数据库系统原理课后答案学生Word格式文档下载.docx
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是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。
外模式由若干个外部记录类型组成。
（17）逻辑模式：
是数据库中全体数据的整体逻辑结构的描述。
它是由若干个及逻辑记录类型组成，包括记录间联系，数据的完整性安全性等要求。
（18）内模式：
是数据库在物理存储方面的描述，定义所有的内部记录类型、索引和文件的组成方式，以及数据控制方面的细节。
（19）模式/内模式映象：
这个映象存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式和内模式间的对应性，即概念记录和内部记录间的对应性。
此映象一般在内模式中描述。
（20）外模式/模式映象：
这人映象存在于外部级和概念级之间，用于定义外模式和概念模式间的对应性，即外部记录和内部记录间的对应性。
此映象都是在外模式中描述。
（21）数据独立性：
在数据库技术中，数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立，不受影响。
在修改数据结构时，尽可能不修改应用程序，则称系统达到了数据独立性目标。
数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立性两级。
（22）物理数据独立性：
如果数据库的内模式要进行修改，即数据库的存储设备和存储方法有所变化，那么模式/内模式映象也要进行相应的修改，使概念模式尽可能保持不变。
也就是对模式的修改尽量不影响概念模式。
（23）逻辑数据独立性：
如果数据库的概念模式要进行修改（如增加记录类型或增加数据项），那么外模式/模式映象也要进行相应的修改，使外模式尽可能保持不变。
也就是对概念模式的修改尽量不影响外模式和应用程序。
（24）主语言：
在数据库技术中，编写应用程序的语言仍然是一些高级程序设计语言，这些语言称为宿主语言（hostlanguage）,简称主语言。
（25）DDL：
数据定义语言（DataDefinitionLanguage）,用于定义数据库的三级结构，包括外模式、概念模式、内模式及其相互之间的映象，定义数据的完整性、安全控制等约束。
（26）DML：
数据操纵语言（DataManipulationLanguage）,由DBMS提供，用于让用户或程序员使用，实现对数据库中数据的操作。
DML分成交互型DML和嵌入型DML两类。
依据语言的级别，DML又可分成过程性DML和非过程性DML两种。
（27）过程性DML：
用户编程时，不仅需要指出“做什么”（需要什么样的数据），还需要指出“怎么做”（怎么获得数据）。
层状、网状的DML属于过程性语言。
（28）非过程性DML：
用户编程时，只需要指出“做什么”，不需要指出“怎么做”。
注意:
以上关于DML的各个概念单独出现时，首先要解释DML的含义。
（29）DD：
数据字典（DataDictionary）,数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典。
对数据库的操作都要通过访问DD才能实现。
（30）DD系统：
管理DD的实用程序称为“DD系统”。
1.2人工管理阶段的数据管理有哪些特点。
P1
答：
（1）数据不能长期保存
（2）没有专用的软件对数据进行管理
（3）数据面向程序（4）数据的组织方式由程序员执行设计与安排
1.3文件系统阶段的数据管理有哪些特点。
P2
（1）数据可以长期保存
（2）由文件系统管理数据
（３）数据共享性差，冗余度大（4）数据的独立性差
（5）对数据的操作以记录为单位
1.4相对于数据库系统，文件系统阶段数据管理有哪些缺陷?
P2
（1）数据冗余：
同样的数据在多个文件中重复存储
（2）数据不一致：
同样的数据在不同的文件中显示的结果不同
（3）数据联系弱：
这是由于文件之间相互独立，缺乏联系造成的。
1.5数据管理的数据库阶段产生的标志是哪三件事情？
P3
（1）1968年美国IBM公司推出层次模型的IMS（InformationManagementSystem）系统
（2）1969年美国CODASYL（ConferenceOnDataSystemLanguage）组织发布了DBTG（DataBaseTaskGroup）报告；
（3）1970年美国IBM公司的E.E.Codd连续发表了论文，提出了关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。
1.6数据库阶段的数据管理有哪些特点。
P5
（1）采用数据模型表示复杂的数据结构
（2）具有较高的数据独立性
（3）数据的共享性高，冗余度低，易扩充
（4）数据库系统提供了控制功能：
数据库的恢复；
数据库的并发控制；
数据的完整性；
数据安全性。
1.7高级数据库阶段有哪些技术。
P6
（1）面向对象的概念建模
（2）开放数据库互联技术
1.8逻辑记录和物理记录，逻辑文件与物理文件有些什么联系和区别？
联系：
（1）逻辑记录与物理记录都是记录，是字段的有序集合；
（2）逻辑文件与物理文件都是文件，是同一类记录的汇集。
区别：
（1）逻辑记录与逻辑文件是逻辑数据描述，物理记录与物理文件是物理数据描述。
（2）物理数据描述是指数据在存储设备上的存储方式，物理记录、物理文件（还有物理联系、物理结构等术语），都是用来描述实际存储设备上的数据。
（3）逻辑数据描述是指程序员或用户用以操作的数据形式，是抽象的概念化数据。
逻辑记录、逻辑文件（还有逻辑联系、逻辑结构等术语），都是用户观点的数据描述。
1.9数据抽象的过程，有哪几个步骤？
P12
（1）根据用户需求，设计DB的概念模型（综合过程）
（2）根据转换规则，把概念模型转换成DB的逻辑模型（转换过程）
（3）根据用户业务的不同来设计外部模型（视图来实现）
（4）根据逻辑模型来设计内部模型
1.10概念模型、逻辑模型、外部模型和内部模型各具有哪些特点？
（1）概念模型的特点P12
●表达数据的整体逻辑结构
●从用户需求的观点出发，对数据建模。
●独立于硬件和软件
●是设计人员与用户之间交流的工具
（2）逻辑模型P13
●表达数据库的整体逻辑结构
●从数据库的观点出发，对数据建模。
●独立于硬件，但依赖于软件
●是设计人员与应用程序员之间交流的工具
（3）外部模型P17
●外部模型是逻辑模型的一个子集
●独立于硬件，依赖于软件
●反映用户使用DB的观点
（4）内部模型P18
●与硬件和软件紧密相连。
1.11叙述层次、网状和关系等三种逻辑数据模型的区别。
P13-15
（1）层次模型：
用树型（层次）结构表示实体类型以及实体间联系的数据模型；
记录之间的联系通过指针实现。
（2）网状模型：
用有向图结构表示实体类型以及实体间联系的数据模型；
（3）关系模型：
用二维表结构表示实体类型以及实体间联系的数据模型；
记录之间的联系通过关键码实现。
1.12外部模型使数据库系统具有哪些优点？
P17
（1）简化用户的观点，针对具体的用户应用需求
（2）有助于DB的安全性保护（3）外部模型对概念模型的支持
1.13数据独立性与数据联系这两个概念有什么区别？
（1）数据独立性是指应用程序与数据之间相互独立，不受影响。
（2）数据联系是指同一记录内部各字段间的联系，以及记录之间的联系。
1.14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？
不同：
（1）用户：
包括DBA、专业用户、应用程序员、终端用户。
其中DBA负责三级结构的定义和修改等操作；
（2）DB的三级结构：
包括外模式、逻辑模式和内模式
（3）磁盘上的物理文件：
是用户数据
用户使用DML语句对DB进行操作，实际上是对外模式的外部记录进行操作，而不是DB的内部记录值。
数据按照外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存储在磁盘中（采用物理文件进行存储），而逻辑模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点，并使任何一方的改变不受另一级的牵制。
1.15DBMS的工作模式和主要功能。
P20
（1）工作模式：
接受应用程序的数据请求和处理请求
将用户的数据请求转换为复杂的机器代码
实现对DB的操作
从对DB的操作中接受查询结果
对查询结果进行处理（格式转换）
将处理结果返回给用户
（2）主要功能：
●数据库的定义功能
●数据库的操作功能
●数据库的保护功能
●数据库的维护功能
●数据字典
1.16什么是DB的系统缓冲区？
其作用是什么？
（1）定义：
指应用程序在运行时，DBMS在内存中为其开辟的一个程序工作区。
（2）作用：
用于数据的传输和格式的转换。
1.17DBS由哪几部分组成？
它有哪些系统软件？
其中DD的作用是什么？
P23
（1）组成：
数据库、硬件、软件、DBA
（2）包含的系统软件：
DBMS、OS等
（3）DD的作用：
存放三级结构定义；
对数据库的操作都是通过DD才能实现；
存放数据库运行时的统计信息。
1.18什么是DBA？
DBA应具有什么素质？
DBA的职责时什么？
（1）DBA是控制数据整体结构的一组人员，负责DBS的正常运行，承担创建，监控和维护DB结构的责任。
（2）具备的素质
熟悉企业全部数据的性质和用途
对所有用户的需求有充分的了解
对系统的性能非常熟悉
兼有系统分析员和运筹学专家的品质和知识
（3）职责
定义模式和内模式
与用户的联络。
包括定义外模式，应用程序的设计，提供技术培训等专业服务。
定义安全性规则，对用户访问DB的授权。
定义完整性规则，监督DB的运行。
DB的转储和恢复工作
1.19解释DBS的全局结构。
P24
（1）数据库用户
（2）DBMS的查询处理器（3）DBMS的存储管理器
（4）磁盘存储器中的数据结构
1.20从模块结构观察，DBMS由那些部分组成？
从模块结构看，DBMS由两大部分组成：
查询处理器和存储管理器
（1）查询处理器有四个主要成分：
DDL编译器，DML编译器，嵌入型DML的预编译器，查询运行核心程序
（2）存储管理器有四个主要成分：
授权和完整性管理器，事务管理器，文件管理器，缓冲区管理器
1.21使用DBS的用户有哪几类？
（1）DBA
（2）专业用户（3）应用程序员（4）终端用户
1.22DBMS的查询处理器和存储管理器分别由哪几部分组成？
P25
（1）DBMS的查询处理器：
DDL解释器；
DML编译器；
嵌入式DML的预编译器；
查询求值引擎
（2）存储管理器：
权限和完整性管理器；
事务管理器；
文件管理器；
缓冲区管理器
1.23磁盘存储器中有哪五类主要的数据结构。
P26
（1）数据文件
（2）数据字典（3）索引（4）统计数据（5）日志
1.24DBS产生哪些效益？
P26
（1）灵活性
（2）简易性（3）面向用户（4）有效的数据控制
（5）加快应用系统的开发速度（6）维护方便（7）标准化
25、数据库系统中支持数据独立性的方法是什么?
采用的三级模式与两级映像。
三级模式包括：
外模式、逻辑模式、内模式；
通过外模式/逻辑模式之间的映像体现逻辑独立性；
通过逻辑模式/内模式来体现物理独立性。
26、什么是数据独立性?
在数据库中有哪两级独立性?
27、简述层次、网状和关系模型中数据联系的实现方法。
通过指针实现。
系通过指针实现。
通过关键码实现。
第二章数据库设计和ER模型
2.1名词解释
（1）数据库工程：
数据库应用系统的开发是一项软件工程，但又有自己的特点,所以把数据库应用系统特称为“数据库工程”。
数据库系统生存期：
数据库应用系统从规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间。
（2）实体：
是一个数据对象，指应用中可以区别的客观存在的事物。
实体集：
同一类实体构成的集合。
实体类型：
是对实体集中实体的定义。
实体标识符：
在一个实体中，能够唯一标识实体的属性或属性集合。
（3）联系：
表示一个或多个实体间的关联关系。
联系集：
同一类联系构成的集合。
联系类型：
对联系集中联系的定义。
（4）属性：
实体的某一特性。
简单属性：
不可再分隔的属性。
复合属性：
可再分解为其它属性的属性。
单值属性：
同一实体的属性只能取一个值。
多值属性：
同一实体的属性可能取多个值。
存储属性：
需要把属性值存入数据库的属性。
派生属性：
不需要把属性值存入数据库，属性值可以从其它属性值推导出的属性。
（5）联系：
实体集之间的相互联系。
联系元数（度数）：
指一个联系涉及的实体集个数。
映射基数：
实体集E1和E2之间有二元联系，则参与一个联系中的实体的个数称为映射基数。
完全参与：
如果实体集中的每个实体都参与联系集R的至少一个联系中，称实体集E完全参与。
部分参与：
如果实体集中的只有部分实体参与联系集R的联系中，称实体集E部分参与。
（6）关系模型：
用二维表格表示实体集，用关键码表示实体间的联系的数据模型。
关系模式：
关系模型中的记录类型。
关系实例：
是一个属性集相同的元组的集合。
（关系）属性：
关系模型中的字段。
（关系）域：
关系模型中字段的取值范围。
（关系）元组：
关系模型中的记录。
（7）超键：
在关系中能唯一标识元组的属性集，称为关系模式的超键。
候选键：
不含有多余属性的超键。
主键:
用户选作元组标识的候选键。
外键:
如果模式R中的属性K是其它模式的主键，则K在模式R中称为外键。
（8）实体完整性规则:
要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值，否则就起不到唯一标识元组的作用了。
参照完整性规则:
如果属性集K是关系模式R1的主键，同时也是关系模式R2的外键，那么在R2中，K的取值只允许有两种可能，或者为空值，或者等于R1关系中的某个主键值。
（9）弱实体:
如一个实体对另一个实体（强实体）具有很强的依赖联系，而且该实体主键的一部分或全部从其强实体中获得，则该实体为弱实体。
子类实体:
当较低层次上的实体类型表达了与之联系的较高层次上的实体类型的特殊情况时，就称较低层次上的实体类型为子类实体。
超类实体:
2.2数据库设计的规划阶段应做哪些事情？
（1）系统调查。
画出应用单位组织层次图。
（2）可行性分析。
从技术、经济、效益、法律等各方面可行性进行分析，写出可行性分析报告，组织专家讨论。
（3）确定数据库系统的总目标。
制订项目开发计划。
2.3数据库设计的需求分析阶段工作主要由哪四步组成？
（1）分析用户活动，产生业务流程图。
（2）确定系统范围，产生系统关联图（确定人机界面）。
（3）分析业务活动涉及的数据，产生数据流图。
（4）分析系统数据，产生数据字典。
2.4在数据库设计中，为什么要有概念设计这一阶段？
●如果没此阶段，直接将需求分析后的用户信息需求的数据存储格式转换成DBMS能处理的逻辑模型，注意力往往被牵扯到更多的细节，而不能集中到最重要的信息组织结构和处理模型上，使设计依赖于具体的DBMS逻辑模型，不能很好地适应外界的变化。
●在需求分析和逻辑设计间增加此阶段，使设计人员仅从用户的观点看待数据和处理需求、约束，产生反映用户观点概念模型。
将概念设计从设计过程中独立开来，可以使数据库设计各阶段任务单一化，减小复杂度，便于组织管理，也能较好地适应各种变化，转换成现在普遍使用的关系模型。
2.5试述概念设计的主要步骤？
（1）进行数据抽象（聚集、概括），设计局部概念模型；
（2）将局部概念模型综合成全局概念模型（削除冲突，即不一致性）；
（3）评审（用户评审、DBA及应用开发人员评审）。
2.6逻辑设计的目的是什么？
试述逻辑设计阶段主要步骤及内容。
（1）目的：
把概念设计阶段设计好的概念模型转换成与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑模型。
（2）主要步骤：
●把概念模型转换成逻辑模型；
●设计外模式；
●设计应用程序和数据库的接口；
●评价模型（定量分析——处理频率和数据容量、性能测量）；
●修正模型。
2.7什么是数据库结构的物理设计？
试述其具体步骤。
物理设计就是对于给定的基本数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程。
数据库的物理结构主要指数据库存储记录格式、存储记录安排、存取方法。
（2）具体步骤：
●存储记录结构设计：
包括记录的组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。
●确定数据存放位置：
可以把经常同时访问的数据组合在一起（记录聚簇技术）。
●存取方法的设计：
存取路径分主存取路径与辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。
●完整性和安全性考虑。
●程序设计。
2.8数据库实现阶段主要有哪几件事情？
（1）定义数据结构。
（2）数据装载：
人工装载（筛选数据、转换数据格式、输入数据、校验数据）；
计算机辅助装载（筛选数据、输入数据、校验数据、转换数据、综合数据）。
（3）编制与调试应用程序；
（4）数据库试运行（又称为联合调试——功能调试、性能调试）。
2.9数据库系统投入运行后，有哪些维护工作？
（1）数据库的转储和恢复；
（2）数据库的安全性、完整性控制；
（3）数据库性能和监督、分析、改进；
（4）数据库的重组织和重构造。
2.10在概念设计中，如何把多值属性变换成系统容易实现的形式？
（1）将原来的多值属性用几个新的单值属性来表示。
（2）将原来的多值属性用一个新的实体类型来表示。
2.11对联系类型有哪两种约束？
试详细解释之。
联系类型的约束限制了参与联系的实体数目，有基数约束、参与约束。
●基数约束表示了参与一个联系的实体的个数约束，通过映射基数来表达，有1：
1，1：
N，M：
1四种。
●参与约束表示实体集中是部分实体还是全部实体参与联系集中的联系。
有部分参与和完全参与两种。
2.12采用ER模型的数据库概念设计有哪些主要的步骤？
（1）数据抽象，设计局部ER模型
●确定局部结构范围
●定义实体
●定义联系
●分配属性
（2）综合局部ER模型，设计全局ER模型
●确定公共实体类型
●合并局部ER模型
●削除冲突（属性冲突、结构冲突、命名冲突）
（3）全局ER模型优化
●合并实体类型
●消除冗余属性
●消除冗余联系
2.13在关系模型中，关系具有哪些性质？
（1）关系中每一个属性值都是不可分解的；
（2）关系中不允许出现重复元组；
（3）由于关系是一个集合，因此不考虑元组间的顺序，即没有行序；
（4）元组的属性在理论上也是无序的，但使用时按习惯考虑列的顺序。
2.14为什么关系中的元组没有先后顺序？
且不允许有重复的元组？
（1）关系为元组的集合，集合中的元素没有顺序，所以元组没有先后顺序，这样既能减少逻辑排序，又便于在关系DB中引入集合论的理论。
（2）每个关系中都有一个主键，在关系中主键不能重复，如果关系中有重复元素，那其主键的值肯定相等，起不了惟一标识的作用。
或者回答：
（1）因为关系是一个元组的集合，而元组在集合中的顺序无关紧要。
因此不考虑元组间的顺序，即没有行序。
（2）因为关系是一个元组的集合，而集合中的元素不允许重复出现，因此在关系模型中对关系作了限制，关系中的元组不能重复，可以用键来标识唯一的元组。
2.15参照完整性规则使用时，有哪些变通？
试举例说明。
（1）外键和相应的主键可以不同名，只要定义在相同的值域上即可；
（2）R1和R2可以是同一个关系模式，此时表示同一个关系中不同元组间的联系；
（3）外键值是否允许为空，视具体问题而定。
2.16商业集团数据库
转换的关系模式
●商店（商店编号，商店名，地址）
●商品（商品号，商品名，规格，单价）
●
销售（商店编号，商品号，月销售量）
●职工（职工号，姓名，性别，业绩，商店编号，聘期，月薪）
2.17某集团数据库
•公司（公司编号，公司名，地址）
•仓库（仓库编号，仓库名，地址，公司编号）
•职工（职工编号，姓名，性别，仓库编号，聘期，工资）
2.18集团数据库
转换成的关系模式：
•商品（商品号，商品名，规格，单价）
•供应商（供应商编号，供应商名，地址）
•
供应（商品号，供应商编号，月供应量）
•商店（商店号，商店名，地址）
销售（商品号，商店号，月计划数）
2.19ER图转换成关系模式集的具体思想是什么？
1、主要思想：
把ER模型中的实体类型，联系类型转换成关系模式
2、实体类型的转换：
将每个实体型转换为一个关系模式，实体的属性是
升级会员 