數(shù)據(jù)庫(kù)原理習(xí)題

習(xí)題一1.什么是數(shù)據(jù)？數(shù)據(jù)有什么特征？數(shù)據(jù)和信息有什么關(guān)系？2.什么是數(shù)據(jù)處理？數(shù)據(jù)處理的目的是什么？3.數(shù)據(jù)管理的功能和目標(biāo)是什么？4.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)？數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)？5.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)？它的主要功能是什么？6.數(shù)據(jù)冗余能產(chǎn)生什么問(wèn)題？7.什么是數(shù)據(jù)的整體性？什么是數(shù)據(jù)的共享性？為什么要使數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有整體性和共享性？8.信息管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有什么關(guān)系？9.用文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)有什么缺陷？10.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有什么特點(diǎn)？11.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件有什么要求？12.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟件由哪些部分組成？它們的作用及關(guān)系是什么？13.試述數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的職責(zé)。14.試述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)及每級(jí)模式的作用？15.什么是數(shù)據(jù)的獨(dú)立性？數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中為什么能具有數(shù)據(jù)獨(dú)立性？16.試述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的二級(jí)映像技術(shù)及作用。17.在下面所列出的條目中哪些是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基本功能______。A.數(shù)據(jù)庫(kù)定義B.數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)C.數(shù)據(jù)庫(kù)存取D.數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)中其他軟件系統(tǒng)的通信18.在數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)中，內(nèi)模式有______。A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.任意多個(gè)19.下面列出的條目中,哪些是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的主要特點(diǎn)______。A.數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化B.數(shù)據(jù)的冗余度小C.較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性D.程序的標(biāo)準(zhǔn)化20.在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，下面哪個(gè)模塊不是數(shù)據(jù)庫(kù)存取的功能模塊_______。A.事務(wù)管理程序模塊B.數(shù)據(jù)更新程序模塊C.交互式程序查詢模塊D.查詢處理程序模塊習(xí)題一解答1．答：數(shù)據(jù)是用于載荷信息的物理符號(hào)。數(shù)據(jù)的特征是：①數(shù)據(jù)有“型”和“值’之分；②數(shù)據(jù)受數(shù)據(jù)類型和取值范圍的約束；③數(shù)據(jù)有定性表示和定量表示之分；④數(shù)據(jù)應(yīng)具有載體和多種表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系為：數(shù)據(jù)是信息的一種表現(xiàn)形式，數(shù)據(jù)通過(guò)能書(shū)寫(xiě)的信息編碼表示信息。信息有多種表現(xiàn)形式，它通過(guò)手勢(shì)、眼神、聲音或圖形等方式表達(dá)，但是數(shù)據(jù)是信息的最佳表現(xiàn)形式。由于數(shù)據(jù)能夠書(shū)寫(xiě)，因而它能夠被記錄、存儲(chǔ)和處理，從中挖掘出更深層的信息。但是，數(shù)據(jù)不等于信息，數(shù)據(jù)只是信息表達(dá)方式中的一種。正確的數(shù)據(jù)可表達(dá)信息，而虛假、錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)所表達(dá)的是謬誤，不是信息。2．答：數(shù)據(jù)處理是指對(duì)數(shù)據(jù)的收集、組織、整理、加工、存儲(chǔ)和傳播等工作。圍繞著數(shù)據(jù)所做的工作均稱為數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理目的為：通過(guò)數(shù)據(jù)管理，收集信息并將信息用數(shù)據(jù)表示和保存，在需要的時(shí)候，為各種使用和數(shù)據(jù)處理提供數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)加工，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、抽取和運(yùn)算，從而得到更有用的數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)或控制人的行為或事物的變化趨勢(shì)；通過(guò)數(shù)據(jù)傳播，使更多的人得到并理解信息，從而使信息的作用充分發(fā)揮出來(lái)。3．答：數(shù)據(jù)管理的功能為：①組織和保存數(shù)據(jù)功能，即將收集到的數(shù)據(jù)合理地分類組織，將其存儲(chǔ)在物理載體上，使數(shù)據(jù)能夠長(zhǎng)期地被保存。②數(shù)據(jù)維護(hù)功能，即根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行插入新數(shù)據(jù)、修改原數(shù)據(jù)和刪除失效數(shù)據(jù)的操作；③數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，即快速地得到需要的正確數(shù)據(jù)，滿足各種使用要求；④數(shù)據(jù)的安全和完整性控制功能，即保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)管理的目標(biāo)是：收集完整的信息，將信息用數(shù)據(jù)表示，按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理科學(xué)地組織并保存數(shù)據(jù)；為各種使用快速地提供需要的正確數(shù)據(jù)，并保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。4．答：數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)管理的新方法和技術(shù)，它是一個(gè)按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有的特點(diǎn)是：①數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)整體性，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)要保持自身完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；②數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)共享性，不同的用戶可以按各自的用法使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，多個(gè)用戶可以同時(shí)共享數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)資源。5．答：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DBMS（DatabaseManagementSystem），它是專門用于管理數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能夠?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護(hù)、查詢和統(tǒng)計(jì)等操作功能，并完成對(duì)數(shù)據(jù)完整性、安全性進(jìn)行控制的功能。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的主要功能是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)控制功能。其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)操作是：數(shù)據(jù)庫(kù)的定義功能，指為說(shuō)明庫(kù)中的數(shù)據(jù)情況而進(jìn)行的建立數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的操作；數(shù)據(jù)庫(kù)建立功能，指將大批數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，它使得庫(kù)中含有需要保存的數(shù)據(jù)記錄；數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)功能，指對(duì)數(shù)據(jù)的插入、刪除和修改操作，其操作能滿足庫(kù)中信息變化或更新的需求；數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)功能，指通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，為實(shí)際應(yīng)用提供需要的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制功能為：數(shù)據(jù)安全性控制功能，即為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)安全可靠，防止不合法的使用造成數(shù)據(jù)泄漏和破壞，即避免數(shù)據(jù)被人偷看、篡改或搞壞；數(shù)據(jù)完整性控制功能，指為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確、有效和相容，以防止不合語(yǔ)義的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)被輸入或輸出。6．答：數(shù)據(jù)冗余度大會(huì)造成浪費(fèi)存儲(chǔ)空間的問(wèn)題，使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和查詢都不容易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，由于文件系統(tǒng)中相同的數(shù)據(jù)需要重復(fù)存儲(chǔ)和各自的管理，數(shù)據(jù)冗余度大還會(huì)給數(shù)據(jù)的修改和維護(hù)帶來(lái)麻煩和困難，還特別容易造成數(shù)據(jù)不一致的惡果。數(shù)據(jù)冗余度大時(shí)，由于數(shù)據(jù)重復(fù)出現(xiàn)，還使得數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果不正確。7．答：數(shù)據(jù)的整體性是指在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，要站在全局需要的角度進(jìn)行抽象和組織數(shù)據(jù)；要完整地、準(zhǔn)確地描述數(shù)據(jù)自身和數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的情況；要建立適合整體需要的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)的共享性是指由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是從整體角度上看待和描述數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)不再是面向某個(gè)應(yīng)用，而是面向整個(gè)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的整體性高會(huì)使得數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)冗余度變小，從而避免了由于數(shù)據(jù)冗余度大帶來(lái)的數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題，也避免了由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)維護(hù)麻煩和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤問(wèn)題。數(shù)據(jù)共享度高會(huì)提高數(shù)據(jù)的利用率，它使得數(shù)據(jù)更有價(jià)值和更容易、更方便地被使用。8．答：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是提供數(shù)據(jù)庫(kù)管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，它為信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了方法、手段和工具，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)信息管理系統(tǒng)可以達(dá)到事半功倍的效果。信息管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)某種具體事物管理功能的應(yīng)用軟件。信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，信息管理系統(tǒng)可以更快、更好地設(shè)計(jì)和實(shí)施。9．答：用文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)會(huì)有三個(gè)缺陷：①由于文件之間缺乏聯(lián)系，會(huì)造成每個(gè)應(yīng)用程序都有對(duì)應(yīng)的文件，有可能同樣的數(shù)據(jù)在多個(gè)文件中重復(fù)存儲(chǔ)，所以數(shù)據(jù)冗余度大。②由于數(shù)據(jù)冗余，在進(jìn)行更新操作時(shí)，稍不謹(jǐn)慎，就可能使同樣的數(shù)據(jù)在不同的文件中不一樣，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致缺陷。③由于文件之間相互獨(dú)立，缺乏聯(lián)系，會(huì)造成數(shù)據(jù)聯(lián)系弱的缺陷。10．答：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有5方面的特點(diǎn)：①采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。②有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。③數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。④系統(tǒng)提供有數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)安全性的數(shù)據(jù)控制功能，以保證數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是安全的、正確的和可靠的。⑤對(duì)數(shù)據(jù)的操作不一定以記錄為單位，也可以以數(shù)據(jù)項(xiàng)為單位，從而增加了系統(tǒng)的靈活性。11．答：由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)之上的，它在必需的硬件資源支持下才能工作。支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件資源包括CPU、內(nèi)存、外存及其他外部設(shè)備。外部設(shè)備主要包括某個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)通信設(shè)備和數(shù)據(jù)輸入輸出設(shè)備。因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軟件內(nèi)容多所以要求其硬件設(shè)備能夠處理并快速處理數(shù)據(jù)，這需要硬件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大、數(shù)據(jù)處理速度和數(shù)據(jù)輸入輸出速度快。具體要求為：①計(jì)算機(jī)內(nèi)存要盡量大；②計(jì)算機(jī)外存也要盡量大；③計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速度要快。12．答：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟件中包括操作系統(tǒng)（OS）、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）、主語(yǔ)言系統(tǒng)、應(yīng)用程序軟件和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。各軟件之間的關(guān)系如圖5-1所示。圖5-1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中各種軟件的作用如下：①操作系統(tǒng)或漢字操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)是所有計(jì)算機(jī)軟件的基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中它起著支持DBMS及主語(yǔ)言系統(tǒng)工作的作用。如果管理的信息中有漢字，則需要中文操作系統(tǒng)的支持，以提供漢字的輸入、輸出方法和漢字信息的處理方法。②數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和主語(yǔ)言系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是為定義、建立、維護(hù)、使用及控制數(shù)據(jù)庫(kù)而提供的有關(guān)數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)軟件。主語(yǔ)言系統(tǒng)是為應(yīng)用程序提供的諸如程序控制、數(shù)據(jù)輸入輸出、功能函數(shù)、圖形處理、計(jì)算方法等數(shù)據(jù)處理功能的系統(tǒng)軟件。③應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具軟件：應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具是DBMS系統(tǒng)為應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員和最終用戶提供的高效率、多功能的應(yīng)用生成器、第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等各種軟件工具．如報(bào)表生成器、表單生成器、查詢和視圖設(shè)計(jì)器等，它們?yōu)閿?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和使用提供了良好的環(huán)境和幫助。④應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)包括為特定的應(yīng)用環(huán)境建立的數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)發(fā)的各類應(yīng)用程序及編寫(xiě)的文檔資料，它們是一個(gè)有機(jī)整體。通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的維護(hù)、查詢、管理和處理操作。13．答：數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（即DBA）的職責(zé)為：①DBA應(yīng)參與數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員只有參與數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，才可能使自己對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計(jì)方法了解得更清楚，為以后管理工作打下基礎(chǔ)。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)庫(kù)管理員是用戶，他們對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)世界非常了解，能夠提出更合理的要求和建議，所以有DBA參與系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，可以使其設(shè)計(jì)更合理。②DBA應(yīng)參與決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略的工作。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員要綜合各用戶的應(yīng)用要求，和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)員共同決定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略，使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間利用得更合理，存取效率更高。③DBA要負(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性條件。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的重要職責(zé)是保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和數(shù)據(jù)完整性。DBA要負(fù)責(zé)定義各用戶的數(shù)據(jù)使用權(quán)限、數(shù)據(jù)保密級(jí)別和數(shù)據(jù)完整性的約束條件。④DBA負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)和數(shù)據(jù)恢復(fù)工作。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員要負(fù)責(zé)監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行，及時(shí)處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，排除系統(tǒng)故障，保證系統(tǒng)能夠正常工作。在日常工作中，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員要負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)庫(kù)使用的“日志文件”，通過(guò)日志文件了解數(shù)據(jù)庫(kù)的被使用和更改的情況。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員還要定期對(duì)數(shù)據(jù)作“備份”，為以后的數(shù)據(jù)使用（即處理歷史數(shù)據(jù)）和數(shù)據(jù)恢復(fù)做準(zhǔn)備。當(dāng)系統(tǒng)由于故障而造成數(shù)據(jù)庫(kù)被破壞時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員要根據(jù)日志文件和數(shù)據(jù)備份進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)工作，使數(shù)據(jù)庫(kù)能在最短的時(shí)間里恢復(fù)到正確狀態(tài)。⑤DBA負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)和重組。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員負(fù)責(zé)監(jiān)視和分析系統(tǒng)的性能，使系統(tǒng)的空間利用率和處理效率總是處于較高的水平。當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或由于長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)插入、刪除操作造成系統(tǒng)性能降低時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員要按一定策略對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行改造或重組工作。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)的改造工作也由數(shù)據(jù)庫(kù)管理負(fù)責(zé)進(jìn)行。14．答：數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式是指邏輯模式、外模式（子模式）、內(nèi)模式（物理模式）。邏輯模式是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。外模式是對(duì)各個(gè)用戶或程序所涉及到的數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)特征的描述。內(nèi)模式是數(shù)據(jù)的內(nèi)部表示或底層描述。邏輯模式是系統(tǒng)為了減小數(shù)據(jù)冗余、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的目標(biāo)，并對(duì)所有用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合抽象而得到的統(tǒng)一的全局?jǐn)?shù)據(jù)視圖。通過(guò)外模式，可以方便用戶使用和增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性。通過(guò)設(shè)計(jì)內(nèi)模式，可以將系統(tǒng)的模式（全局邏輯模式）組織成最優(yōu)的物理模式，以提高數(shù)據(jù)的存取效率。改善系統(tǒng)的性能指標(biāo)。15．答：數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間的依賴程度低，相互影響小。數(shù)據(jù)獨(dú)立性分成物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性和邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性兩級(jí)。數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性是指應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的依賴程度。數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性高是指當(dāng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)用程序不需要修改也可以正常工作。數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性是指應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)的依賴程度。數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性高是指當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，它們對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序不需要改變?nèi)钥梢哉＿\(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之所以具有數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性高的特點(diǎn)，是因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能夠提供數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像或轉(zhuǎn)換功能。這種數(shù)據(jù)映像功能使得應(yīng)用程序可以根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且一旦數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，系統(tǒng)可以通過(guò)修改其映像來(lái)適應(yīng)變化。所以數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)的變化不會(huì)影響到應(yīng)用程序的正確執(zhí)行。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之所以具有較高的數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性，是由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠提供數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)和局部邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像和轉(zhuǎn)換功能。這種數(shù)據(jù)映像功能使得數(shù)據(jù)庫(kù)可以按數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而應(yīng)用程序可以按數(shù)據(jù)局部邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣，當(dāng)全局邏輯結(jié)構(gòu)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，即使那些與變化相關(guān)的數(shù)據(jù)局部邏輯結(jié)構(gòu)受到了影響，也可以通過(guò)修改與全局邏輯結(jié)構(gòu)的映像而減小其受影響的程度，使數(shù)據(jù)局部邏輯結(jié)構(gòu)基本上保持不變。由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的程序是按局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，并且當(dāng)全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)變換時(shí)可以使局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)基本保持不變，所以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性高。16．答：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的二級(jí)映像技術(shù)是指外模式與模式之間的映像、模式與內(nèi)模式之間的映象技術(shù)，這二級(jí)映像技術(shù)不僅在三級(jí)數(shù)據(jù)模式之間建立了聯(lián)系，同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。外模式／模式之間的映像，定義并保證了外模式與數(shù)據(jù)模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)模式變化時(shí)，DBA可以通過(guò)修改映像的方法使外模式不變，由于應(yīng)用程序是根據(jù)外模式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，只要外模式不改變，應(yīng)用程序就不需要修改，保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。模式／內(nèi)模式之間的映像，定義并保證了數(shù)據(jù)的邏輯模式與內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，DBA可以通過(guò)修改模式／內(nèi)模式之間的映像使數(shù)據(jù)模式不變化。由于用戶或程序是按數(shù)據(jù)的邏輯模式使用數(shù)據(jù)的，所以只要數(shù)據(jù)模式不變，用戶仍可以按原來(lái)的方式使用數(shù)據(jù)，程序也不需要修改，從而保證了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。17．答：A，B，C18．答：A19．答：A，B，C20．答：C

習(xí)題二1．定義并解釋下列術(shù)語(yǔ)。實(shí)體、實(shí)體型、實(shí)體集、屬性、碼、實(shí)體聯(lián)系圖（E-R圖）、數(shù)據(jù)模型。2．試述數(shù)據(jù)模型的概念、數(shù)據(jù)模型的作用和數(shù)據(jù)模型的三個(gè)要素。3．試述概念模型的作用。4．試給出三個(gè)實(shí)際部門的E-R圖，要求實(shí)體型之間具有一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)多各種不同的聯(lián)系。5．學(xué)校中有若干系，每個(gè)系有若干班級(jí)和教研室，每個(gè)教研室有若干教師，其中一些教授和副教授每人各帶若干研究生。每個(gè)班有若干學(xué)主，每個(gè)學(xué)生選修若干課程，每門課可由若干學(xué)生選修。用E-R圖畫(huà)出此學(xué)校的概念模型。6.試述層次模型的概念，舉出三個(gè)層次模型的實(shí)例。7.試述網(wǎng)狀模型的概念，舉出三個(gè)網(wǎng)狀模型的實(shí)例。8.下述哪一條不屬于概念模型應(yīng)具備的性質(zhì)_______。A.有豐富的語(yǔ)義表達(dá)能力B.易于交流和理解C.易于變動(dòng)D.在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)的效率高9.用二維表結(jié)構(gòu)表示實(shí)體以及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為_(kāi)______。A.網(wǎng)狀模型B.層次模型C.關(guān)系模型D.面向?qū)ο竽Ｐ土?xí)題二解答1．答：①實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中存在的可以相互區(qū)分的事物或概念稱為實(shí)體。例如，一個(gè)學(xué)生、一個(gè)工人、一臺(tái)機(jī)器、一部汽車等是具體的事物實(shí)體，一門課、一個(gè)班級(jí)等稱為概念實(shí)體。②實(shí)體型：現(xiàn)實(shí)世界中，對(duì)具有相同性質(zhì)、服從相同規(guī)則的一類事物（或概念，即實(shí)體）的抽象稱為實(shí)體型。實(shí)體型是實(shí)體集數(shù)據(jù)化的結(jié)果，實(shí)體型中的每一個(gè)具體的事物（實(shí)體）為它的實(shí)例。③實(shí)體集：具有相同特征或能用同樣特征描述的實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。例如，學(xué)生、工人、汽車等都是實(shí)體集。④屬性：屬性為實(shí)體的某一方面特征的抽象表示。如學(xué)生，可以通過(guò)學(xué)生的“姓名”、“學(xué)號(hào)”、“性別”、“年齡”及“政治面貌”等特征來(lái)描述，此時(shí)，“姓名”、“學(xué)號(hào)”、“性別”、“年齡”及“政治面貌”等就是學(xué)生的屬性。⑤碼：碼也稱關(guān)鍵字，它能夠惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體。例如，在學(xué)生的屬性集中，學(xué)號(hào)確定后，學(xué)生的其他屬性值也都確定了，學(xué)生記錄也就確定了由于學(xué)號(hào)可以惟一地標(biāo)識(shí)一個(gè)學(xué)生，所以學(xué)號(hào)為碼。⑥實(shí)體聯(lián)系圖（E-R圖）：實(shí)體-聯(lián)系方法（Entity-RelationshipApproach,即E-R圖法）是用來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中概念模型的一種著名方法。E-R圖法提供了表示實(shí)體集、屬性和聯(lián)系的方法。⑦數(shù)據(jù)模型：數(shù)據(jù)模型是一組嚴(yán)格定義的概念集合。這些概念精確地描述了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束條件。2．答：數(shù)據(jù)模型是一組嚴(yán)格定義的概念集合，這些概念精確地描述了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束條件。數(shù)據(jù)模型是通過(guò)概念模型數(shù)據(jù)化處理得到的。數(shù)據(jù)庫(kù)是根據(jù)數(shù)據(jù)模型建立的因而數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型的三要素是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束條件。其中：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對(duì)象類型的集合，它包括數(shù)據(jù)的內(nèi)部組成和對(duì)外聯(lián)系；數(shù)據(jù)操作是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種數(shù)據(jù)對(duì)象允許執(zhí)行的操作集合，它包括操作對(duì)象和有關(guān)的操作規(guī)則兩部分內(nèi)容；數(shù)據(jù)約束條件是一組數(shù)據(jù)完整性規(guī)則的集合，它是數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則。3．答：概念模型也稱信息模型，它是對(duì)信息世界的管理對(duì)象、屬性及聯(lián)系等信息的描述形式。概念模型不依賴計(jì)算機(jī)及DBMS，它是現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)而全面的反映。概念模型通過(guò)系統(tǒng)需求分析得到，對(duì)概念模型數(shù)據(jù)化處理后就得到了數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型。4．答：圖5-2中：一個(gè)部門有一個(gè)負(fù)責(zé)人，一個(gè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)一個(gè)部門的工作，部門和負(fù)責(zé)人間的聯(lián)系是一對(duì)一的聯(lián)系；一個(gè)學(xué)生可以借閱多本書(shū)，一本書(shū)只能一個(gè)人借。學(xué)生和借閱間的聯(lián)系為一對(duì)多的聯(lián)系；一個(gè)學(xué)生可以參加多個(gè)社會(huì)團(tuán)體，一個(gè)社會(huì)團(tuán)體有多個(gè)學(xué)生參加，學(xué)生和社會(huì)團(tuán)體間的聯(lián)系為多對(duì)多的聯(lián)系。

圖5-2三個(gè)部門的E－R圖5．答：用E-R圖畫(huà)出的學(xué)校的概念模型圖如圖5－3所示。圖5-3學(xué)校的E-R圖模型6．答：在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中定義滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型：①有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)。②除根結(jié)點(diǎn)之外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。模型實(shí)例如圖5-4所示。圖5-4層次模型實(shí)例圖7．答：滿足以下兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合稱為網(wǎng)狀模型：①有一個(gè)以上的接點(diǎn)沒(méi)有雙親。②結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。模型實(shí)例如圖5-5所示。圖5-5網(wǎng)狀模型實(shí)例圖8．答：A，D9．答：C習(xí)題三1.試述數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程。2.對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)階段的設(shè)計(jì)進(jìn)行描述。3.試述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分形成的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。4.試述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。5.需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是什么？調(diào)查內(nèi)容是什么？6.數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容和作用是什么？7.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)？試述其特點(diǎn)和設(shè)計(jì)策略。8.什么是數(shù)據(jù)抽象？試舉例說(shuō)明。9.試述數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性和設(shè)計(jì)步驟。10.什么是E-R圖？構(gòu)成E-R圖的基本要素是什么？11.為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？12.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？試述其設(shè)計(jì)步驟？13.試述E-R圖轉(zhuǎn)換為網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則。14.試述數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟。15.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織和重構(gòu)造？為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的再組織和重構(gòu)造?16.現(xiàn)有一個(gè)局部應(yīng)用，包括兩個(gè)實(shí)體：“出版社”和“作者”，這兩個(gè)實(shí)體是多對(duì)多的聯(lián)系，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶傩裕?huà)出E-R圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（包括關(guān)系名、屬性名、碼和完整性約束條件）。17.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)，此數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)每個(gè)借閱者保存的記錄包括：讀者號(hào)，姓名，地址，性別，年齡，單位。對(duì)每本書(shū)保存有：書(shū)號(hào)，書(shū)名，作者，出版社。對(duì)每本被借出的書(shū)保存有讀者號(hào)、借出日期和應(yīng)還日期。要求：給出該圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。18.圖4-1是某個(gè)教務(wù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R圖，請(qǐng)把它們轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（圖中關(guān)系、屬性和聯(lián)系的含義，已在它旁邊用漢字標(biāo)出）。

圖4-1教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)19．圖4-2是一個(gè)銷售業(yè)務(wù)管理的E-R圖，請(qǐng)把它轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型。圖4-2一個(gè)銷售業(yè)務(wù)的管理的E-R圖20.設(shè)有一家百貨商店，已知信息有：l）每個(gè)職工的數(shù)據(jù)是職工號(hào)、姓名、地址和他所在的商品部。2）每一商品部的數(shù)據(jù)有：它的職工，經(jīng)理和它經(jīng)銷的商品。3）每種經(jīng)銷的商品數(shù)有：商品名、生產(chǎn)廠家、價(jià)格、型號(hào)（廠家定的）和內(nèi)部商品代號(hào)（商店規(guī)定的）。4）關(guān)于每個(gè)生產(chǎn)廠家的數(shù)據(jù)有：廠名、地址、向商店提供的商品價(jià)格。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)該百貨商店的概念模型，再將概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。注意某些信息可用屬性表示，其他信息可用聯(lián)系表示。21.下列有關(guān)E-R模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換的敘述中。不正確的是_______。A.一個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式B.一個(gè)1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與聯(lián)系的任意一端實(shí)體所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并C.一個(gè)1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與聯(lián)系的任意一端實(shí)體所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并D.一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式

習(xí)題三解答1．答：數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)要經(jīng)過(guò)需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)6個(gè)階段，其內(nèi)容可以通過(guò)圖5-6表示。圖5-6數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程示意圖

2．答：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為6個(gè)階段：需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)。各階段的主要內(nèi)容為：①需求分析階段：準(zhǔn)確了解并分析用戶對(duì)系統(tǒng)的需要和要求，弄清系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)的功能。②概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：通過(guò)對(duì)用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念模型。③邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并將其性能進(jìn)行優(yōu)化。④數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法。⑤數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段：運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言和宿主語(yǔ)言．根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù)、編制與調(diào)試應(yīng)用程序、組織數(shù)據(jù)入庫(kù)并進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行。③數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)階段：數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中必須不斷地對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整和修改。3答：概念設(shè)計(jì)階段．設(shè)計(jì)者要將應(yīng)用需求轉(zhuǎn)換為與計(jì)算機(jī)硬件無(wú)關(guān)的、與各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)產(chǎn)品無(wú)關(guān)的概念模型（即E－R圖）：邏輯設(shè)計(jì)階段．要完成數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模式和外模式的設(shè)計(jì)工作，即系統(tǒng)設(shè)計(jì)者要先將E－R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，形成數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式．然后根據(jù)用戶處理的要求、安全性的考慮建立必要的數(shù)據(jù)視圖，形成數(shù)據(jù)的外模式．在物理設(shè)計(jì)階段，要根據(jù)具體使用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的特點(diǎn)和處理的需要進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排，井確定系統(tǒng)要建立的索引，得出數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)模式。4答：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有2個(gè)特點(diǎn)：①進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到計(jì)算機(jī)硬件、軟件和用戶的實(shí)際情況。即要求數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，必須適應(yīng)所在的計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境．選擇合適的DBMS，了解并提高數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的技術(shù)水平和管理水平。③數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)和行為特性設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)應(yīng)分離設(shè)計(jì)、相互參照、反復(fù)探尋，共同達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。5答：需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：弄清現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象及相互關(guān)系，清楚原系統(tǒng)的概況和發(fā)展前景，明確用戶對(duì)系統(tǒng)的各種需求，得到系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其處理方法，確定新系統(tǒng)的功能和邊界。需求分析調(diào)查的具體內(nèi)容有3方面：①數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫(kù)中需存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)，它包括用戶將從數(shù)據(jù)庫(kù)中直接獲得或者間接導(dǎo)出的信息的內(nèi)容和性質(zhì)。②數(shù)據(jù)處理內(nèi)容：用戶要完成什么數(shù)據(jù)處理功能；用戶對(duì)數(shù)據(jù)處理響應(yīng)時(shí)間的要求；數(shù)據(jù)處理的工作方式。③數(shù)據(jù)安全性和完整性要求：數(shù)據(jù)的保密措施和存取控制要求；數(shù)據(jù)自身的或數(shù)據(jù)間的約束限制。6答：數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合，它是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析后所獲得的主要成果。數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理過(guò)程5個(gè)部分。7答；概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將系統(tǒng)需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)過(guò)程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型。概念結(jié)構(gòu)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)和支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的DBMS．其主要特點(diǎn)是：①概念模型是現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型：概念模型應(yīng)能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界能滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。②概念模型應(yīng)當(dāng)易于理解：概念模型只有被用戶理解后才可以與設(shè)計(jì)者交換意見(jiàn)參與數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。③概念模型應(yīng)當(dāng)易于更改：由于現(xiàn)實(shí)世界（應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求）會(huì)發(fā)生變化，這就需要改變概念模型，易于更改的概念模型有利于修改和擴(kuò)充。④概念模型應(yīng)易于向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換：概念模型最終要轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型。設(shè)計(jì)概念模型時(shí)應(yīng)當(dāng)注意．使其有利于向特定的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。8答．抽象就是抽取現(xiàn)實(shí)世界的共同特性．忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)．井把這些共同特性用各種概念精確地加以描述，形成某種模型。例子如下．①使用分類法抽象“職工”類：在企業(yè)環(huán)境中張小英是職工中的一員，她具有職工們共有的特性和行為：在某個(gè)部門工作，參與某個(gè)工程的設(shè)計(jì)或施工：與張小英屬同一對(duì)象的還有王麗平等其他職工，如圖5－7所示：②使用聚集法抽象“職工”屬性：把實(shí)體集“職工”的“職工號(hào)”、“姓名”等屬性聚集為實(shí)體型“職工”，如圖5－8所示。③使用概括法將“職工”的子類合并：職工是個(gè)實(shí)體集，技術(shù)人員、干部也是實(shí)體集，但技術(shù)人員、干部均是職工的子集，如圖5．9所示：9．答：概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將系統(tǒng)需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)過(guò)程、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型。概念結(jié)構(gòu)能轉(zhuǎn)化為機(jī)器世界中的數(shù)據(jù)模型，并用DBMS實(shí)現(xiàn)這些需求。概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可分為兩步：第一步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖；第二步是集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu)。10．答：E－R圖是描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型的圖形，E－R圖也稱為實(shí)體一聯(lián)系圖，它提供了表示實(shí)體集、屬性和聯(lián)系的方法。構(gòu)成E－R圖的基本要素是實(shí)體集、屬性和聯(lián)系。11．答：視圖集成就是把設(shè)計(jì)好的各于系統(tǒng)的分E－R圖綜合成一個(gè)系統(tǒng)的總E－R圖，同時(shí)消除屬性沖突、命名沖突、結(jié)構(gòu)沖突，為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。視圖的集成可以有兩種方法：一種方法是多個(gè)分E－R圖一次集成．如圖5-10a所示：另一種方法是逐步集成，用累加的方法一次集成兩個(gè)分E－R圖，如圖5-10b所示。12．答：邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是把概念模型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成某個(gè)具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟為：①把概念模型轉(zhuǎn)換成一般的數(shù)據(jù)模型。②將一般的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成特定的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。③通過(guò)優(yōu)化方法將其轉(zhuǎn)化為優(yōu)化的數(shù)據(jù)模型。13．答：l）E－R圖轉(zhuǎn)換為網(wǎng)狀模型的方法為：①每個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換成一個(gè)記錄。②每個(gè)1：n的二元聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個(gè)系，系的方向由1方實(shí)體記錄指向n方實(shí)體記錄：③每個(gè)m：n的二元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時(shí)要引入一個(gè)連結(jié)記錄，并形成兩個(gè)系，系的方向由實(shí)體記錄方指向連結(jié)記錄方。④K（≧3）個(gè)實(shí)體型之間的多元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時(shí)也引入一個(gè)連結(jié)記錄，并將聯(lián)系轉(zhuǎn)換成K個(gè)實(shí)體記錄型和連結(jié)記錄型之間的K個(gè)系，系的方向均為實(shí)體型指向連結(jié)記錄。2）E－R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法為：①一個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的一個(gè)關(guān)系，實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼，關(guān)系的結(jié)構(gòu)是關(guān)系模式。②一個(gè)1：1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系，也可以與任意一端實(shí)體集所對(duì)應(yīng)的關(guān)系合并。如果將1：1聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系，則與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，且每個(gè)實(shí)體的碼均是該關(guān)系的候選碼。如果將1：l聯(lián)系與某一端實(shí)體集所對(duì)應(yīng)的關(guān)系合并，則需要在被合并關(guān)系中增加屬性，其新增的屬性為聯(lián)系本身的屬性和與聯(lián)系相關(guān)的另一個(gè)實(shí)體集的碼。③實(shí)體間的1：n聯(lián)系可以有兩種轉(zhuǎn)換方法：一種方法是將聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系，其關(guān)系的屬性由與該聯(lián)系相連的各實(shí)體集的碼以及聯(lián)系本身的屬性組成．而該關(guān)系的碼為n端實(shí)體集的碼；另一種方法是在n端實(shí)體集中增加新屬性．新屬性由聯(lián)系對(duì)應(yīng)的1端實(shí)體集的碼和聯(lián)系自身的屬性構(gòu)成，新增屬性后原關(guān)系的碼不變。④一個(gè)m：n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系：與該聯(lián)系相連的各實(shí)體集的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，新關(guān)系的碼為兩個(gè)相連實(shí)體碼的組合。14．答：數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是選擇存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括確定關(guān)系、索引、聚簇、日志、備份等的存儲(chǔ)安排和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)配置等。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)可以分為兩步進(jìn)行：①確定數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，即確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：②對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)。15．答：數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后，由于記錄不斷增、刪、改，會(huì)使數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)情況變壞降低了數(shù)據(jù)的存取效率，數(shù)據(jù)庫(kù)的性能也下降、這時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員就要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行重組織或部分重組織。重組織按原數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要求重新安排有儲(chǔ)位置、回收垃圾、減少指針鏈等，以提高系統(tǒng)性能。重構(gòu)造通過(guò)部分修改數(shù)據(jù)庫(kù)的模式和內(nèi)模式，使數(shù)據(jù)庫(kù)適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境。16．答：轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型如圖5-11所示。出版社(出版社名，地址，郵政編碼）；作者（姓名，性別，年齡，證件號(hào)碼，單位）；出版（出版社名，作者姓名，出書(shū)數(shù)量，聯(lián)系方式）。17．答：該圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)的E－R圖如圖5l-12所示：其中：讀者：讀者號(hào)，姓名，地址，性別，年齡，單位；圖書(shū)．書(shū)號(hào)，書(shū)名，作者，出版社。轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型為：借閱者（讀者號(hào)，姓名，地址，性別，年齡，單位）；書(shū)籍（書(shū)號(hào)，書(shū)名，作者，出版社）；借閱（讀者號(hào)，書(shū)號(hào)，借出日期，應(yīng)還日期）。18答：轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型如下：Student（SNO，SN，SD，SA）；Teacher(TNO，TN，TD，TG）；Course（CNO，CN，PCNO）；ST（SNO，TNO）；SC（SNO，CNO，G）；TC（TNO，CNO）。19．答：轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型如下工廠（廠名，廠長(zhǎng)，地址）；產(chǎn)品（編號(hào)，型號(hào)，單價(jià)）；用戶（姓名，地址，電話）；工廠-產(chǎn)品-用戶（廠名，編號(hào)，姓名）。20．答：概念模型如圖5-13所示。關(guān)系模型為：職工（職工號(hào)，姓名，住址，工作商品部）；商品部（商品部號(hào)，名稱，經(jīng)理職工號(hào)，經(jīng)理名）；商品（商品代號(hào)，價(jià)格，型號(hào)，出廠價(jià)格）；生產(chǎn)廠家（廠名，地址）；銷售（商品代號(hào)，商品部號(hào)）；生產(chǎn)（廠名，商品代號(hào)）。圖中：職工(職工號(hào)，姓名，住址)商品部（商品部號(hào)，名稱）商品（商品代號(hào)，價(jià)格，型號(hào)，出廠價(jià)格）生產(chǎn)廠家（廠名，地址）21．答：D習(xí)題四1．試述關(guān)系模型的三個(gè)組成部分。2．試述關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的特點(diǎn)和分類。3．定義并解釋下列術(shù)語(yǔ)，說(shuō)明它們之間的聯(lián)系與區(qū)別。1）主碼、候選碼、外碼。2）笛卡爾積、關(guān)系、元組、屬性、域。3）關(guān)系、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。4.試述關(guān)系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外碼屬性的值也可以為空？什么情況下才可以為空？5.試述等值連接與自然連接的區(qū)別和聯(lián)系。6.對(duì)于學(xué)生選課關(guān)系，其關(guān)系模式為：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，所在系）；課程（課程名，課程號(hào)，先行課）；選課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)成績(jī)）。用關(guān)系代數(shù)完成如下查詢。1）求學(xué)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的學(xué)生的姓名和學(xué)號(hào)。2）求學(xué)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)生姓名和學(xué)號(hào)。3）求沒(méi)學(xué)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的學(xué)生學(xué)號(hào)。4）求學(xué)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的先行課的學(xué)生學(xué)號(hào)。7.設(shè)有一個(gè)SPJ數(shù)據(jù)庫(kù)，包括S，P，J，SPJ四個(gè)關(guān)系模式：S（SNO，SNAME，STATUS，CITY）；P（PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT）；J（JNO，JNANE，CITY）；SPJ（SNO，PNO，JNO，QTY）。其中：供應(yīng)商表S由供應(yīng)商代碼（SNO）、供應(yīng)商姓名（SNAME）、供應(yīng)商狀態(tài)（STATUS）、供應(yīng)商所在城市（CITY）組成；零件表P由零件代碼（PNO）、零件名（PNAME）、顏色（COLOR）、重量（WEIGHT）組成；工程項(xiàng)目表J由工程項(xiàng)目代碼（JNO）、工程項(xiàng)目名（JNAME）、工程項(xiàng)目所在城市（CITY）組成；供應(yīng)情況表SPJ由供應(yīng)商代碼（SNO）、零件代碼（PNO）、工程項(xiàng)目代碼（JNO）、供應(yīng)數(shù)量組成（QTY）組成，表示某供應(yīng)商供應(yīng)某種零件給某工程項(xiàng)目的數(shù)量為QTY。試用關(guān)系代數(shù)完成如下查詢：1）求供應(yīng)工程J1零件的供應(yīng)商號(hào)碼SNO。2）求供應(yīng)工程J1零件P1的供應(yīng)商號(hào)碼SNO。3）求供應(yīng)工程J1零件為紅色的供應(yīng)商號(hào)碼SNO。4）求沒(méi)有使用天津供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零件的工程號(hào)。5）求至少用了供應(yīng)商S1所供應(yīng)的全部零件的工程號(hào)。8.設(shè)屬性A是關(guān)系R的主屬性，則屬性A不能取空值?。∟ULL），這是_______。A.實(shí)體完整性規(guī)則B.參照完整性規(guī)則C.用戶定義完整性規(guī)則D.域完整性規(guī)則9.下面對(duì)于關(guān)系的敘述中，不正確的是_______。A.關(guān)系中的每個(gè)屬性是不可分解的B.在關(guān)系中元組的順序是無(wú)關(guān)緊要的C.任意的一個(gè)二維表都是一個(gè)關(guān)系D.每一個(gè)關(guān)系只有一種記錄類型10.設(shè)關(guān)系R和S的元組個(gè)數(shù)分別為100和300，關(guān)系T是R與S的笛卡爾積則T的元組個(gè)數(shù)是________。A.400B.10000C.30000D.90