第 37 页 共 38 页绪 论1.1 基本内容分析本部分的重要概念（1）DB、DBMS和DBS的定义（2）数据管理技术的发展阶段 人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段和高级数据库技术阶段等各阶段的特点3）数据模型数据模型的定义，两类数据模型，概念模型的基本概念以及表示方法ER模型，最常用的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型关系模型的数据结构以及联系的实现方式4）DB的系统结构 三级模式结构，两级映像，两级数据独立性，系统结构各个层次中记录的联系1.2 实例解答1.1 名词解释·逻辑数据：指程序员或用户用以操作的数据形式·物理数据：指存储设备上存储的数据·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·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E1和E2的联系称为“1:1联系”·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）实体有联系，而E2中每个实体至多和E1中一个实体有联系，那么E1和E2的联系是“1:N联系”·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）实体有联系，反之亦然，那么E1和E2的联系称为“M:N联系”。
·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”·概念数据模型：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·结构数据模型（或逻辑数据模型）：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·层次模型：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·网状模型：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·关系模型：用二维表格表达实体集的数据模型·外模式：是用户用到的那部分数据的描述·概念模式：数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述·内模式：DB在物理存储方面的描述·外模式/模式映象：用于定义外模式和概念模式之间数据结构的对应性·模式/内模式映象：用于定义概念模式和内模式之间数据结构的对应性·数据独立性：应用程序和DB的数据结构之间相互独立，不受影响·物理数据独立性：在DB的物理结构改变时，尽量不影响应用程序·逻辑数据独立性：在DB的逻辑结构改变时，尽量不影响应用程序·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·DDL：定义DB三级结构的语言，称为DDL。
·DML：对DB进行查询和更新操作的语言，称为DML·过程性语言：用户编程时，不仅需要指出“做什么”，还需要指出“怎么做”的语言·非过程性语言：用户编程时，只需指出“做什么”，不需要指出“怎么做”的语言·DD（数据字典）：存放三级结构定义的DB，称为DD·DD系统：管理DD的软件系统，称为DD系统1.2 试解释DB、DBMS和DBS三个概念答：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DBMS是位于用户与OS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DBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、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，即采用数据库技术的计算机系统1.3 人工管理阶段和文件系统阶段的数据管理各有哪些特点？答：人工管理阶段主要有四个特点： 数据不保存在计算机内；没有专用的软件对数据进行管理；只有程序的概念，没有文件的概念；数据面向程序文件系统阶段主要有五个特点： 数据以“文件”形式长期保存；数据的逻辑结构与物理结构有了区别；文件组织已多样化；数据面向应用；对数据的操作以记录为单位1.4 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷？试举例说明。
答：主要有三个缺陷：数据冗余；数据不一致性；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，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：进入数据库阶段的标志是20世纪60年代末发生的三件事件：·1968年IBM公司研制的IMS系统是一个典型的层次DBS；·1969年美国CODASYL组织DBTG报告，提出网状DBS的概念；·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哪些特点？答：主要有五个特点： 采用数据模型表示复杂的数据结构；有较高的数据独立性；为用户提供了方便的用户接口；提供了四个方面的数据控制功能；对数据的操作以数据项为单位，增加了系统的灵活性 1.7 与“文件”结构相比，“数据库”结构有些什么不同？答：与文件结构相比，数据库结构主要有下面三点不同：·数据的结构化文件由记录组成，但各文件之间缺乏联系数据库中数据在磁盘中仍以文件形式组织，但这些文件之间有着广泛的联系。
数据库的逻辑结构用数据模型来描述，整体结构化数据模型不仅描述数据本身的特点，还要描述数据之间的联系·数据独立性文件只有设备独立性，而数据库还具有逻辑独立性和物理独立性·访问数据的单位访问文件中的数据，以记录为单位访问数据库中的数据，以数据项（字段）为单位，增加了系统的灵活性1.8 什么是数据独立性？在数据库中有哪两级独立性？答：数据独立性是指应用程序与DB的数据结构之间相互独立在物理结构改变时，尽量不影响应用程序，称为物理数据独立性；在逻辑结构改变时，尽量不影响应用程序，称为逻辑数据独立性1.9 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1.10 DB的三级模式结构描述了什么问题？试详细解释。
答：DB的三级模式结构是对数据的三个抽象级别，分别从外部（用户）级、概念级和内部级去观察数据库 外部级是用户使用的局部数据库的逻辑结构，其描述称为外模式 概念级是DB的整体逻辑结构，其描述称为概念模式 内部级是DB的物理结构，其描述称为内模式1.11 试述概念模式在数据库结构中的重要地位答：数据按外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存储在磁盘中，而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点，并使得两级的任何一级的改变都不受另一级的牵制1.12 试叙述用户、DB的三级模式结构、磁盘上的物理文件之间有些什么联系和不同？ 答：用户、外模式、概念模式、内模式和物理文件中的记录分别称为用户记录、外部记录、概念记录、内部记录和物理记录 用户记录与外部记录的结构是一致的，它们之间只是数据传输问题 而外部记录、概念记录和内部记录之间的结构可能是不一致的，除了数据传输问题，还有格式转换问题 内部记录与物理记录的结构是一致的，它们之间只是数据传输问题1.13 数据独立性与数据联系这两个概念有什么区别？答：数据独立性是指应用程序和DB的数据之间相互独立，不受影响，对系统的要求是“数据独立性要高”，而数据联系是指记录之间的联系，对系统的要求是“数据联系密切”。
1.14“元数据”与“数据”之间有些什么联系与区别？答：元数据（metadata）是指“数据的数据”，即数据的描述DB中的元数据是指三级模式结构的详细描述数据（data），一般是指用户使用的具体值1.3 练习题1.3.1 填空题1．数据管理技术的发展，与__________、__________和__________有密切的联系2．文件系统中的数据独立性是指__________独立性3．文件系统的缺陷是：_________、_________和__________4．就信息处理的方式而言，在文件系统阶段，__________处于主导地位，_________只起着服从程序设计需要的作用；而在数据库方式下，_________占据了中心位置5．对现实世界进行第一层抽象的模型，称为__________模型；对现实世界进行第二层抽象的模型，称为__________模型6．层次模型的数据结构是__________结构；网状模型的数据结构是__________结构；关系模型的数据结构是__________结构；面向对象模型的数据结构之间可以__________7．在层次、网状模型中，用__________导航数据；而在关系模型中，用__________导航数据。
8．数据库的三级模式结构是对__________的三个抽象级别9．在DB的三级模式结构中，数据按__________的描述提供给用户，按__________的描述存储在磁盘中，而__________提供了连接这两级的相对稳定的中间观点，并使得两级中的任何一级的改变都不受另一级的牵制10．DBS中存放三级结构定义的DB称为__________1.3.2 单项选择题（在备选答案中选出一个正确答案）1．在DBS中，DBMS和OS之间关系是 [ ] A．并发运行 B．相互调用C．OS调用DBMS D．DBMS调用OS2．在数据库方式下，信息处理中占据中心位置的是 [ ] A．磁盘 B.程序 C.数据 D.内存3．DB的三级体系结构是对_________抽象的三个级别 [ ] A.存储器 B.数据 C.程序 D. 外存4．DB的三级模式结构中最接近外部存储器的是 [ ] A.子模式 B.外模式 C.概念模式 D.内模式5．DBS具有“数据独立性”特点的原因是因为在DBS中 [ ] A.采用磁盘作为外存 B.采用三级模式结构C.使用OS来访问数据 D.用宿主语言编写应用程序6．在DBS中，“数据独立性”和“数据联系”这两个概念之间联系是 [ ] A．没有必然的联系 B．同时成立或不成立C．前者蕴涵后者 D．后者蕴涵前者7．数据独立性是指 [ ] A．数据之间相互独立 B．应用程序与DB的结构之间相互独立C．数据的逻辑结构与物理结构相互独立 D．数据与磁盘之间相互独立8．对DB中数据的操作分成两大类： [ ] A．查询和更新 B．检索和修改C．查询和修改 D．插入和修改1.3.3 问答题1．试对数据管理技术三个发展阶段作一详细的比较。
2．在用户访问数据库中数据的过程中，DBMS起着什么作用？1.4 练习题答案1.4.1 填空题答案1．硬件 软件 计算机应用 2．设备3．数据冗余 数据不一致 数据联系弱 4．程序设计 数据 数据5．概念 结构（或逻辑） 6．树 有向图 二维表 嵌套和递归7．指针 关键码（或外键与主键） 8．数据9．外模式 内。