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1、第一章 数据库系统概论1、 试回答下列问题：（1）什么是数据库？（2）什么是数据库管理系统？（3）什么是数据库系统？（4）数据库DB与数据库管理系统DBMS，数据库系统DBS之间的差别？（5）数据库发展的三个重要阶段是什么？解答：（1）数据是描述现实世界中各种具体事物或抽象概念的可存储并具有明确意义的信息。数据库是具有逻辑关系和确定意义的数据集合；它是针对明确的应用目标而设计、建立和加载的。每个数据库都具有一组用户，并为这些用户的应用服务；一个数据库表示了现实世界的某些方面。（2）数据库管理系统是一个通用的软件系统，由一组计算机程序构成。数据库管理系统能够对数据库进行有效的管理，包括存储管理、
2、安全性管理、完整性管理等。数据库管理系统提供了一个软件环境，使用户能方便快速的建立、维护、检索、存取和处理数据库中的信息。（3）数据库系统是数据库和数据库管理系统的相加，它是具有管理和控制数据库功能的计算机系统。（4）数据库DB（Data Base）是现实世界中相互关联的大量数据及数据间关系的集合。 数据库管理系统DBMS（Data Base Management System）是对数据库中的数据进行存储和管理的软件系统，包括存储、管理、检索和控制数据库中数据的各种语言和工具，是一套系统软件。数据库系统DBS（Data Base System）是一个数据库系统，应该包括数据库应用系统，数据库应
3、用开发接口，数据库管理系统，操作系统和数据库，数据库系统在不同的硬件和不同的操作系统下，运行不同的DBMS软件版本。（5）数据库发展的三个重要阶段是：第一代：层次和网状数据库系统；第二代：关系数据库系统RDBMS；第三代：面向对象的数据库系统OODBMS。2、 试述文件系统的缺点。解答：文件系统具有以下缺点：（1）数据共享性差，冗余度大。文件与应用程序紧密相关，相同的数据集合在不同的应用程序中使用时，经常需要重复定义、重复存储。（2）数据不一致性。由于数据的重复存储，单独管理，给数据的修改和维护带来了困难，容易造成数据不一致。（3）数据独立性差。由于文件与应用程序紧密，当文件的系统结构发生改变
4、时，我们必须修改应用程序，包括记录结构的定义和应用程序的数据处理部分。此外，如果应用程序发生改变也可能影响文件的定义。 （4）数据结构化程度低。文件系统中数据组织成记录，记录由字段组成，记录内部有了一定的结构。但是文件之间是孤立的。从整体上看是无结构的，没有反映现实事物之间的内在联系，因此很难对数据进行合理的组织以适应不同的应用的需要。在一个应用系统中不增加新文件就不能增加新的应用，不易于扩展新的应用。3、 试说明数据字典的主要内容。解答： 数据字典一个特殊文件，它存储的主要内容是元数据。元数据是描述数据库的说明信息的数据，包括数据库中每个文件的结构、每个数据项的存储格式和数据类型、数据的完整
5、性约束等。4、 解释下列概念：内模式，概念模式，外模式，视图抽象，概念抽象，物理抽象。解答：内模式：数据库的内模式抽象的描述了概念数据库如何在物理存储设备上存储。数据库的内模式包括两方面。第一方面是存储策略的描述，包括数据和索引的存储方式、存储记录的描述、记录定位方法等。第二方面是存取路径的描述，包括索引的定义、HASH结构定义等。概念模式：数据库的概念模式综合了外模式中所有视图，反映了所有数据库用户所关心的现实世界的抽象，形成了数据库的整体逻辑结构。外模式：数据库的外模式是面向用户的数据库模式，它是所有视图的集合。视图是按照不同用户的观点抽象所得的多个逻辑数据结构，它概述了每个用户所关心的数
6、据。视图抽象：视图抽象把现实世界中的信息按照不同用户的观点抽象为多个逻辑数据结构，每个逻辑结构称为一个视图。概念抽象：概念抽象把数据库的外模式抽象为数据库的概念模式。 物理抽象：物理抽象把数据库的概念模式进一步抽象成为数据库的内模式。5、 试述数据库系统采使用三层模式结构的好处有哪些？解答：数据库的三层模式结构的好处在于：（1）保证了数据的独立性：概念模式和内模式分开，保证数据的物理独立性，把外模式和概念模式分开，保证数据逻辑的独立性。（2）简化用户接口：用户不需要了解数据库实际存储情况，也不需要对数据库存储结构了解，只要按照外模式编写应用程序就可以访问数据库。（3）有利于数据共享：所有用户使
7、用统一概念模式导出的不同外模式，减少数据冗余，有利于多种应用程序间共享数据。（4）有利于数据安全保密：每个用户只能操作属于自己的外模式数据视图，不能对数据库其他部分进行修改，保证了数据安全性。6、试回答下列问题：（1）什么是数据模型？（2）实体-联系模型的主要概念是什么？并给出解释。（3）关系数据模型、网络数据模型和层次数据模型的区别是什么？（4）数据库模式与数据库实例的区别是什么？（5）说明物理数据独立性与逻辑数据独立性的差别？解答：（1）数据模型是一组描述数据库的概念。这些概念精确的描述数据、数据之间的联系、数据的语义和完整性约束。很多数据模型还包括一个操作集合。这些操作用来说明对数据库的
8、存取和更新。数据模型应满足三方面要求：一是能真实的模拟现实世界；二是容易为人们理解；三是便于在计算机上实现。（2）实体-联系模型是一种基于对象的数据模型。它使用实体、属性、键属性、实体间联系这四个概念来抽象描述现实世界，可以用来实现数据的视图抽象。实体对应于现实世界中可区别的客观对象或抽象概念。属性是实体特征的抽象。实体型是属性的集合。当一个实体型的所有属性的值都确定以后，我们就得到这个实体型的一个实例。在一个实体型的属性中有一组特殊的属性，这组属性的值可以区别出该实体型的不同实例。这组特殊属性称为实体型的键属性。实体间联系对应于客观世界中各种对象或抽象概念之间的联系。实体-联系模型除了具有实
9、体、属性、键属性、实体间联系的概念以外，还具有表示完整性约束的能力。一个重要的完整性约束是实体间联系的基数。设实体间联系RS把实体型E1和E2联系在一起。如果RS的基数为1:n，则E1的每个实例可以与E2 的多个实体实例想关联，而E2的每个实体实例只能与E1的一个实体实例相关联。（3）对象类是由一组变量和一组程序代码构成。变量表示对象类的特征。一个对象类的程序代码定义了该对象变量上的操作，成为这个对象类的方法。一个对象的变量可以是另一个对象。对象的嵌套层数没有任何限制。当一个对象类的每个变量都赋以确定的值以后，我们就得到了这个对象类的一个对象。对象是对象类的一个实例。（4）关系数据模型、网络数
10、据模型和层次数据模型是依据描述实体与实体之间的联系的不同方式来划分的：用二维表格来表示实体和实体之间联系的模型叫做关系数据模型；用图结构来表示实体和实体之间联系的模型叫做网络数据模型；用树结构来表示实体和实体之间联系的模型叫做层次模型。关系数据模型的核心是数学概念关系。一个关系可以视为一个表。每个表具有固定个数的列。每一列具有一个名字，称为关系的属性。每一行数据称为一个元组。关系数据库模型使用关系表示数据和数据之间的联系。网络数据模型的核心是记录和系。记录表示数据。一个记录具有多个数据域。每个数据域表示一个数据项。数据之间的联系由系表示。系可以视为一个指针。层次数据模型类似于网络数据模型。层次
11、数据模型也使用记录和系表示数据和数据之间的联系。层次数据模型与网络数据模型的不同在于记录不能被组织成为任意的图，必须组织成树的集合。（5）数据库模式是一个数据库的基于特定数据模型的结构定义。数据库模式与程序设计语言中的类型定义类似，是一个数据库的框架。在任意一个特定的时刻，数据库中存储的数据称为一个数据库实例。数据库实例与程序设计语言中的变量值的概念对应。数据库模式是相对稳定的，很少变化。数据库实例是动态的，随数据库更新操作而变化。7、数据库语言一般都包括哪些子语言？每种子语言的功能是什么？解答：数据库语言包括两个子语言：数据定义子语言和数据操纵子语言。数据定义子语言用来定义数据库模式，简记作
12、DDL。DDL包括数据库模式定义和数据库存储结构与存取方法定义两方面。数据定义子语言的处理程序也相应的分为两部分。一部分是数据库模式定义处理程序。另一部分是存储结构和存取方法定义处理程序。数据库模式定义处理程序接受用DDL表示的数据库模式定义，把其变换为内部表示形式，存储到数据库系统中称为数据字典的特殊文件中。存储结构和存取方法定义处理程序接收用DDL表示的数据库的存储结构和存取方法定义，在存储设备上创建相关的数据库文件，建立起物理数据库。数据定义子语言也包括数据库模式的删除与修改功能。数据操纵子语言用来表示用户对数据库的操作请求。一般说来，数据库操纵语言能够表示下列数据库操作：查询数据库中的
13、信息；向数据库插入新的信息；从数据库删除信息；修改数据库中的信息。数据操纵语言分为两类：过程性语言和非过程性语言。过程性语言要求用户既说明需要数据库中的什么数据，也说明怎样搜索这些数据。非过程性语言只要求用户说明需要数据库中的什么数据，不需要说明怎样搜索这些数据。8、关系数据库管理系统的功能主要划分为哪些部分？各自作用是什么？解答：关系数据库管理系统的功能主要分为4部分： （1）数据描述语言DDL。它是用于描述数据库中要存储的现实世界实体的语言。一个数据库模式包含该数据库中所有实体的描述定义。这些定义包括结构定义、操作方法定义等。（2）数据操纵语言DML。它是终端用户、应用程序实现对数据库中的
14、数据进行各种操纵的语言。DML包括的基本操作功能有：增加、删除、修改、检索、显示输出等。（3）数据库运行控制。DBMS实现对数据库的各种操作，是在数据库管理程序控制下完成的。它是DBMS运行的核心，主要包括：事务管理和并发控制；数据完整性约束检查；数据库建立和维护；通讯功能。（4）数据库维护和服务。数据库的维护功能主要指对数据库和数据对象的安全保护，以及数据库的初始化、恢复和重构等。数据库的服务功能主要指数据库初始数据的装入、数据的导入导出、数据在网上的发布、图形的或报表的显示和输出功能等。9、试述数据库管理系统的体系结构分类和各自的优缺点？解答：DBMS的三种体系结构：（1）物理中心数据库：
15、一台大型的中心计算机存放数据库管理系统和数据库，通过网络连接大量终端。l 一台大型的中心计算机存放数据库管理系统和数据库，通过网络连接大量终端。l 花费较小的控制开销，如事务调度、一致性检查、并发和恢复等。l 数据在网上传输的代价高。（2）分布式数据库：一个分布式数据库是由分布于计算机网络上的多个逻辑相关的数据库组成的集合，网络中的每个结点具有独立处理的能力（称为场地自治），可执行局部应用，同时，每个结点通过网络通讯系统也能执行两个结点以上的全局应用。l 克服了中心数据库的弱点：降低了数据传输代价；l 提高了系统的可靠性，局部系统发生故障，其他部分还可继续工作； n 各个数据库的位置是透明的，
16、方便系统的扩充；l 为了协调整个系统的事务活动，事务管理的性能花费高。（3）客户服务器结构：一台大型的服务器计算机存放数据库服务器和数据库，通过网络连接大量客户端计算机。l 是前两种方式的折中，数据集中放在服务器节点上；l 数据库服务器提供客户端的服务请求，应客户的请求实现对数据的操作，把客户请求的局部数据传送到客户端进行处理；l 客户端的DBMS没有并发控制要求，功能比较简单。l 客户端和服务器端分工明确，各司其职。10、何为数据库服务器？数据库服务器负责的功能有哪些？解答： 一个数据库服务器是指运行在局域网中的一台或多台服务器计算机上的数据库管理系统软件。 数据库服务器为客户应用提供服务，这些服务主要包括查询、
