第一章（数据库基础知识）

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1、数据库技术及应用基础教程数据库技术及应用基础教程第一章参考答案第一章参考答案-责任人：崔朝霞一、名词解释一、名词解释 关系数据库系统： 对应于一个 关系模型的所有关系的集合称为关系数据库。关系数据库管理系统就 是管理关系数据库，并将数据组织为相关的行和列的系统。 分布式数据库系统 分布式数据库系统有两种：一种是物理上分布的，但逻辑上却是集中的。这种分布式 数据库只适宜用途比较单一的、不大的单位或部门。另一种分布式数据库系统在物理上和 逻辑上都是分布的，也就是所谓联邦式分布数据库系统。由于组成联邦的各个子数据库系 统是相对“自治”的，这种系统可以容纳多种不同用途的、差异较大的数据库，比较适宜于

2、大范围内数据库的集成。 多媒体数据库：能够管理数值、文字、表格、图形、图像、声音等多媒体的数据库称为多 媒体数据库。 逻辑数据：逻辑数据是一种抽象的概念，是对客观现实世界的反映和记录，这些数据也可 以称为逻辑记录。逻辑数据包含了两个层次：一是对客观世界的藐视，二是对数据库管理 系统中数据的描述。 物理数据：物理数据是实际存放在存储设备上的数据。 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的数据的描述。 概念模式：是数据库中全部数据的整体 逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组 成，还包含记录间联系、数据的完整性、安全性等要求。 内模式： 内模式（也称存储模式）是数据物理结构和

3、存储方式的描述，是数据在数据库内 部的表示方式。一个数据库只有一个内模式 ，能够给出数据库物理存储结构与物理存取方 法。 物理存储介质：物理存储介质可以分为六大类，高速缓冲存储器、主存储器、快闪存储器、 磁盘存储器、光存储器、磁带。 网状数据库：处理以记录类型为结点的网状数据模型的数据库。 二、选择题二、选择题 1.A 2.B 3.B 4.B 三、三、1.2.3.4. 四、四、1. 数据库最初是在大公司或大机构中用作大规模事务处理的基础。后来随 着个人计算机的普及，数据库技术被移植到 PC 机(Personal Computer，个人 计算机)上，供单用户个人数据库应用。接着，由于 PC 机在

4、工作组内连成网， 数据库技术就移植到工作组级。现在，数据库正在 Internet 和内联网中广泛使 用。 2. 数据库系统是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统， 是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。它通常由软件、数据库和数据管 理员组成。其软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管 理系统。数据库由数据库管理系统统一管理，数据的插入、修改和检索均要通 过数据库管理系统进行。数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库，使数 据能被任何有权使用的人有效使用。数据库管理员一般是由业务水平较高、资 历较深的人员担任。 数据库系统的个体含义是指一个具体的数据库管理系统

5、软件和用它建立起来的 数据库；它的学科含义是指研究、开发、建立、维护和应用数据库系统所涉及 的理论、方法、技术所构成的学科。在这一含义下，数据库系统是软件研究领 域的一个重要分支，常称为数据库领域。 数据库研究跨越于计算机应用、系统软件和理论三个领域，其中应用促进新系 统的研制开发，新系统带来新的理论研究，而理论研究又对前两个领域起着指 导作用。数据库系统的出现是计算机应用的一个里程牌，它使得计算机应用从 以科学计算为主转向以数据处理为主，并从而使计算机得以在各行各业乃至家 庭普遍使用。在它之前的文件系统虽然也能处理持久数据，但是文件系统不提 供对任意部分数据的快速访问，而这对数据量不断增大的

6、应用来说是至关重要 的。为了实现对任意部分数据的快速访问，就要研究许多优化技术。这些优化 技术往往很复杂，是普通用户难以实现的，所以就由系统软件（数据库管理系 统）来完成，而提供给用户的是简单易用的数据库语言。由于对数据库的操作 都由数据库管理系统完成，所以数据库就可以独立于具体的应用程序而存在， 从而数据库又可以为多个用户所共享。因此，数据的独立性和共享性是数据库 系统的重要特征。数据共享节省了大量人力物力，为数据库系统的广泛应用奠 定了基础。数据库系统的出现使得普通用户能够方便地将日常数据存入计算机 并在需要的时候快速访问它们，从而使计算机走出科研机构进入各行各业、进 入家庭。3. Acc

7、ess、Sybase、SQL server、ORACLE、Foxpro 等。4. 从历史的发展来看，信息技术的快速发展、社会对信息需求的不断增强、信息资源的作 用日益显现，是推动数据库技术发展的主要动力。从数据管理的实践来看，数据库技术的 演变过程是从手工管理、面向文件的数据管理阶段逐渐向面向数据库系统的数据管理阶段 发展的过程。 计算机技术的存储技术和检索技术的飞速发展，使得数据库技术的进步有了物质基础。数 据库技术的最重要的作用就是处理数据，这需要把大量的数据存储在存储器中，因此，存 储器的类型、容量和速度直接影响着数据库技术的发展。早期的计算机系统使用 80 列卡片 存储数据，卡片列含穿

8、孔，表示单个字符。每张卡片最多容纳 80 个字符。穿孔机操作员将 数据和程序代码输入到卡片上。后来，计算机系统将数据存储在磁带上。磁盘的生产是从 1956 年开始的，当时的容量只有 5MB，而到 2009 年，磁盘的容量已经达到了 TB 级。 从信息需求来看，计算机应用范围的不断扩大和计算需求的不断增长也推动着数据库技术 的发展。最早的数据库技术仅仅应用于科学计算，侧重于提高计算速度和精度，数据量相 对比较少。随着信息技术的发展，计算机的应用范围越来越广泛，从科学计算发展到了行 政管理和技术控制，信息需求的增多，需要处理的数据量也随之大幅度增加。因此，这时 的数据库技术侧重于收集、传送、处理和

9、使用这些数据，数据库技术要保证数据处理的及 时性和准确性。在早期，一个企业每个季度或者每个月进行一次销售统计、财务报表统计， 但现在，企业需要逐日进行销售统计、财务分析。 目前，信息已经像资金、设备、物料、人力一样成为企业不可缺少的重要资源。企业管理 的目的就是对企业资源的优化配置和充分发挥资源的作用。为了充分发挥信息资源的作用， 需要利用先进的技术和方法来存储、检索和使用各种信息。在计算机应用的早期，许多企 业仅仅满足系统显示当前活动的信息，因为使用这些信息就可以管理日常业务。但是，随着全球化的发展和市场竞争的激烈，企业不仅需要日常运营信息，而且需要利用这些信息 咨询进行分析和制定战略。数据

10、分析的需求越来越强，客观上需要存储容量大、检索方便 快捷、使用灵活的数据库技术提供信息资源的分析能力。 在计算机技术开始出现之前，许多企业通过手工记录文件来管理各种数据。例如，会计人 员手工进行成本核算、制作财务报表等。当然，手工管理数据文件的效率是非常低的。 计算机出现的初期，主要用于科学计算。从计算机的硬件技术来看，除了内存之外，出现 了称为第二存储器的外存储器例如磁盘，软件领域则逐步出现了操作系统和高级程序设计 语言。操作系统中的文件系统是专门管理外存储器上数据的管理软件。应用程序的开发是 独立的，没有一个统一的规划，例如，企业中每个职能领域都会开发一些完全独立于其他 职能领域的系统。财

11、务、生产、营销和人事等业务部门都开发各自的应用程序，都拥有自 己的数据文件。这种采用多个文件来存储和管理数据的方式称为面向文件的数据管理方式， 简称为文件管理方式。从数据库技术发展的阶段来讲，该阶段是文件管理阶段。在传统的 文件管理阶段，每个应用都需要自己的数据文件和应用程序。例如，人事部门需要一个雇 员清单文件、一个工资文件、一个津贴文件、一个医疗保险文件、一个邮件列表文件等。 销售部门则需要一个销售人员清单文件、一个产品名称文件、一个销售统计文件等。这些 文件可以有很多，但文件之间都是独立的，同一种数据可能存储在多个不同的数据文件中。随着数据量的剧增，数据管理阶段存在的许多问题越来越突出。

12、这些问题主要包括： (1) 数据冗余性(data redundancy)：是指同一个信息在多个数据文件中同时出现。当多个不 同的部门独立采集同一种信息时，就发生了这种冗余性。 (2) 数据不一致性(data inconsistency)：是指由于同一种信息数据在多处采集和维护，有可 能造成同一种信息有不同的数据表示。 (3) 数据联系弱(data poor relationship)：是指不同的数据文件之间相互独立，缺乏联系特性。 虽然某些数据之间存在紧密的联系，但是由于实现的复杂性，很少在系统中提供数据之间 的紧密联系。 (4) 数据安全性差(data poor security)：是指对数

13、据的管理和控制比较少。数据文件很容易被 非法用户使用和操作。 (5) 缺乏灵活性(lack of flexibility)：是指在特定领域中的应用程序编写完毕之后，如果需要 增加各种特殊查询的报表，那么这些修改将非常困难，因为这些数据文件和应用程序的修 改需要耗费大量的时间、人力和财力。 传统的文件管理存在的许多问题终于在 20 世纪 60 年代末得到了解决。这时，从计算机硬 件技术来看，出现了具有数百兆字节容量、价格低廉的磁盘。从软件技术来看，操作系统 已经开始成熟，程序设计语言的功能也更加强大，操作和使用更加方便。这些硬件和软件 技术为数据库技术的发展提供了良好的物质基础。从现实需求来看，

14、数据量急剧增加，对 数据的管理和分析需求力度加大。1970 年，数据库专家 E. F. Codd 连续发表论文，提出了 关系模型，奠定了关系型数据库管理系统的基础。这时，数据管理进入到了一个新的阶段， 这种面向数据库系统的数据管理阶段称为数据库管理系统阶段。数据库管理系统克服了传 统的文件管理方式的缺陷，提高了数据的一致性、完整性并减少了数据冗余。与传统的文 件管理阶段相比，现代的数据库管理系统阶段具有如下特点： (1) 使用复杂的数据模型表示结构。在这种系统中，数据模型不仅描述数据本身的特征， 而且还要描述数据之间的联系。这种联系通过存取路径来实现。通过所有存取路径表示自 然的数据联系是数据

15、库系统与传统的文件系统之间的本质区别。这样，所要管理的数据不 再面向特定的某个或某些应用，而是面向整个应用系统，从而极大地降低了数据冗余性， 实现了数据共享。(2) 具有很高的数据独立性。数据的逻辑结构与实际存储的物理结构之间的差别比较大。 用户可以使用简单的逻辑结构来操作数据，而无需考虑数据的物理结构，该操作方式依靠 数据库系统的中间转换。在物理结构改变时，尽量不影响数据的逻辑结构和应用程序。这 时，就认为数据达到了物理数据的独立性。 (3) 为用户提供了方便的接口。在该数据库系统中，用户可以非常方便地使用查询语言， 例如 SQL(structured query language，结构化查

16、询语言)或实用程序命令来操作数据库中的数 据，也可以以编程方式(例如在高级程序设计语言中嵌入查询语言)操作数据库。 (4) 提供了完整的数据控制功能。这些功能包括并发性、完整性、可恢复性、安全性和审 计性。并发性是允许多个用户或应用程序同时操纵数据库中的数据，而数据库依然保证为 这些用户或应用程序提供正确的数据；完整性是指始终包含正确的数据，例如通过定义完 整性的规则使数据值可以限制在指定的范围内；可恢复性是指在数据库遭到破坏之后，系 统有能力把数据库恢复到最近某个时刻的正确状态；安全性是指只有指定的用户才能使用 数据库中的数据和执行允许的操作；审计性是指系统可以自动记录所有对数据库系统和数 据的操作，以便跟踪和审计数据库系统的所有操作。 (5) 提高了系统的灵活性。对数据库中数据的操作既可以以记录为单位，也可以以记录中 的数据项为单位。例如，在 SQL 语言中，可以使用 SELECT 语句指定记录或记录中的数 据项。 从数据库技术的发展过程和演变趋势来看，数据库系统本身也在不断发展，从最初的层次 数据库系统、网状数据库系统，在向关系型数据库系统、关系对象数据库系统