨立性表示一旦模式發(fā)生變化，無需改變外模式或應(yīng)用程序的能力；物理獨立性表示不會因為內(nèi)模式發(fā)生改變而導(dǎo)致概念模式發(fā)生改變的能力。（4）數(shù)據(jù)獨立性是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨立，不受影響。包括數(shù)據(jù)邏輯獨立性和數(shù)據(jù)物理獨立性。邏輯獨立性表示一旦模式發(fā)生變化，無需改變外模式或應(yīng)用程序的能力；物理獨立性表示不會因為內(nèi)模式發(fā)生改變而導(dǎo)致概念模式發(fā)生改變的能力。三級模式兩級映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)具有較高的數(shù)據(jù)獨立性，其中外模式/模式映像保證邏輯獨立性，模式/內(nèi)模式映像保證物理獨立性。（5）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)操作，數(shù)據(jù)的約束條件。（6）概念模型實際上是現(xiàn)實世界到機(jī)器世界的一個中間層次。概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實世界到信息世界的一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶進(jìn)行交流的語言。（7）1：1：學(xué)校和校長，1：n：部門職工和部門主任，m:n:學(xué)生和老師（8）名稱優(yōu)點缺點層次(1)模型簡單，對具有一對多層次關(guān)系的部門描述非常自然，直觀，容易理解，這是層次數(shù)據(jù)庫的突出優(yōu)點；(2）用層次模型的應(yīng)用系統(tǒng)性能好，特別是對于那些實體間聯(lián)系固定的且預(yù)先定義好的應(yīng)用，采用層次模型來實現(xiàn)，其性能優(yōu)于關(guān)系模型；(3)層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持。(1)現(xiàn)實世界中很多聯(lián)系是非層次性的，如多對多聯(lián)系，一個節(jié)點具有多個雙親等，層次模型不能自然的表示這類聯(lián)系，只能通過引入冗余數(shù)據(jù)或引入虛擬結(jié)點來解決(2)對插入和刪除操作的限制比較多(3)查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點網(wǎng)狀(1)能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結(jié)點可以有多個雙親(3)具有良好的性能，存取效率較高(1)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握(2)其DDL，DML語言復(fù)雜，用戶不容易使用。用于記錄之間聯(lián)系是通過存取路徑實現(xiàn)的，應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫時必須選擇適當(dāng)?shù)拇嫒÷窂?。因此，用戶必須了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，加重了編寫應(yīng)用程序的負(fù)擔(dān)關(guān)系（1）靈活性和建庫的簡單性：從軟件開發(fā)的前景來看，用戶與關(guān)系數(shù)據(jù)庫編程之間的接口是靈活與友好的。目前在多數(shù)RDDMS產(chǎn)品中使用標(biāo)準(zhǔn)查詢語言SQL，允許用戶幾乎毫無差別地從一個產(chǎn)品到另一個產(chǎn)品存取信息。與關(guān)系數(shù)據(jù)庫接口的應(yīng)用軟件具有相似的程序訪問機(jī)制，提供大量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)存取方法。（2）結(jié)構(gòu)簡單：從數(shù)據(jù)建模的前景看，關(guān)系數(shù)據(jù)庫具有相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)（元組），可為用戶或程序提供多個復(fù)雜的視圖。數(shù)據(jù)庫設(shè)計和規(guī)范化過程也簡單易行和易于理解。由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的強(qiáng)有力的、多方面的功能，已經(jīng)有效地支持許多數(shù)據(jù)庫納應(yīng)用。（1）數(shù)據(jù)類型表達(dá)能力差（2）復(fù)雜查詢功能差（3）支持長事務(wù)能力差（4）環(huán)境應(yīng)變能力差（9）實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名；屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來；聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1，1:n或m:n），或者用箭頭表示，單箭頭表示1，雙箭頭表示多。（10）外部模式又稱子模式，介于模式和應(yīng)用之間，是用戶與數(shù)據(jù)庫之間的接口，是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述；概念模式簡稱模式，是由數(shù)據(jù)庫設(shè)計者綜合所有用戶數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的觀點構(gòu)造的對數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)的描述；內(nèi)部模式也稱存儲模式，是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。優(yōu)點是保證了數(shù)據(jù)的獨立性，方便用戶使用，利于數(shù)據(jù)共享，安全保密性好。（11）數(shù)據(jù)完整性約束指的是為了防止不符合規(guī)范的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，在用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行插入、修改、刪除等操作時，DBMS自動按照一定的約束條件對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，使不符合規(guī)范的數(shù)據(jù)不能進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，以確保數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)正確、有效、相容。比如：性別只能是男或者女，年齡范圍在0-100等。（12）主要職責(zé)是參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與建立；對系統(tǒng)的運行實行監(jiān)控；定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫性能的改進(jìn)和數(shù)據(jù)庫的重組及重構(gòu)工作。（13）用戶通過DBMS訪問數(shù)據(jù)庫，當(dāng)用戶提出訪問要求后，DBMS接受應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)請求，對用戶的操作請求進(jìn)行分析，然后由DBMS向操作系統(tǒng)發(fā)出請求，操作系統(tǒng)接到命令后，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將結(jié)果送到系統(tǒng)緩沖區(qū)，并發(fā)出讀完標(biāo)志，DBMS接到回答信號后，將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)經(jīng)過模式映射，變成用戶的邏輯記錄送到用戶工作區(qū)，同時給用戶回答成功與否的信息。（14）數(shù)據(jù)字典是指對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理邏輯、外部實體等進(jìn)行定義和描述，其目的是對數(shù)據(jù)流程圖中的各個元素做出詳細(xì)的說明。數(shù)據(jù)字典（Datadictionary）是一種用戶可以訪問的記錄數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序源數(shù)據(jù)的目錄。主動數(shù)據(jù)字典是指在對數(shù)據(jù)庫或應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改時，其內(nèi)容可以由DBMS自動更新的數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)字典的主要作用：數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖共同構(gòu)成系統(tǒng)的邏輯模型。沒有流圖數(shù)據(jù)字典難以發(fā)揮作用。沒有數(shù)據(jù)字典，數(shù)據(jù)流圖就不嚴(yán)格。（15）數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)的集合，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個操縱和管理數(shù)據(jù)庫的軟件，由一組計算機(jī)程序構(gòu)成，位于用戶和操作系統(tǒng)之間，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的管理，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在計算機(jī)系統(tǒng)中引進(jìn)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)后的系統(tǒng)。（16）層次數(shù)據(jù)模型是用樹狀<層次>結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。其實層次數(shù)據(jù)模型就是的圖形表示就是一個倒立生長的樹，由基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的樹（或者二叉樹）的定義可知，每棵樹都有且僅有一個根節(jié)點，其余的節(jié)點都是非根節(jié)點。每個節(jié)點表示一個記錄類型對應(yīng)與實體的概念，記錄類型的各個字段對應(yīng)實體的各個屬性。各個記錄類型及其字段都必須記錄。用有向圖表示實體和實體之間的聯(lián)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型稱為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型。其實，網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型可以看做是放松層次數(shù)據(jù)模型的約束性的一種擴(kuò)展。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型中所有的節(jié)點允許脫離父節(jié)點而存在，也就是說說在整個模型中允許存在兩個或多個沒有根節(jié)點的節(jié)點，同時也允許一個節(jié)點存在一個或者多個的父節(jié)點，成為一種網(wǎng)狀的有向圖。因此節(jié)點之間的對應(yīng)關(guān)系不再是1:n，而是一種m:n的關(guān)系，從而克服了層次狀數(shù)據(jù)模型的缺點。（17）容易使用，數(shù)據(jù)處理速度快且能力強(qiáng)，具有可發(fā)展性，兼容性好，強(qiáng)有力的用戶語言，和諧性，邏輯結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的數(shù)據(jù)保密性和安全性，確保數(shù)據(jù)的完整性，具有邏輯獨立性和物理獨立性。（18）Oracle：完整的數(shù)據(jù)管理功能，分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持各種分布式功能，特別是支持Internet應(yīng)用，界面友好，功能齊全，具有可開放性可移植性可伸縮性等功能，適用于商業(yè)。MicrosoftSQLServer：易用性、適合分布式組織的可伸縮性、用于決策支持的數(shù)據(jù)倉庫功能、與許多其他服務(wù)器軟件緊密關(guān)聯(lián)的集成性、良好的性價比等。適用場合較多；Access：無需編寫任何代碼，直觀的可視化操作，數(shù)據(jù)交換和共享方便，適用于小公司和大公司部門。1.3判斷（1）×（冗余度低）（2）×（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在計算機(jī)系統(tǒng)中引進(jìn)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)后的系統(tǒng)）（3）√（4）√（5）×（數(shù)據(jù)的邏輯獨立性不徹底）（6）×（主要職責(zé)是參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與建立；對系統(tǒng)的運行實行監(jiān)控；定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫性能的改進(jìn)和數(shù)據(jù)庫的重組及重構(gòu)工作）（7）×（8）√（9）×（10）√（11）×（12）√（13）√（14）√（15）√（16）√（17）×（提供了一定程度的邏輯獨立性）（18）×（實體對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫術(shù)語為記錄）（19）√（20）√1.4選擇題ACCACABACCDCDBAC