数据库1作业

姓名：许超学号：201110405312
1.1名词解释
DB: 数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

DBMS: 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。

DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。

DBS: 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。

联系的元数：与一个联系有关的实体集个数，称为该联系的元数或度数。

通常，同一个实体集内部实体间的联系，称为一元联系，也称为递归联系；两个不同实体集、实体之间的联系，称为二元联系；三个不同实体集、实体之间的联系，称为三元联系
1:1联系：一对一联系。

如果实体集E1中的每个实体至多和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，那么实体集E1和E2的联系称为“一对一联系”，记为“1:1”。

1：N联系：一对多联系。

如果实体集E1中的每个实体可以与实体集E2中的任意个（零个或多个）实体间有联系，而E2中的每个实体至多和E1中的一个实体有联系，那么称E1对E2的联系是“一对多联系”，记为“1：N”。

M：N联系：多对多联系。

如果实体集E1中的每个实体可以与实体集E2中的任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么称E1和E2的联系是“多对多联系”，记为“M：N”。

数据模型：描述数据库的结构和语义，对现实世界的数据进行抽象。

根据数据抽象的级别定义了4种模型：概念数据模型、逻辑数据模型、外部数据模型和内部数据模型。

概念模型：表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型称为“概念模型”。

逻辑模型：表达计算机实现观点的DB全局逻辑结构的模型称为“逻辑模型”。

层次模型：用树状（层次）结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为层次模型。

树中的节点是记录类型，每个非根节点有且只有一个父节点。

上一层记录类型和下一层记录类型之间的联系是1：N联系。

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称为网状模型。

有向图中的节点是记录类型，箭头表示从箭尾的记录类型到箭头的记录类型之间的联系是1：N联系。

关系模型：关系模型的主要特征是用二维表格表达实体。

关系模型是由若干个关系模式组成的集合。

关系模式相当于记录类型，它的实例称为关系，每个关系实际上是一张二维表格。

对象模型：对象模型基于面向对象，对象数据库是面向对象的概念与数据库技术相结合的产物。

外部模型：表达用户是用观点的DB局部逻辑结构的模型称为“外部模型”。

内部模型：表达DB物理结构的模型称为“内部模型”。

外模式：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。

外模式由若干个外部记录类型组成。

逻辑模式：逻辑模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。

它是由若干个逻辑记录类型组成，还包含记录间联系、数据的完整性和安全性等要求。

内模式：内模式是数据库在物理存储方面的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式以及数据控制方面的细节。

外模式/逻辑模式映像：外模式/逻辑模式映像存在于外模式和逻辑模式之间，用于定义外模式和逻辑模式之间的对应性。

这个映像一般是放在外模式中描述的。

逻辑模式/内模式映像：逻辑模式/内模式映像存在于逻辑模式和内模式之间，用于定义逻辑模式和内模式之间的对应性。

这个映像一般是放在内模式中描述的。

数据独立性：数据独立性是指应用程序和数据库的数据结构之间相互独立，不受影响。

在修改数据结构时，尽可能不修改应用程序，则称系统达到了数据独立性的目标。

物理独立性：如果数据库的内模式要修改，即数据库的物理结构有所变化，那么只要对逻辑模式/内模式映像（即“对应性”）做相应的修改，可以是逻辑模式尽可能保持不变。

也就是对内模式的修改尽量不影响逻辑模式，当然对于外模式和应用程序的影响更小，这时，称数据库达到了物理数据独立性（简称物理独立性）。

逻辑独立性：如果数据库的逻辑模式要修改，例如，增加记录类型或增加数据项，那么只要对外模式/逻辑模式映像做相应的修改，可以使外模式和应用程序尽可能保持不变。

这时，数据库达到了逻辑数据独立性（简称逻辑独立性）。

主语言：编写应用程序的语言（如C一类高级程序设计语言），称为主语言。

DDL：数据定义语言(Data Definition Language) 是SQL语言集中负责数据结构定义与数据库对象定义的语言，称为DDL。

DML：对DB进行查询和更新操作的语言，称为DML。

过程性语言：用户编程时，不仅需要指出“做什么”，还需要指出“怎么做”的语言。

非过程性语言：用户编程时，只需指出“做什么”，不需要指出“怎么做”的语言。

DD：数据库系统中存放三层结构定义的数据库称为数据字典（Data Dictionary，DD）。

DD系统：管理DD的子系统称为“DD系统”。

1.2 人工管理阶段的数据管理有哪些特点？
答：人工管理阶段的数据管理有以下特点：
（1）数据不保存在计算机内。

计算机主要用于计算，一般不需要长期保存数据。

在进行某一课题计算时，将原始数据随程序一起输入内存，运算处理后将结果数据输出。

随着计算任务的完成，用户作业推出计算机系统，数据空间随着程序空间一起被释放。

（2）没有专用的软件对数据进行管理。

每个应用程序都要包括存储结构、存取方法、输入/输出方式等内容。

程序中的存取子程序随着存储结构的改变而改变，因而数据与程序不具有独立性。

存储结构改变时，应用程序必须改变。

此时，由于程序直接面向存储结构，因此数据的逻辑结构与物理结构没有区别。

（3）只有程序的概念，没有文件的概念。

数据的组织方式必须由程序员自行设计与安排。

（4）数据面向程序，即一组数据对应一个程序。

1.3 文件系统阶段的数据管理有哪些特点？
答：文件系统阶段的数据管理有以下特点：
（1）数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。

由于计算机的应用转向信息管理，因此对文件主要进行大量的查询、修改和插入等操作。

（2）数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单。

程序与数据之间具有“设备独立性”，即程序只需要文件名就可与数据打交道，不必关心数据的物理位置。

由操作系统的文件系统提供存取方法（读/写）。

（3）文件组织以多样化。

有索引文件、链接文件和直接存取文件等，但文件之间相互独立、缺乏联系。

数据之间的联系要通过程序去构造。

（4）数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据面向应用。

但是文件结构的设计仍然是基于特定的用途，程序集于特定的物理结构和存取方法，因此程序与数据结构之间的依赖关系并未根本改变。

（5）对数据的操作以记录为单位。

只是由于文件中只存取数据，不存储文件记录的结构描述信息。

文件的建立。

存取、查询、插入、删除、修改等所有操作，都要用程序来实现。

1.4 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷？是举例说明。

答：文件系统阶段的数据管理有以下缺陷：
（1）数据冗余。

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，同样的数据可能在多个文件中重复存储。

（2）数据不一致。

这往往是由于数据冗余造成的，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。

这是由于文件之间相互独立、缺乏联系造成的。

1.5 数据管理的数据库阶段产生的标志是哪3件事情？
答：数据管理技术进入数据库阶段的标志是20世纪60年代末的3件大事：（1）1968年美国IBM公司推出层次模型的IMS（Information Management System）。

（2）1969年美国CODASYL（Conference On Data System Language）织发布了DBTG （Data Base Task Group）报告。

总结了当时各式各样的数据库，提出网状模型，尔后于1971年4月正是通过。

（3）1970年美国IBM公司的E.F.Codd连续发表论文，提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。

1.6 数据库阶段的数据管理有哪些特色？
答：数据库阶段的数据管理具有以下特点：
（1）采用数据模型表示复杂的数据结构。

数据模型不仅要描述数据本身的特征，还要描述数据之间的联系。

这种联系通过存取路径实现。

通过所有
存取路径表示自然的数据联系是数据库与传统文件的根本区别。

这样，
数据不再面向特定的某个或多个应用，而是面向整个应用系统。

数据冗
余明显减少，实现数据共享。

（2）有较高的数据独立性。

数据的逻辑结构与物理结构之间差别可以很大。

用户以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构。

数据库的结
构分成用户的局部逻辑结构、数据库的整体逻辑结构和物理结构三级。

用户（应用程序或终端用户）的数据和外存中的数据之间的转换由数据
库管理系统实现。

（3）数据库系统为用户提供方便的用户接口。

用户可以使用查询语言或终端命令操作数据库，也可以用程序方式操作数据库。

（4）数据库系统提供以下4方面的数据控制功能：
①数据库的恢复：在数据库被破坏或数据不可靠时，系统有能力把数
据库恢复到最近某个正确状态。

②数据库的并发控制：对程序的并发控制操作加以控制，防止数据库被
破坏，杜绝提供给用户不正确的数据。

③数据的完整性：保证数据库中的数据始终是正确的。

④数据的安全性：保证数据的安全，防止数据丢失或被窃取、破坏。

（5）增加了系统的灵活性。

对数据的操作不一定以记录为单位，可以以数据项为单位。

1.12 概念模型、逻辑模型、外部模型和内部模型各具有哪些特点？
答：（1）概念模型的特点：
①概念模型表达了数据的整体逻辑结构，它是系统用户对整个应用
项目涉及的数据的全面描述。

②概念模型是从用户需求的观点出发，对数据建模。

③概念模型独立于硬件和软件。

硬件独立意味着概念模型不依赖于硬件
设备，软件独立意味着着该模型不依赖于现实时的DBMS软件，因此
硬件或软件的变化都不会影响DB的概念模型设计。

④概念模型是数据库设计人员与用户之间进行交流的工具。

（2）逻辑模型的特点：
①逻辑模型表达了DB的整体逻辑结构，但它是设计人员对整个应用项目数据库的全面描述。

②逻辑模型是从数据库实现的观点出发的数据建模。

③逻辑模型独立于软件，但依赖于软件（DBMS）。

④逻辑模型是数据库设计人员与应用程序员之间进行交流的工具。

（3）外部模型的特点：
①外部模型是逻辑模型的一个逻辑子集。

②外部模型独立于软件，依赖于软件。

③外部模型反映了用户使用数据库的观点。

（4）内部模型的特点：
内部模型又称为物理模型，是数据库最低层的抽象，它描述数据在磁盘或磁带上的内存储方式（文件的结构）、存取设备（外存的空间分配）和存取方法（主索引和辅助索引）。

内部模型是与硬件和软件紧密相连的。

1.15 数据独立性与数据联系这两个概念有什么区别？
答：数据独立性是指应用程序和DB的数据之间相互独立，不受影响，对系统的要求是“数据独立性要高”，而数据联系是指记录之间的联系，对系统的要求是“数据联系密切”。