1 ．試述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念。

答：

( l ）數(shù)據(jù)（ Data ) ：描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音、正文等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。

( 2 ）數(shù)據(jù)庫（ DataBase ，簡稱 DB ) ：數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。

( 3 ）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DataBas 。 Sytem ，簡稱 DBS ) ：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構成，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構成。解析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫是兩個概念。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個人一機系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個組成部分。

( 4 ）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DataBase Management sytem ，簡稱 DBMs ) ：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)。 DBMS 的主要功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫的運行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。解析 DBMS 是一個大型的復雜的軟件系統(tǒng)，是計算機中的基礎軟件

2 ．使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？

答：

使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點或優(yōu)點決定的。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處很多，例如，可以大大提高應用開發(fā)的效率，方便用戶的使用，減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護的負擔，等等。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大大提高應用開發(fā)的效率。因為在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中應用程序不必考慮數(shù)據(jù)的定義、存儲和數(shù)據(jù)存取的具體路徑，這些工作都由 DBMS 來完成。開發(fā)人員就可以專注于應用邏輯的設計，而不必為數(shù)據(jù)管理的許許多多復雜的細節(jié)操心。還有，當應用邏輯改變，數(shù)據(jù)的邏輯結構也需要改變時，由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨立性，數(shù)據(jù)邏輯結構的改變是 DBA 的責任，開發(fā)人員不必修改應用程序，或者只需要修改很少的應用程序，從而既簡化了應用程序的編制，又大大減少了應用程序的維護和修改。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護系統(tǒng)的負擔。因為 DBMS 在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制，包括數(shù)據(jù)的完整性、安全性、多用戶并發(fā)控制、故障恢復等，都由 DBMS 執(zhí)行。總之，使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的利用率和一致性，又有利于應用程序的開發(fā)和維護。

3 ．試述文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系。

答：

文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別是：文件系統(tǒng)面向某一應用程序，共享性差，冗余度大，數(shù)據(jù)獨立性差，記錄內(nèi)有結構，整體無結構，由應用程序自己控制。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向現(xiàn)實世界，共享性高，冗余度小，具有較高的物理獨立性和一定的邏輯獨立性，整體結構化，用數(shù)據(jù)模型描述，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復能力。

文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)系是：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是計算機系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件。解析文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的重要組成部分；而 DBMS 是獨立于操作系統(tǒng)的軟件。但是 DBMS 是在操作系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)的；數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織和存儲是通過操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

?

4 ．舉出適合用文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的例子；再舉出適合用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用例子。答 ：

( l ）適用于文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用例子數(shù)據(jù)的備份、軟件或應用程序使用過程中的臨時數(shù)據(jù)存儲一般使用文件比較合適。早期功能比較簡單、比較固定的應用系統(tǒng)也適合用文件系統(tǒng)。

?( 2 ）適用于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而非文件系統(tǒng)的應用例子目前，幾乎所有企業(yè)或部門的信息系統(tǒng)都以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎，都使用數(shù)據(jù)庫。例如，一個工廠的管理信息系統(tǒng)（其中會包括許多子系統(tǒng)，如庫存管理系統(tǒng)、物資采購系統(tǒng)、作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)等），學校的學生管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)，圖書館的圖書管理系統(tǒng)，等等，都適合用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。希望讀者能舉出自己了解的應用例子。

?

5 ．試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。

答：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點有：

?( l ）數(shù)據(jù)結構化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結構化，這是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。解析注意這里的“整體’夕兩個字。

( 2 ）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴充數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某個應用而是面向整個系統(tǒng)，因此可以被多個用戶、多個應用以多種不同的語言共享使用。由于數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，是有結構的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個應用共享使用，而且容易增加新的應用，這就使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)彈性大，易于擴充。解析數(shù)據(jù)共享可以大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲空間，同時還能夠避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。

( 3 ）數(shù)據(jù)獨立性高數(shù)據(jù)獨立性包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的模式結構和二級映像功能保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有很高的物理獨立性和邏輯獨立性。

( 4 ）數(shù)據(jù)由 DBMS 統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的共享，即多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)甚至可以同時存取數(shù)據(jù)庫中同一個數(shù)據(jù)。

?

6 ．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？

答：

( l ）數(shù)據(jù)庫定義功能；

( 2 ）數(shù)據(jù)存取功能；

( 3 ）數(shù)據(jù)庫運行管理；

( 4 ）數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。

7 ．什么是概念模型？試述概念模型的作用。

答：概念模型，也稱信息模型，是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設計。

概念模型實際上是現(xiàn)實世界到機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第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設計人員進行數(shù)據(jù)庫設計的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫設計人員和用戶之間進行交流的語言。

8．定義并解釋概念模型中以下術語：實體，實體型，實體集，實體之間的聯(lián)系。

答：

實體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物叫實體。實體型：具有相同屬性的實體具有相同的特征和性質(zhì)，用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。實體集：同型實體的集合稱為實體集；實體之間的聯(lián)系：通常是指不同實體型的實體集之間的聯(lián)系，實體之間的聯(lián)系有一對一，一對多和多對多等多種類型。

?

9 ．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)模型的三個要素。

答：

數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用來對現(xiàn)實世界進行抽象的工具，是數(shù)據(jù)庫中用于提供信息表示和操作手段的形式構架。一般地講，數(shù)據(jù)模型是嚴格定義的概念的集合。這些概念精確描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性和完整性約束條件。因此數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分組成。

?( l ）數(shù)據(jù)結構：是所研究的對象類型的集合，是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。

?( 2 ）數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許進行的操作的集合，包括操作及有關的操作規(guī)則，是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。

?( 3 ）數(shù)據(jù)的約束條件：是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。解析數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最重要的概念之一。必須通過 《 概論 》 的學習真正掌握數(shù)據(jù)模型的概念和作用。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎。任何一個 DBMS 都以某一個數(shù)據(jù)模型為基礎，或者說支持某一個數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，模型有不同的層次。根據(jù)模型應用的不同目的，可以將模型分成兩類或者說兩個層次：一類是概念模型，是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，用于信息世界的建模，強調(diào)語義表達能力，概念簡單清晰；另一類是數(shù)據(jù)模型，是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，用于機器世界，人們可以用它定義、操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，一般需要有嚴格的形式化定義和一組嚴格定義了語法和語義的語言，并有一些規(guī)定和限制，便于在機器上實現(xiàn)。

10．試述層次模型的概念，舉出三個層次模型的實例。

答：

?( l ）教員學生層次數(shù)據(jù)庫模型

( 2 ）行政機構層次數(shù)據(jù)庫模型

( 3 ）行政區(qū)域層次數(shù)據(jù)庫模型

11．試述網(wǎng)狀模型的概念，舉出三個網(wǎng)狀模型的實例。

答：

滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系集合為網(wǎng)狀模型。

?( l ）允許一個以上的結點無雙親； ( 2 ）一個結點可以有多于一個的雙親。

實例 1 :

實例 2 :

實例 3 :

12 ．試述網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點。

答：

層次模型的優(yōu)點主要有： ( l ）模型簡單，對具有一對多層次關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 ）用層次模型的應用系統(tǒng)性能好，特別是對于那些實體間聯(lián)系是固定的且預先定義好的應用，采用層次模型來實現(xiàn)，其性能優(yōu)于關系模型； ( 3 ）層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持。

層次模型的缺點主要有： ( l ）現(xiàn)實世界中很多聯(lián)系是非層次性的，如多對多聯(lián)系、一個結點具有多個雙親等，層次模型不能自然地表示這類聯(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 ）查詢子女結點必須通過雙親結點。

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點主要有： ( l ）能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點可以有多個雙親； ( 2 ）具有良好的性能，存取效率較高。

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的缺點主要有： ( l ）結構比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結構就變得越來越復雜，不利于最終用戶掌握； ( 2 ）其 DDL 、 DML 語言復雜，用戶不容易使用。由于記錄之間聯(lián)系是通過存取路徑實現(xiàn)的，應用程序在訪問數(shù)據(jù)時必須選擇適當?shù)拇嫒÷窂健Ｒ虼?#xff0c;用戶必須了解系統(tǒng)結構的細節(jié)，加重了編寫應用程序的負擔。

13．試述關系模型的概念，定義并解釋以下術語： ( l ）關系（ 2 ）屬性（ 3 ）域（ 4 ）元組 ( 5 ）主碼（ 6 ）分量（ 7 ）關系模式

答：

關系模型由關系數(shù)據(jù)結構、關系操作集合和關系完整性約束三部分組成。在用戶觀點下，關系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結構是一張二維表，它由行和列組成。 ( l ）關系：一個關系對應通常說的一張表； ( 2 ）屬性：表中的一列即為一個屬性； ( 3 ）域：屬性的取值范圍； ( 4 ）元組：表中的一行即為一個元組； ( 5 ）主碼：表中的某個屬性組，它可以惟一確定一個元組； ( 6 ）分量：元組中的一個屬性值； ( 7 ）關系模式：對關系的描述，一般表示為關系名（屬性 1 ，屬性 2 ， … ，屬性 n )

14 ．試述關系數(shù)據(jù)庫的特點。

答：

關系數(shù)據(jù)模型具有下列優(yōu)點： ( l ）關系模型與非關系模型不同，它是建立在嚴格的數(shù)學概念的基礎上的。 ( 2 ）關系模型的概念單一，無論實體還是實體之間的聯(lián)系都用關系表示，操作的對象和操作的結果都是關系，所以其數(shù)據(jù)結構簡單、清晰，用戶易懂易用。 ( 3 ）關系模型的存取路徑對用戶透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨立性、更好的安全保密性，也簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作。當然，關系數(shù)據(jù)模型也有缺點，其中最主要的缺點是，由于存取路徑對用戶透明，查詢效率往往不如非關系數(shù)據(jù)模型。因此為了提高性能，必須對用戶的查詢請求進行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度。

15．試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結構，這種結構的優(yōu)點是什么？

答：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構由外模式、模式和內(nèi)模式組成。（參見書上圖 1 . 29 ) 外模式，亦稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。模式，亦稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結構。外模式涉及的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結構，通常是模式的子集。內(nèi)模式，亦稱存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結構和存儲方式的描述。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給 DBMs 管理，使用戶能邏輯抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關心數(shù)據(jù)在計算機中的表示和存儲。為了能夠在內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉換，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像：外模式／模式映像和模式／內(nèi)模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。

16 ．定義并解釋以下術語：模式、外模式、內(nèi)模式、 DDL 、 DML 。

模式、外模式、內(nèi)模式，亦稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結構。外模式涉及的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結構，通常是模式的子集。內(nèi)模式，亦稱存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結構和存儲方式的描述。 DDL ：數(shù)據(jù)定義語言，用來定義數(shù)據(jù)庫模式、外模式、內(nèi)模式的語言。 DML ：數(shù)據(jù)操縱語言，用來對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行查詢、插入、刪除和修改的語句。

17．什么叫數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性？什么叫數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性？為什么數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)與程序的獨立性？

答：

數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性：當模式改變時（例如增加新的關系、新的屬性、改變屬性的數(shù)據(jù)類型等），由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式／模式的映像做相應改變，可以使外模式保持不變。應用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性：當數(shù)據(jù)庫的存儲結構改變了，由數(shù)據(jù)庫管理員對模式／內(nèi)模式映像做相應改變，可以使模式保持不變，從而應用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式之間提供的兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。

18 ．試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成。

答：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構成。

19 ．數(shù)據(jù)庫管理員、系統(tǒng)分析員、數(shù)據(jù)庫設計人員、應用程序員的職責是什么？

答：

數(shù)據(jù)庫管理員的職責：（1）決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結構；

（2）決定數(shù)據(jù)庫的存儲結構和存取策略；

（3）定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件；

（4）監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行；

（5）數(shù)據(jù)庫的改進和重組、重構。

系統(tǒng)分析員負責應用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明，系統(tǒng)分析員要和用戶及 DBA 相結合，確定系統(tǒng)的硬件、軟件配置，并參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概要設計。數(shù)據(jù)庫設計人員負責數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級模式的設計。數(shù)據(jù)庫設計人員必須參加用戶需求調(diào)查和系統(tǒng)分析，然后進行數(shù)據(jù)庫設計。在很多情況下，數(shù)據(jù)庫設計人員就由數(shù)據(jù)庫管理員擔任。應用程序員負責設計和編寫應用系統(tǒng)的程序模塊，并進行調(diào)試和安裝。

總結

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