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数据库系统概述（王珊等）第一章概述课后习题选做
1.试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
数据：描述事物的符号记录称为数据。描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等，数据有多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。
数据库：数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
数据库管理系统：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。
数据库系统：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，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。
2.使用数据库系统有什么好处？
（1）数据结构化
（2）数据的共享性高，冗余度低，易扩充
（3）数据独立性高
（4）数据由DBMS统一管理和控制
3.试述文件系统与数据库系统的区别和联系。
区别：
（1）文件系统将数据以文件的方式存储在外存上，而数据库系统将数据统一用数据库进行存储。
（2）文件系统是面向（单个或一组）应用的，当不同程序调用同一文件时必须新建一个对应自身的文件，造成数据冗余度大。
数据库系统是面向数据的，在数据库系统中，数据和程序是相互分离的。
（3）两者都具有共享性但文件系统是以文件为单位的共享，这就可能会造成数据间不相融与不一致性（原因是不同应用基于同一文件创建多个副本后，各自编辑，造成同一数据的不同副本值不同）。而数据库系统的共享是以数据项为单位的共享，共享性更高。
（4）在对数据管理上，文件系统采用基于操作系统的存取方法进行管理。而数据库系统（DBS）有数据库管理系统（DBMS）统一进行管理。
（5）二者的本质差别是数据库系统实现了整体数据的结构化，减轻了程序员的负担。
联系：
（1）都由数据管理软件管理数据，程序与数据之间都用存取方法进行转换
（2）数据库系统由文件系统发展而来。
4.举出适合用文件系统而不是数据库系统的应用例子；再举出适合用数据库系统的应用例子。
(1)适用于文件系统而不是数据库系统的应用例子： 数据的备份、软件或应用程序使用过程中的临时数据存储一般使用文件比较合适。早期的功能比较简单，比较固定的应用系统也适用文件系统。
(2)适用于数据系统而非文件系统的应用例子：目前，几乎所有企业或部门的信息系统都以数据库系统为基础，都是用数据库。例如，一个工厂的管理系统（其中会包括许多子系统，如库存管理系统，物资采购系统，作业采购系统，作业调度系统，设备管理系统，人事管理系统等），学校的管理系统，人事管理系统，图书馆的图书管理系统，等等都适合数据库系统。
5.试述数据库系统的特点。
（1）数据结构化
（2）数据的共享性高，冗余度低，易扩充
（3）数据独立性高
（4）数据由DBMS统一管理和控制
6.数据库管理系统的主要功能有哪些？
（1）数据定义功能
（2）数据组织、存储和管理
（3）数据操纵功能
（4）数据库的事务管理和运行管理
（5）数据库的建立和维护功能
7.试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的3个要素。
数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架,是现实世界的模拟和抽象。
数据模型的作用是模拟现实世界,使人容易理解,便于在计算机上实现。
数据模型三要素:数据结构、数据操作、数据的约束条件。
8.试述概念模型的作用
概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户进行交流的语言
9.定义并解释概念模型中以下术语：
实体，实体型，实体集，属性，码，实体-联系图（E-R图）
（1） 实体：客观存在并可相互区别的事物称为实体。
（2） 实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。
（3） 实体集：同一类型实体的集合称为实体集。
（4） 属性：实体所具有的某一特性称为属性。
（5） 码：唯一标识实体的属性集称为码。
（6） 实体-联系图（E-R图）：E-R图也即实体-联系图，提供了表示实体型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型
14.试述层次模型的概念。举出3个层次模型的实例。
概念：
在数据库中定义满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型：
(1)有且只有一个节点没有双亲节点，这个结构称为根节点
(2)根以外的其他结点有且只有一个双亲节点。
层次模型的实例：
(1)教员学生层次数据库模型
(2)行政机构层次数据库模型
(3)行政区域层次数据库模型
16.试述网状模型的概念，举出3个网状模型的实例
概念：
满足下面两个条件的基本层次联系集合为网状模型。
(1)允许一个以上的结点无双亲；
(2)一个结点可以有多于一个的双亲
实例：
(1)学生选课网状数据库模型
(2)教师选教室网状数据模型
(2)学生选教室网址数据模型
17.试述网状、层次数据库的优缺点
层次模型：
优点：(1)模型简单，对具有一对多层次关系的部门描述非常自然，直观，容易理解，这是层次数据库的突出优点
(2）用层次模型的应用系统性能好，特别是对于那些实体间联系固定的且预先定义好的应用，采用层次模型来实现，其性能优于关系模型
(3)层次数据模型提供了良好的完整性支持。
缺点：(1)现实世界中很多联系是非层次性的，如多对多联系，一个节点具有多个双亲等，层次模型不能自然的表示这类联系，只能通过引入冗余数据或引入虚拟结点来解决
(2)对插入和删除操作的限制比较多
(3)查询子女结点必须通过双亲结点
网状数据模型：
优点：(1)能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲
(3)具有良好的性能，存取效率较高
缺点：
(1)结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握
(2)其DDL，DML语言复杂，用户不容易使用。用于记录之间联系是通过存取路径实现的，应用程序访问数据库时必须选择适当的存取路径。因此，用户必须了解系统的结构的细节，加重了编写应用程序的负担
18.试述关系模型的概念，定义并解释以下术语：
（1）关系 （2）属性 （3）域 （4）元组
（5）码 （6）分量 （7）关系模式
（1）关系：一个关系对应通常说的一张表
（2）属性：表中的一列即为一个属性
（3）域：属性的取值范围
（4）元组：表中的一行即为一个元组
（5）码：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组
（6）分量：元组中的一个属性值
（7）关系模式：对关系的描述
19.试述关系数据库的特点
（1）相同列中数据类型一致，不同数据类型必须用不同列定义
（2）不同列无顺序要求
（3）任意两个元组不能完全相同
（4）不同行也无顺序区别
20.试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？
数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。
(1)外模式，亦称子模式或者用户模式（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。
(2)模式，亦称逻辑模式，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。模式描述的是数据的全局逻辑结构。
(3)内模式，亦称存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。
优点：
数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性
21.定义并解释以下术语：
模式、外模式、内模式、DDL、DML
模式：描述的是数据的全局逻辑结构。
外模式：涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。
内模式，亦称存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存
储方式的描述。
DDL ：数据定义语言，用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言。
DML ：数据操纵语言，用来对数据库中的数据进行查询、插入、删除和修改的语句
22.什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？
（1）物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。
（2）逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，当数据的逻辑结构改变时，用户程序也可以不变。
（3）数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性
23.试述数据库系统的组成。
数据库系统以一般由数据库，数据库管理系统（及其开发工具），应用系统，数据库管理员和用户构成
24.DBA的职责是什么？
1）决定数据库中的信息内容和结构
2）决定数据库的存储结构和存取策略
3）定义数据库的安全性要求和完整性约束
4）监控数据库的运行的使用
5）数据库的改进和重组，甚至重构
25.系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责是什么？
系统分析员：系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，系统分析员要和用户及DBA相结合，确定系统的硬件，软件配置，并参与数据库系统的概要设计。
数据库设计人员：数据库设计人员负责数据库中数据的确定，数据库各级模式的设计。数据库设计人员必须参加用户需求调查和系统分析，然后进行数据库设计。在很多情况下，数据库设计人员由数据库管理员担任。
应用程序员：应用程序员负责设计和编写应用系统的程序模块，并进行调试和安装
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