课后简答题答案 (1)

三、简答题

12、数据模型的主要作用是什么？三类基本数据模型的划分依据是什么？各自哪些优缺点？答：数据模型对现实世界中的事物及其联系的一种模拟和抽象表示，对数据、数据间联系以及有关语义约束规程进行形式化描述。

三类基本数据模型划分的依据是它们的数据结构，按数据结构的不同分为层次模型、网状模型和关系模型。

层次模型的优点有：（1）、层次模型结构比较简单，层次分明，便于在计算机内实现。（2）、结点间联系简单，从根结点到树中任何一结点均存在一天唯一的层次路径，因此其查询效率很高。（3）、提供了良好的数据完整性支持。层次模型的缺点有：（1）、不能直接表示两个以上的实体间的复杂联系和实体型间的多对多联系，只能通过引入沉于数据或创建虚拟结点的方法来解决，易产生不一致性。（2）、对数据插入和删除的操作限制太多。（3）、查询子女结点必须通过双亲结点。

网状模型的优点有：（1）、能更为直接地描述客观世界，可表示实体间的多种复杂联系。（2）、具有良好的性能和存储效率。网状模型的缺点有：（1）、数据结构复杂，并且随着应用环境的扩大，数据库的结构变得越来越复杂，不便于终端用户掌握。（2）、器数据定义语言（DDL）、数据操纵语言（DML）语言极其复杂，不易使用户掌握。（3）、由于记录间的联系本质上是通过存储路径实现的，应用程序再访问数据库时要指定存取路径，即用户需要了解系统结构的细节，加重了编写应用程序的负担。

关系模型的优点有：（1）、其有严格的数学理论依据。（2）、数据结构简单、清晰，用户易懂易用，不仅用关系描述实体，而且用关系描述实体间的联系，此外，对数据的操纵结构也是关系。（3）、关系模型的存取路径对用户是透明的，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库建立和开发工作。关系模型的缺点有：查询效率不如非关系模型。

14解释模式、内模式、外模式的含义

答：模式：也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。

外模式：也称子模式（Subschema）或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

内模式：也称存储模式（Storage Schema），它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式（例如，记录的存储方式是顺序存储、按照B树结构存储还是按hash方法存储；索引按照什么方式组织；数据是否压缩存储，是否加密；数据的存储记录结构有何规定）。

三、简答题

1、关系模型的完整性规则有哪几类？

答：关系模型提供了3类完整性规则：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性规则。

其中实体完整性规则和参照完整性规则是关系模型必须满足的完整性约束条件，成为关系完整性规则。

实体完整性规则：作为主键的属性或属性组的值在关系中必须是唯一的和确定的。

参照完整性规则：如果表中存在外键，则外键的值必须与主表中相应的键值相同，或者外键的值为空。

上述两类完整性规则是关系模型必须满足的规则，由系统自动支持。

用户定义的完整性规则是针对某一具体数据的约束条件，由应用环境决定。它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。

2、举例说明什么是实体完整性和参照完整性

答：实体完整性是指主关系键的值不能为空或部分为空。学生关系中的主关系键“学号”不能为空选课关系中的主关系键“学号+课程号”不能部分为空，即“学号”和“课程号”两个属性都不能为空参照完整性是指如果关系R2 的外部关系键X 与关系R1 的主关系键相符，则X 的每个值或者等于R1 中主关系键的某一个值，或者取空值。学生关系的“系别”是外部关系键，与系别关系的主关系键“系别”相对应。则学生关系中某个学生“系别”的取值或为“空”，否则必须在参照的系别关系中主关系键“系别”的值中能够找到。

3、关系的性质主要包括哪些方面？为什么只限用规范化关系？

答：关系的性质主要有：1、列是同质的；2、不同的列可来自同一域，每一列称为属性，不同的属性必须有不同的名字；3、列的顺序可以任意交换；4、关系中元组的顺序可任意；5、关系中不允许出现相同的元组；6、所有属性值都是原子的。

原因：1、这种选择对说要表示的内容并无实际限制；2、从数学观点看，一个规范化关系比一个非规范化关系有更简单的数据结构，这将导致一系列其他问题的简化。

5、解释下列概念：笛卡尔积、关系、同类关系、关系头、关系体、属性、元组、域、关系键、候选键、主键、外部键、关系模式、关系数据库模式、关系数据库、关系数据库的型与值。

答：

笛卡尔积：实际是一个二维表，表的框架由域构成，表的任意一行就是一个

元组，表的每一列来自同一个域。

关系：笛卡尔积D1*D2*….Dn的任意子集称为定义在域D1，D2，…，Dn上的n元关系。

同类关系：具有相同关系框架的关系称为同类关系。

关系头：关系头是由属性名A1，A2，…，An的集合组成，每个属性Ai对应一个域Di（i=1，2，…，n）。关系头（关系框架）是由关系的数据结构的描述，它是固定不变的。

关系体：是指关系结构中的内容或者数据，它随元组的建立、删除或修改而变化。

属性：由于域可以笛卡尔积、关系、同类关系、关系头、关系头、属性、元组、域、关系健、候选健、主键据库、关系数据库的型与值相同，为了加以区别，必须对每列起一个名字，称为属性。

元组：每一个元素（d1，d2，d3…，dn）叫做一个n元组，简称元组。

域：域是一组具有相同数据类型的值的集合，又称为值域（用D表示）。

关系健：如果一个关系中有多个候选键，可以从中选一个作为查询、插入或删除元组的操作变量，被选用的候选键称为主关系键，或主键、关系键。

候选健：能惟一标识关系中元组的一个属性或属性集，称为候选健。

主键：如果一个关系中有多个候选键，可以从中选一个作为查询、插入或删除元组的操作变量，被选用的候选键称为主关系键，或主键、关系键。

外部键：如果关系R2的一个或一组属性X不是R2的主码，而是另一关系的R1的主码，则该属性或属性组X称为关系R2的外部关系键或外码，并称关系R2为参照关系，关系R1为被参照关系。

关系模式：关系模式是对关系的描述。

关系数据库模式：关系数据库的型称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，它包括若干域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式。关系数据库模式是对关系数据库结构的描述，或者说是对关系数据库框架的描述。

关系数据库：在一个给定的应用领域中，所有实体以及实体之间联系所对应的关系的集合构成一个关系数据库。

关系数据库的型与值：关系数据库的型称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，它包括若干域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式。关系数据库模式是对关系数据库结构的描述，或者说是对关系数据库框架的描述。而关系数据库的值也称为关系数据库，是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合。也就是说，与关系数据库模式对应的数据库中的当前值就是关系数据库的内容，称为关系数据库的实例。