自考数据库系统原理(第1章)(代码：4735)练习题1

习题一1.1名词解释1．DB：数据库（Database，简记为DB）DB是长期存储在计算机内，有组织的，统一管理的相关数据的集合。

DB能为各种用户共享，具有较小的冗余度、数据间联系紧密而又有较高的数据独立性等特点。

2．DBMS：数据库管理系统（Database Management System，简记为DBMS）DBMS是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件，它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。

3．DBS：数据库系统（Database System，简记为DBS）DBS是实现有组织地、动态地存储大量关系数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统，即它是采用数据库技术的计算机系统。

4．联系的元数与一个联系有关的实体集个数，称为联系的元数。

5．1:1联系如果实体集E1中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和实体集E2的联系称为“一对一联系”，记作“1:1”。

6．1:N联系如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体间有联系，而E2中每个实体至多和E1中的一个实体有联系，那么称E1对E2的联系称为“一对多联系”，记为“1:N”。

7．M:N联系如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体间有联系，反之亦然，那么称E1对E2的联系称为“多对多联系”，记为“M:N”。

8．数据模型能表示实体类型及实体间联系的模型称为“数据模型”。

9．概念模型独立于计算机系统、完全不涉及信息在计算机中的表示、反映企业组织所关心的信息结构的数据模型。

10．逻辑模型与DBMS有关的，直接面向DB的逻辑结构、从计算机观点对数据建模的数据模型。

11．层次模型（hierarchical model）用树型（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。

12．网状模型（Network Model）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。

13．关系模型（Relational Model）用二维表格表达实体集的数据模型。

14．外部模型表达用户使用观点的DB局部逻辑结构的模型，称为“外部模型”。

15．内部模型表达DB物理结构的模型，称为“内部模型”。

16．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。

17．逻辑模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。

它由若干个逻辑记录类型组成，还包括记录之间的类型、数据的完整性和安全性等要求。

18．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。

19．外模式/逻辑模式映像用于定义外模式和概念模式之间数据结构的对应性。

20．逻辑模式/内模式映像用于定义概念模式和内模式之间数据结构的对应性。

21．数据独立性（Data Independence）应用程序和DB的数据结构之间相互独立，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个级别。

22．物理独立性在DB的物理结构改变时，尽量不影响应用程序。

23．逻辑独立性在DB的逻辑结构改变时，尽量不影响应用程序。

24．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。

25．DDL数据库的定义功能定义DB三级结构的语言，称为DDL。

26．DML数据库的操纵功能对DB进行查询和更新操作的语言，称为DML。

按照语言的级别，DML又可分成过程性DML和非过程性DML两种。

27．过程性语言和非过程性语言过程性DML是指用户编程时，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”（怎样获得这些数据）。

非过程性DML是指用户编程时，只需要指出“做什么”（需要什么样的数据），不需要指出“怎么做”（怎样获得这些数据）。

层次、网状的DML都属于过程性的语言，而关系型DML属于非过程性语言。

非过程性语言易学，操作方便，深受广大用户欢迎。

但非过程性语言增加了系统的开锁，一般系统会采用查询优化的技术来弥补。

通常查询语言是指DML中的检索语句部分。

28．DD(数据字典)存放三级结构定义的数据库称为数据字典（Data Dictionary，DD）。

29．DD系统管理DD的软件系统，称为“DD系统”。

1.2 人工管理阶段的数据管理有那些特点？答：1)数据不保存在计算机内；2)没有专用的软件对数据进行管理；3)只有程序的概念，没有文件的概念；4)数据面向程序。

1.3文件管理阶段的数据管理有那些特点？答：1)数据以“文件”形式长期保存；2)数据的逻辑结构与物理结构有了区别；3)文件组织已多样化；4)数据面向应用；5)对数据的操作以记录为单位。

1.4文件管理阶段的数据管理有什么缺陷？试举例说明。

答：主要有三个缺陷：1)数据冗余；2)数据不一致性；3)数据联系弱。

例如学校里教务处、财务处、保健处建立的文件中都有学生详细资料，譬如联系电话，家庭住址等。

这就是“数据”冗余；如果某个学生搬家，就要修改三个部门文件中的数据，否则会引起同一数据在三个部门中不一致；产生上述问题的原因是这三个部门的文件中数据没有联系。

1.5数据管理的数据库阶段产生的标志是哪三件事情？答：1)1968年IBM公司研制的IMS系统是一个典型的层次DBS；2)1969年美国CODASYL组织DBTG报告，提出网状DBS的概念；3)1970年美国IBM公司的E.F.Codd发表论文，提出关系模型的思想。

1.6 数据库阶段的数据管理有那些特色答：1)采用数据模型表示复杂的数据结构；2)有较高的数据独立性；3)为用户提供了方便的用户接口；4)提供了四个方面的数据控制功能；5)对数据的操作以数据项为单位，增加了系统的灵活性。

1.7高级数据库阶段有那些技术？答：1)高级数据库阶段的主要标志是20世纪80年代的分布式数据库系统；2)90年代的对象数据库系统。

3)以及21世纪的Web数据库系统。

1.8 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？答：逻辑数据是用户用以操作的数据形式，是抽象的概念化数据。

物理数据是实际存放在存储设备上的数据。

逻辑数据与物理数据在结构上可以差别很大，需通过两级映象来进行数据传输和格式转换。

从以上的解释可以看出，逻辑记录和逻辑文件是用户在程序中使用的记录和文件，而物理记录和物理文件是指磁盘上的记录和文件。

逻辑记录、文件与物理记录、文件在结构、组成上有很大的差异，而数据管理软件就是通过三级结构两级映象来实现逻辑数据与物理数据之间的转换。

1.9数据抽象的过程，有那几个步骤？数据抽象的过程，也就是数据库设计的过程，具体步骤如下：第一步：根据用户需求，设计数据库的概念模型，这是一个“综合”的过程。

第二步：根据转换规则，把概念模型转换成数据库的逻辑模型，这是一个“转换”的过程。

第三步：根据用户的业务特点，设计不同的外部模型，给程序员使用。

也就是应用程序使用的数据库外部模型。

外部模型与逻辑模型之间的对应性称为映像。

第四步：数据库实现时，要根据逻辑模型设计其内部模型。

内部模型与逻辑模型之间的对应关系称为映像。

一般，上述第一步称为DB的概念设计，第二步、第三步称为DB的逻辑设计，第四步称为DB的物理设计。

1.10概念模型、逻辑模型、外部模型和内部模型各具有那些特点？概念模型的抽象级别最高。

其特点如下所述。

（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，软件独立意味着该模型不依赖于现实的DBMS软件。

因此硬件或软件的变化都不会影响DB概念模型的设计。

（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。

现在采用的概念模型主要是实体联系（ER）模型。

ER模型主要用ER图来表示。

逻辑模型具有以下特点：（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，对数据建模。

（3）逻辑模型独立于硬件，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。

逻辑模型主要有层次、网状和关系模型三种。

外部模型具有如下的特点：（1）外部模型是逻辑模型的一个逻辑子集。

（2）外部模型独立于硬件，依赖于软件。

（3）外部模型反映了用户使用数据库的观点。

内部模型具有如下的特点：内部模型又称物理模型，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，因此，从事这个级别的设计人员必须具备全部的软、硬件知识。

在层次、网状模型设计时，要精心设计内部模型，以提高系统的效率。

但随着计算机软、硬件性能的大幅度提高，并且目前占绝对优势的关系模型是以逻辑级为目的，因而可以不必考虑内部级的设计细节，由系统自动实现。

这也是关系数据库能取代层次、网状系统并能得到广泛应用的重要原因之一。

1.11 试叙述层次、网状和关系三种逻辑数据模型的区别。

层次模型（hierarchical model）用树形（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。

数据的节点是记录类型，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数据类型之间的联系是1:N联系。

层次结构的特点是记录之间的联系通过指针来实现的，查询效率较高。

与文件系统的数据管理方式相比，层次模型是一个飞跃，用户和设计者面对的是逻辑数据而不是物理数据，用户不必花大量的精力考虑数据的物理细节。

逻辑数据与物理数据之间的转换由DBMS完成。

但层次模型有两个缺点：一是只能表示1:N的联系，虽然系统有多种辅助手段实现M:N 联系但较复杂，用户不易掌握；二是由于层次顺序的严格和复杂，引起数据的查询和更新操作很复杂，因此应用程序的编写也比较复杂。

网状模型（Network Model）用有向图结构实体类型及实体之间的联系的数据模型称为网状模型。

1969年CODASYL组织推出DBTG报告中的数据模型是网状模型的主要代表。

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间联系是1:N联系。

网状模型的特点是记录之间的联系通过指针实现，M:N联系也容易实现（一个M:N联系可拆成1:N联系），查询效率较高。

与文件系统的数据管理相比，层次模型和网状模型是一个飞跃，但致命的缺点是数据结构复杂和编程复杂。

因此20世纪80年代中期起其市场已被关系系统的产品所代替。

关系模型关系模型（Relational Model）的主要特征是用二维表格表达实体集。