1、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用（第三版）錢雪忠 李京主編 課后參考答案數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用（第三版）錢雪忠 等主編北京郵電大學(xué)出版社2010.05第1章 緒論一、選擇題1、a2、a3、a4、a5、b6、c7、c8、a9、a10、c1、（ ）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。數(shù)據(jù)庫在建立、使用和維護(hù)時(shí)由其統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制。adbms bdb cdbs ddba2、文字、圖形、圖像、聲音、學(xué)生的檔案記錄、貨物的運(yùn)輸情況等，這些都是（ ）adata bdbs cdb d其他3、目前（ ）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已逐漸淘汰了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和層次數(shù)據(jù)庫，成為當(dāng)今最為流行的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。a關(guān)系 b面向?qū)ο?c分布 d對(duì)象-關(guān)系

2、4、（ ）是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。因此在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，人們通常按它的類型來命名數(shù)據(jù)模型。a數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) b數(shù)據(jù)操縱 c完整性約束 d數(shù)據(jù)聯(lián)系5、( )屬于信息世界的模型，實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。a數(shù)據(jù)模型 b概念模型 c非關(guān)系模型 d關(guān)系模型6、當(dāng)數(shù)據(jù)庫的( )改變了，由數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)( )映象作相應(yīng)改變，可以使( )保持不變，從而保證了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。(1)模式 (2) 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) (3)外模式/模式 (4)用戶模式 (5)模式/內(nèi)模式a(1)和(3)和(4) b(1)和(5)和(3)c(2)和(5)和(1) d(1)和(2)和(4)7、數(shù)據(jù)庫的三級(jí)體系結(jié)構(gòu)即子模式

3、、模式與內(nèi)模式是對(duì)( )的三個(gè)抽象級(jí)別。a信息世界 b數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) c數(shù)據(jù) d數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)8、英文縮寫dba代表( )a數(shù)據(jù)庫管理員 b數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) c數(shù)據(jù)定義語言 d數(shù)據(jù)操縱語言9、模式和內(nèi)模式( )。a只能各有一個(gè) b最多只能有一個(gè) c至少兩個(gè) d可以有多個(gè)10、在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的是( )。a數(shù)據(jù) b信息 c數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系 d數(shù)據(jù)模型的定義二、填空題1、數(shù)據(jù)庫就是長期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)_有組織的_、_可共享_的數(shù)據(jù)集合。2、數(shù)據(jù)管理技術(shù)已經(jīng)歷了人工管理階段、_文件系統(tǒng)階段_和_數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段_三個(gè)發(fā)展階段。3、數(shù)據(jù)模型通常都是由_數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)_、_數(shù)據(jù)操作_和_數(shù)據(jù)完整性約束_三個(gè)要素組成。

4、4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：_數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)化_、數(shù)據(jù)冗余度小、具有較高的數(shù)據(jù)程序獨(dú)立性、具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能等。5、用二維表結(jié)構(gòu)表示實(shí)體以及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為_關(guān)系_數(shù)據(jù)模型。6、在數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式體系結(jié)構(gòu)中，外模式與模式之間的映象，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的_ _數(shù)據(jù)邏輯_獨(dú)立性。7、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是以_數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)_為中心的系統(tǒng)。8、e-r圖表示的概念模型比_dbms支持的數(shù)據(jù)模型_更一般、更抽象、更接近現(xiàn)實(shí)世界。9、外模式，亦稱為子模式或用戶模式，是_局部用戶_能夠看到和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。10、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟件主要包括支持_dbms_運(yùn)行的操作系統(tǒng)以及_dbms_本身

5、。三、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段。解：數(shù)據(jù)管理技術(shù)已經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個(gè)發(fā)展階段。這三個(gè)階段的特點(diǎn)及其比較如下表1.1所示。表1.1 數(shù)據(jù)管理三個(gè)階段的比較比較項(xiàng)目人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用背景科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算、管理大規(guī)模管理背硬件背景無直接存取存儲(chǔ)設(shè)備磁盤、磁鼓大容量磁盤景軟件背景沒有操作系統(tǒng)有文件系統(tǒng)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)處理方式批處理聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、分布處理、批處理數(shù)據(jù)的管理者用戶(程序員)文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)面向的對(duì)象某一應(yīng)用程序某一應(yīng)用現(xiàn)實(shí)世界特?cái)?shù)據(jù)的共享程度無共享，冗余度極大共享性差，冗余度大共享性高，冗余度

6、小數(shù)據(jù)的獨(dú)立性不獨(dú)立，完全依賴于程序獨(dú)立性差具有高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性點(diǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化無結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)、整體無結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)控制能力應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序自己控制由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力（1）人工管理階段：20世紀(jì)50年代中期以前，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。硬件設(shè)施方面：外存只有紙帶、卡片、磁帶，沒有磁盤等直接存取設(shè)備；軟件方面：沒有操作系統(tǒng)和管理數(shù)據(jù)的軟件；數(shù)據(jù)處理方式是批處理。人工管理數(shù)據(jù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)不保存；2）應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)；3）數(shù)據(jù)不共享；4）數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性。（2）文件系統(tǒng)階段：20世紀(jì)50年代后期到6

7、0年代中期，這時(shí)計(jì)算機(jī)已大量用于數(shù)據(jù)的管理。硬件方面：有了磁盤、磁鼓等直接存取存儲(chǔ)設(shè)備；軟件方面：操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的管理軟件，一般稱為文件系統(tǒng)；處理方式有批處理、聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理。特點(diǎn)如下：1）數(shù)據(jù)長期保存；2）文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)；3）數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大；4）數(shù)據(jù)獨(dú)立性差；（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段：20世紀(jì)60年代后期以來，計(jì)算機(jī)用于管理的規(guī)模更為龐大，數(shù)據(jù)量急劇增長，硬件已有大容量磁盤，硬件價(jià)格下降；軟件則價(jià)格上升，使得編制、維護(hù)軟件及應(yīng)用程序成本相對(duì)增加；處理方式上，聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理要求更多，分布處理也在考慮之中。介于這種情況，文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理滿足不了應(yīng)用的需求，為解決共享數(shù)據(jù)的需求，隨之從

8、文件系統(tǒng)中分離出了專門軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用來統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段具有如下優(yōu)于文件系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化；2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充；3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性高；4）數(shù)據(jù)由dbms統(tǒng)一管理和控制。2、常用的三種數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各有什么特點(diǎn)？解：常用的三種數(shù)據(jù)模型是層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分別介紹如下：1）層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)庫中，對(duì)滿足以下兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合稱為層次模型。（1）有且僅有一個(gè)節(jié)點(diǎn)無雙親，這個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為“根節(jié)點(diǎn)”。（2）其他節(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。所謂基本層次聯(lián)系是指兩個(gè)記錄類型以及它們之間的一對(duì)多的聯(lián)系。在層次模型中，

9、每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型，記錄之間的聯(lián)系用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示，這種聯(lián)系是父子之間的一對(duì)多的聯(lián)系。這就使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只能處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)系。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段，這里，記錄類型描述的是實(shí)體，字段描述的是實(shí)體的屬性。各個(gè)記錄類型及其字段都必須命名，并且名稱要求唯一。每個(gè)記錄類型可以定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段，如果定義該排序字段的值是唯一的，則它能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄值。若用圖來表示，層次模型是一棵倒立的樹。節(jié)點(diǎn)層次（level）從根開始定義，根為第一層，根的子女稱為第二層，根稱為其子女的雙親，同一雙親的子女稱為兄弟。2）網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖在數(shù)據(jù)庫中，把滿足以下兩個(gè)條件的基本層次

10、聯(lián)系集合稱為網(wǎng)狀模型：（1）允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親；（2）一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。網(wǎng)狀模型是一種比層次模型更具有普遍性的結(jié)構(gòu)，它去掉了層次模型的兩個(gè)限制，允許多個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)，此外它還允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系。因此網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實(shí)世界。而層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例。與層次模型一樣，網(wǎng)狀模型中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型，每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段，結(jié)點(diǎn)間的連線表示記錄類型之間的一對(duì)多的父子聯(lián)系。從定義可看出，層次模型中子女結(jié)點(diǎn)與雙親結(jié)點(diǎn)的聯(lián)系是唯一的，而在網(wǎng)狀模型中這種聯(lián)系可以不唯一的。3）關(guān)系模型二維表關(guān)系模型與層次模型和網(wǎng)狀模型不

11、同，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。每一行稱為一個(gè)元組，每一列稱為一個(gè)屬性（或字段）。下面是關(guān)系模型中的涉及到的相關(guān)的術(shù)語：關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張二維表，如一張教師登記表。元組：二維表中的一行稱為一個(gè)元組。屬性：二維表中的一列稱為一個(gè)屬性，對(duì)應(yīng)每一個(gè)屬性的名字稱為屬性名。主碼：如果二維表中的某個(gè)屬性或是屬性組可以唯一確定一個(gè)元組，則稱為主碼，也稱為關(guān)系鍵。域：屬性的取值范圍稱為域，如人的年齡一般在1-120歲之間，大學(xué)生的年齡屬性的域是14-38，性別的域是男和女等。分量：元組中的一個(gè)屬性值。例如，教師號(hào)對(duì)應(yīng)的值001、002、003都是分量。關(guān)系模式：表現(xiàn)為關(guān)系名和屬性

12、的集合，是對(duì)關(guān)系的具體描述。一般表示為：關(guān)系名（屬性1，屬性2,屬性n）。如教師關(guān)系模式為：教師（教師號(hào)，姓名，年齡，職稱）在關(guān)系模型中，實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來表示。關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的，即要求關(guān)系必須滿足一定規(guī)范條件，這些規(guī)范條件中最基本的一條就是，關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，也就是說，不允許表中還有子表或子列。3、試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)。解：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段具有如下優(yōu)于文件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化；2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充；3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性高；4）數(shù)據(jù)由dbms統(tǒng)一管理和控制。1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，是數(shù)據(jù)庫的主要特征之

13、一，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再針對(duì)某一應(yīng)用，而是面向全組織，是整體結(jié)構(gòu)化的。不僅數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，而且存取數(shù)據(jù)的方式也是很靈活的，可以存取數(shù)據(jù)庫中的某一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)（或字段）、一組數(shù)據(jù)項(xiàng)、一個(gè)記錄或是一組記錄。2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不再面向某個(gè)應(yīng)用而是面向整個(gè)系統(tǒng)，因此數(shù)據(jù)可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。數(shù)據(jù)共享可以大大的減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間。數(shù)據(jù)共享還能夠避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。由于數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個(gè)應(yīng)用共享使用，而且容易增加新的應(yīng)用，這就使得數(shù)據(jù)系統(tǒng)彈性大，易

14、于擴(kuò)充，可以適應(yīng)各種用戶的要求?？梢匀≌w數(shù)據(jù)的各種子集用于不同的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)用需求改變或增加時(shí)，只要重新選取不同的子集或加上一部分?jǐn)?shù)據(jù)便可以滿足新的需求。3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性高：數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性兩方面。物理獨(dú)立性是指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。也就是說，數(shù)據(jù)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中怎樣存儲(chǔ)是由dbms管理的，用戶程序不需要了解，應(yīng)用程序要處理的只是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，這樣當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變時(shí)，應(yīng)用程序不用改變。邏輯獨(dú)立性是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的，也就是說，數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不需修改的。數(shù)據(jù)獨(dú)立

15、性是由dbms的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)與二級(jí)映象功能來保證的。4）數(shù)據(jù)由dbms統(tǒng)一管理和控制：dbms為保證共享數(shù)據(jù)的安全、正確、可靠等提供以下幾方面的數(shù)據(jù)控制功能：（1）數(shù)據(jù)的安全性控制；（2）數(shù)據(jù)的完整性約束；（3）并發(fā)控制；（4）數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。4、試述數(shù)據(jù)模型的概念、數(shù)據(jù)模型的作用和數(shù)據(jù)模型的三要素。解：1）數(shù)據(jù)模型的概念：數(shù)據(jù)模型是模型中的一種，是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，它描述了系統(tǒng)的三個(gè)方面：靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和完整性約束條件。2）數(shù)據(jù)模型的作用：數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面的要求：一是能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；二是容易為人所理解；三是便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。不同的數(shù)據(jù)模型實(shí)際上是提供給我們模型化數(shù)據(jù)和信

16、息的不同工具。根據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，可以將這些模型粗分為兩類，他們分屬于兩個(gè)不同的層次。第一類模型是概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模的，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。另一類模型是數(shù)據(jù)模型，主要包括層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷?，它是按?jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于在dbms中對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、操縱、控制等的實(shí)現(xiàn)。為了把現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象、組織為某一dbms支持的數(shù)據(jù)模型，人們常常首先將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換（或數(shù)據(jù)化）為機(jī)器世界。也就是說，首先把現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象為某一種信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不是某一個(gè)db

17、ms支持的數(shù)據(jù)模型，而是概念級(jí)的模型；然后再把概念模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)上某一dbms支持的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，各種機(jī)器上實(shí)現(xiàn)的dbms軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的?？梢哉f沒有數(shù)據(jù)模型就沒有數(shù)據(jù)庫及其系統(tǒng)，其重要性不言而喻。3）數(shù)據(jù)模型的三要素：數(shù)據(jù)模型一般由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束三部分組成（俗稱三要素），是嚴(yán)格定義的一組概念的集合。（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性，是所研究的對(duì)象類型的集合。數(shù)據(jù)模型按其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。其所研究的?duì)象是數(shù)據(jù)庫的組成部分，它們包括兩類，一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象，例如網(wǎng)

18、狀模型中的數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄，關(guān)系模型中的域、屬性、實(shí)體關(guān)系等；一類是與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象，例如網(wǎng)狀模型中的系型、關(guān)系模型中反映聯(lián)系的關(guān)系等。數(shù)據(jù)模型的三要素示意圖（2）數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)操作用于描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，是指對(duì)數(shù)據(jù)庫中各種對(duì)象及對(duì)象的實(shí)例允許執(zhí)行的操作的集合，包括對(duì)象的創(chuàng)建、修改和刪除，對(duì)對(duì)象實(shí)例的檢索和更新（例如插入、刪除和修改）兩大類操作及其它有關(guān)的操作等。數(shù)據(jù)模型必須定義這些操作的確切含義、操作符號(hào)、操作規(guī)則（如優(yōu)先級(jí)）以及實(shí)現(xiàn)操作的語言等。（3）數(shù)據(jù)完整性約束：數(shù)據(jù)的完整性約束是一組完整性約束規(guī)則的集合。完整性約束規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定

19、符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。數(shù)據(jù)模型的三要素緊密依賴相互作用形成一個(gè)整體(如圖示意)，如此才能全面正確地抽象、描述來反映現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的特征。5、試述概念模型的作用。解：數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面的要求：一是能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；二是容易為人所理解；三是便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模的，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。為了把現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象、組織為某一dbms支持的數(shù)據(jù)模型，人們常常首先將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換（或數(shù)據(jù)化）為機(jī)器世界。也就是說，首先把現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象為某一種信息結(jié)構(gòu)，這

20、種信息結(jié)構(gòu)并不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不是某一個(gè)dbms支持的數(shù)據(jù)模型，而是概念級(jí)的模型。概念模型提供給我們從現(xiàn)實(shí)世界到信息世界模型化數(shù)據(jù)和信息手段與工具。若沒有概念模型現(xiàn)實(shí)世界的問題很難轉(zhuǎn)化到機(jī)器世界的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中來處理。6、定義并理解概念模型中的以下術(shù)語：實(shí)體、實(shí)體型、實(shí)體集、屬性、碼、實(shí)體聯(lián)系圖（e-r圖）、三種聯(lián)系類型解：（1）實(shí)體：實(shí)體是指客觀存在并可以相互區(qū)別的事物。實(shí)體可以是具體的人、事、物。例如，一個(gè)學(xué)生，一位老師，一門課程，一個(gè)部門；也可以是抽象的概念或聯(lián)系，把它看作為實(shí)體。例如，學(xué)生的選課，老師的授課等等都是實(shí)體。（2）實(shí)體型：具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)。用

21、實(shí)體名及其屬性名集合組成的形式，稱為實(shí)體型。例如，教師（教師號(hào)，姓名，職稱，年齡）就是一個(gè)教師實(shí)體型。（3）實(shí)體集：實(shí)體集是指同型實(shí)體的集合。例如，全體教師就是一個(gè)實(shí)體集。即教師實(shí)體集=張三，李四，（4）屬性：屬性是指實(shí)體所具有的某一特性。例如教師實(shí)體可以由教師號(hào)、姓名、年齡、職稱等屬性組成。（5）碼：碼是指唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集。例如教師號(hào)在教師實(shí)體中就是碼。（6）聯(lián)系：聯(lián)系是指實(shí)體型與實(shí)體型之間、實(shí)體集內(nèi)實(shí)體與實(shí)體之間以及組成實(shí)體的各屬性間的關(guān)系。兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系有以下三種：1）一對(duì)一聯(lián)系：如果實(shí)體集a中的每一個(gè)實(shí)體，至多有一個(gè)實(shí)體集b的實(shí)體與之對(duì)應(yīng)。反之，實(shí)體集b中的每一個(gè)實(shí)體，也至多

22、有一個(gè)實(shí)體集a的實(shí)體與之對(duì)應(yīng)，則稱實(shí)體集a與實(shí)體集b具有一對(duì)一聯(lián)系，記作1：1。例如，在學(xué)校里，一個(gè)系只有一個(gè)系主任，而一個(gè)系主任只在某一個(gè)系中任職，則系型與系主任型之間（或說系與系主任之間）具有一對(duì)一聯(lián)系。2）一對(duì)多聯(lián)系：如果實(shí)體集a中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集b中的n個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，反之，如果實(shí)體集b中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集a中至多只有一個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，則稱實(shí)體集a與實(shí)體集b具有一對(duì)多聯(lián)系，記作1：n。例如，一個(gè)系中有若干名教師，而每個(gè)教師只在一個(gè)系中任教，則系與教師之間具有一對(duì)多聯(lián)系。3）多對(duì)多聯(lián)系：如果實(shí)體集a中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集b中有n個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，反之，如果實(shí)體集b中的每一個(gè)實(shí)體

23、，實(shí)體集a也有m（m0）個(gè)實(shí)體與之相對(duì)應(yīng)，則稱實(shí)體集a與實(shí)體集b具有多對(duì)多的聯(lián)系，記作m:n。例如，一門課程同時(shí)有若干個(gè)教師講授，而一個(gè)教師可以同時(shí)講授多門課程，則課程與教師之間具有多對(duì)多聯(lián)系。單個(gè)或多個(gè)實(shí)體型之間也有類似于兩個(gè)實(shí)體型之間的三種聯(lián)系類型。具體略。（7）實(shí)體聯(lián)系圖（e-r圖）實(shí)體聯(lián)系圖（e-r圖）又稱實(shí)體-聯(lián)系方法。該方法用直觀圖形來描述現(xiàn)實(shí)世界抽象出的信息。e-r圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法。e-r圖是體現(xiàn)實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的之間關(guān)系的圖形表示形式。具體表示方法為：實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。屬性：用橢圓表示，橢圓形內(nèi)寫明屬性名。并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連

24、接起來。聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1：1、1：n或m：n）。舉例說明略。7、學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)系有若干班級(jí)和教研室，每個(gè)教研室有若干教師，每個(gè)教師只教一門課，每門課可由多個(gè)教師教；每個(gè)班有若干學(xué)生，每個(gè)學(xué)生選修若干課程，每門課程可由若干學(xué)生選修。請(qǐng)用e-r圖畫出該學(xué)校的概念模型，注明聯(lián)系類型。解：8、每種工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品由不同的零件組成，有的零件可用于不同的產(chǎn)品。這些零件由不同的原材料制成，不同的零件所用的材料可以相同。一個(gè)倉庫存放多種產(chǎn)品，一種產(chǎn)品存放在一個(gè)倉庫中。零件按所屬的不同產(chǎn)品分別放在倉庫中，原材料按照類別放

25、在若干倉庫中（不跨倉庫存放）。請(qǐng)用e-r圖畫出此關(guān)于產(chǎn)品，零件，材料，倉庫的概念模型，注明聯(lián)系類型。解：9、分別給出一個(gè)層次、網(wǎng)狀和關(guān)系模型的實(shí)例。解：1）層次模型的實(shí)例圖1.17給出了一個(gè)系的層次模型。圖1.17 一個(gè)層次模型的示例圖1.18是圖1.17的具體化，成為一個(gè)教師-學(xué)生層次數(shù)據(jù)庫。該層次數(shù)據(jù)庫有四個(gè)記錄型。記錄型系是根結(jié)點(diǎn)，由系編號(hào)、系名、辦公地三個(gè)字段組成。它有兩個(gè)子女結(jié)點(diǎn)教研室和學(xué)生。記錄型教研室是系的子女結(jié)點(diǎn)，同時(shí)又是教師的雙親結(jié)點(diǎn)，它是教研室編號(hào)、教研室名兩個(gè)字段組成。記錄類型學(xué)生由學(xué)號(hào)、姓名、年齡三個(gè)字段組成。記錄教師由教師號(hào)、姓名、研究方向三個(gè)字段組成。學(xué)生與教師是葉

26、結(jié)點(diǎn)，它們沒有子女結(jié)點(diǎn)。由系到教研室、教研室到教師、系到學(xué)生均是一對(duì)多的聯(lián)系。圖1.18 教師-學(xué)生數(shù)據(jù)庫模型圖1.19是圖1.18數(shù)據(jù)庫模型的一個(gè)值。圖1.19 教師-學(xué)生數(shù)據(jù)庫的一個(gè)值2）網(wǎng)狀模型的實(shí)例下面以教師授課為例，教師授課數(shù)據(jù)庫可包含三個(gè)記錄：教師、課程和授課。每個(gè)教師可以講授多門課程，顯然對(duì)教師記錄中的一個(gè)值，授課記錄中可以有多個(gè)值與之聯(lián)系，而授課記錄中的一個(gè)值，只能與教師記錄中的一個(gè)值聯(lián)系。教師與授課之間聯(lián)系是一對(duì)多的聯(lián)系聯(lián)系名為t-tc。同樣，課程與授課之間的聯(lián)系也是一對(duì)多的聯(lián)系，聯(lián)系名為c-tc。圖1.24為教師授課數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫模式。圖1.24 教師、課程、授課的網(wǎng)狀

27、數(shù)據(jù)庫模式教師授課數(shù)據(jù)庫的實(shí)例如圖1.25所示。圖1.25 教師/授課/課程的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫實(shí)例3）關(guān)系模型的實(shí)例學(xué)號(hào)sno課程號(hào)cno成績score200401c185200401c292200401c384200402c294200403c383sc選課表10、試述層次、網(wǎng)狀和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點(diǎn)。解：1）層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)層次模型的優(yōu)點(diǎn)：(1)層次模型本身比較簡(jiǎn)單。(2)對(duì)于實(shí)體間聯(lián)系是固定的，且預(yù)先定義好的應(yīng)用系統(tǒng)，采用層次模型來實(shí)現(xiàn)，其性能較優(yōu)。(3)層次模型提供了良好的完整性支持。層次模型的缺點(diǎn)主要有：(1)現(xiàn)實(shí)世界中很多聯(lián)系是非層次性的，如多對(duì)多聯(lián)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)具有多個(gè)雙親等，層次模型表示

28、這類聯(lián)系的方法很笨拙，只能通過引入冗余數(shù)據(jù)或創(chuàng)建非自然的數(shù)據(jù)組織來解決。(2)對(duì)插入和刪除操作的限制太多，影響太大。(3)查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)，缺乏快速定位機(jī)制。(4)由于結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，層次命令趨于程序化。2）網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)網(wǎng)狀模型的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親。（2）具有良好的性能，存取效率較高。網(wǎng)狀模型的缺點(diǎn)主要有：（1）結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握。（2）其ddl、dml語言復(fù)雜，用戶不容易使用。由于記錄之間聯(lián)系是通過存取路徑實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用程序在訪問數(shù)據(jù)時(shí)必須選擇適當(dāng)?shù)拇嫒÷窂?，因此?/p>

29、用戶必須了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，加重了編寫程序的負(fù)擔(dān)。3）關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)關(guān)系模型具有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）關(guān)系模型與非關(guān)系模型不同，它有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易用，不僅用關(guān)系描述實(shí)體，而且用關(guān)系描述實(shí)體間的聯(lián)系。（3）關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、更好的安全保密性，也簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)和建立的工作。關(guān)系模型具有查詢效率不如非關(guān)系模型效率高的缺點(diǎn)。因此，為了提高性能，必須對(duì)用戶的查詢進(jìn)行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。11、定義并理解關(guān)系模型中的以下術(shù)語：關(guān)系、元組、屬性、主碼、域、分量、關(guān)系模式解：關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張二維表

30、，如一張教師登記表稱為教師關(guān)系。元組：二維表中的一行稱為一個(gè)元組。屬性：二維表中的一列稱為一個(gè)屬性，對(duì)應(yīng)每一個(gè)屬性的名字稱為屬性名。主碼：如果二維表中的某個(gè)屬性或是屬性組可以唯一確定一個(gè)元組，則稱為主碼，也稱為關(guān)系鍵，如教師號(hào)，可以唯一確定一個(gè)教師，也就成為教師關(guān)系的主碼。域：屬性的取值范圍稱為域，如人的年齡一般在1-120歲之間，大學(xué)生的年齡屬性的域是14-38，性別的域是男和女等等。分量：元組中的一個(gè)屬性值。例如，教師號(hào)對(duì)應(yīng)的值001、002、003都是分量。關(guān)系模式：表現(xiàn)為關(guān)系名和屬性的集合，是對(duì)關(guān)系的具體描述。一般表示為：關(guān)系名（屬性1，屬性2,屬性n）例如教師關(guān)系可描述為：教師（教師

31、號(hào)，姓名，年齡，職稱）12、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是什么？為什么要采用這樣的結(jié)構(gòu)？解：1）從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是指外模式、模式和內(nèi)模式。如圖1.28所示。圖1.28 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（1）外模式（external schema）：外模式也稱子模式（subschema）或用戶模式，是三級(jí)模式的最外層，它是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看到和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（dbms）提供子模式描述語言（子模式ddl）來定義子模式。（2）模式（schema）：模式又稱概念模式，也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)

32、構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，是數(shù)據(jù)視圖的全部。它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層，既不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，也與具體的應(yīng)用程序，與所使用的應(yīng)用開發(fā)工具及高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言等無關(guān)。概念模式實(shí)際上是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯級(jí)上的視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式。dbms提供模式描述語言（模式ddl）來定義模式。（3）內(nèi)模式（internal schema）：內(nèi)模式也稱為存儲(chǔ)模式，一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。dbms提供內(nèi)模式描述語言（內(nèi)模式ddl）來嚴(yán)格地定義內(nèi)模式。為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在

33、這三級(jí)模式之間提供了兩層映象：外模式/模式映象，模式/內(nèi)模式映象。2）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)部采用這樣的結(jié)構(gòu)是因?yàn)椋哼@種結(jié)構(gòu)能較好地保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫的二級(jí)映象保證了數(shù)據(jù)庫外模式的穩(wěn)定性，從而根本上保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)與程序的獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式與二級(jí)映象使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程序中分離出去。又由于數(shù)據(jù)的存取由dbms管理，用戶不必考慮存取路徑等細(xì)節(jié)，從而簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的編制，大大減少了應(yīng)用程序的維護(hù)和修改。13、數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括哪兩個(gè)方面，含義分別是什么？解：數(shù)據(jù)獨(dú)立性分為數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性與數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性兩個(gè)方面。1

34、）數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性當(dāng)模式改變時(shí)，由數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)各個(gè)外模式/模式映象作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性。2）數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等內(nèi)模式改變了，由數(shù)據(jù)庫管理員對(duì)模式/內(nèi)模式映象作相應(yīng)改變，可以使模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性。14、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有哪些主要功能？解：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分，是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的大型系統(tǒng)軟件，用戶在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一些操作，例如：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)控制，這些操作都

35、是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)功能：（1）數(shù)據(jù)定義：dbms提供數(shù)據(jù)定義語言（data definition language,簡(jiǎn)稱ddl），用戶通過它可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象（包括表、視圖、索引、存儲(chǔ)過程等）進(jìn)行定義。定義相關(guān)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和有關(guān)的約束條件。（2）數(shù)據(jù)操縱：dbms提供數(shù)據(jù)操縱語言(data manipulation language,簡(jiǎn)稱dml)，通過dml操縱數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的一些基本操作，如查詢，插入，刪除和修改等等。其中，國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫操作語言sql語言，就是dml的一種。（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理：這一功能是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心所在

36、。dbms通過對(duì)數(shù)據(jù)庫在建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)提供統(tǒng)一管理和控制，以保證數(shù)據(jù)安全、正確、有效的正常運(yùn)行。dbms主要通過數(shù)據(jù)的安全性控制、完整性控制、多用戶應(yīng)用環(huán)境的并發(fā)性控制和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的系統(tǒng)備份與恢復(fù)四個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一控制功能的。（4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能：數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能、數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)功能、重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。15、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常由哪幾部分組成？解：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)。為此，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)由計(jì)算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)軟件及各類人員組成。1）硬件平臺(tái)：要有足夠大的內(nèi)存支持os與dbms的運(yùn)行

37、；要有足夠大而快速的磁盤等直接存儲(chǔ)設(shè)備存放數(shù)據(jù)庫，有足夠的磁盤空間做數(shù)據(jù)備份。要求系統(tǒng)有較高的通道能力，以支持?jǐn)?shù)據(jù)較高的傳送率。2）數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫是存放數(shù)據(jù)的地方，是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的大量可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫這里主要是指物理存儲(chǔ)設(shè)備中有效組織的數(shù)據(jù)集合。3）軟件：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟件主要包括：（1）支持dbms運(yùn)行的操作系統(tǒng)；（2）dbms：dbms可以通過操作系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取、管理和維護(hù)；（3）具有與數(shù)據(jù)庫接口的高級(jí)語言及其編譯系統(tǒng)；（4）以dbms為核心的應(yīng)用開發(fā)工具，為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。4）用戶：用戶主要有以下幾種：用于進(jìn)行管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員數(shù)據(jù)庫管

38、理員；用于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的人員系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員；用于具體開發(fā)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序員；用于使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員最終用戶。這里的最終用戶，又可以分為三類：偶然用戶、簡(jiǎn)單用戶、復(fù)雜用戶等。16、設(shè)學(xué)生含有學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、選修課程、平均成績（是經(jīng)計(jì)算得到的）等信息，若把選修課程、平均成績也作為學(xué)生的屬性，請(qǐng)用e-r圖表示學(xué)生信息。17、請(qǐng)用擴(kuò)展e-r圖來表示客戶的相關(guān)信息?？蛻艉行彰ㄓ尚蘸兔麅刹糠纸M成）、客戶號(hào)、電話（客戶一般有多個(gè)電話）、出生日期、年齡、地址（含省、市、街道名、街道號(hào)、樓道號(hào)、房號(hào)與郵政編碼）。18、請(qǐng)用擴(kuò)展e-r圖中的實(shí)體角色的表示方法來分別

39、表示：學(xué)生與學(xué)生間的班長關(guān)系與課程之間的先修關(guān)系等。19、請(qǐng)用擴(kuò)展e-r圖的表示方法來表示公司生產(chǎn)特有產(chǎn)品的關(guān)系，其中公司含有公司名、地址、聯(lián)系電話等信息，產(chǎn)品含有產(chǎn)品名與價(jià)格等信息。20、請(qǐng)用擴(kuò)展e-r圖的表示方法來表示如下信息：人有姓名、所在城市等信息；人可分成客戶（含購買金額）和雇員（有雇員號(hào)、薪水信息等）兩類；雇員可再分為辦公人員（有累計(jì)辦公天數(shù)信息）、車間職員（有累計(jì)產(chǎn)生產(chǎn)品數(shù)量信息）、銷售人員（有累計(jì)銷售數(shù)量與銷售金額信息）等三類。21、請(qǐng)用擴(kuò)展e-r圖的聚集表示方法來表示如下信息：制造商有名稱與地址信息、批發(fā)商有名稱與地址信息、產(chǎn)品有產(chǎn)品名與價(jià)格信息。制造商與批發(fā)商聯(lián)營產(chǎn)品的銷售

40、有個(gè)具體的時(shí)間，共同聯(lián)營的產(chǎn)品才共同負(fù)責(zé)發(fā)送。22、設(shè)要為醫(yī)院的核心主題建立概念模型e-r圖，包括病人、醫(yī)生及病人的病歷。其中醫(yī)生有姓名與專長信息；病人有姓名、身份證號(hào)、保險(xiǎn)號(hào)等信息；病歷有門診日期、診斷病癥、治療方法及治療結(jié)果等信息。病人找醫(yī)生治療有個(gè)具體的時(shí)間。保險(xiǎn)號(hào)醫(yī)生專長姓名病人身份證號(hào)m治療方法診治n姓名治療時(shí)間門診日期治療結(jié)果第2章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫一、單項(xiàng)選擇題1、a2、c3、b4、c5、a6、b7、b8、b9、c10、c1、設(shè)關(guān)系r和s的屬性個(gè)數(shù)分別為r和s，則(rs)操作結(jié)果的屬性個(gè)數(shù)為( )a. r+s b. r-s c. rs d. max(r,s)2、在基本的關(guān)系中，下列說法

41、正確的是( )a. 行列順序有關(guān) b. 屬性名允許重名c. 任意兩個(gè)元組不允許重復(fù) d. 列是非同質(zhì)的3、有關(guān)系r和s，rs的運(yùn)算等價(jià)于( )a.s-(r-s) b.r-(r-s) c.(r-s)s d.r(r-s)4、設(shè)關(guān)系r(a，b，c)和s(a，d)，與自然連接r s等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式是( )1=1a. r.a=s.a(rs) b. r sc. b,c,s.a,d(r.a=s.a(rs) d. r.a,b,c(rs)5、五種基本關(guān)系代數(shù)運(yùn)算是( )a. 、-、和 b. 、-、 、和c. 、和 d. 、 、和6、關(guān)系代數(shù)中的聯(lián)接操作由( )操作組合而成。a.和 b.和 c.、和 d.和7

42、、在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，把( )稱為關(guān)系模式。a.記錄 b.記錄類型 c.元組 d.元組集8、對(duì)一個(gè)關(guān)系做投影操作后，新關(guān)系的基數(shù)個(gè)數(shù)( )原來關(guān)系的基數(shù)個(gè)數(shù)。a.小于 b.小于或等于 c.等于 d.大于9、有關(guān)系：r(a，b，c)主鍵=a,s(d，a)主鍵=d，外鍵=a，參照r的屬性a，系r和s的元組如下：指出關(guān)系s中違反關(guān)系完整性規(guī)則的元組是( )。r: a b c s: d a1 2 3 1 22 1 3 2 null3 34 1a. (1,2) b. (2,null) c. (3,3) d. (4,1)10、關(guān)系運(yùn)算中花費(fèi)時(shí)間可能最長的運(yùn)算是( )。a.投影 b.選擇 c.廣義笛卡兒積 d

43、.并二、填 空1、關(guān)系中主碼的取值必須惟一且非空，這條規(guī)則是_實(shí)體_完整性規(guī)則。2、關(guān)系代數(shù)中專門的關(guān)系運(yùn)算包括：選擇、投影、連接和除法，主要實(shí)現(xiàn)_查詢_類操作。3、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的關(guān)系演算語言是以_謂詞演算_為基礎(chǔ)的dml語言。4、關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，關(guān)系稱為_表_，元組亦稱為_行_，屬性亦稱為_列_。5、數(shù)據(jù)庫描述語言的作用是_定義數(shù)據(jù)庫_。6、一個(gè)關(guān)系模式可以形式化地表示為_r（u，d，dom，f）_。7、關(guān)系數(shù)據(jù)庫操作的特點(diǎn)是_一次一集合_式操作。8.數(shù)據(jù)庫的所有關(guān)系模式的集合構(gòu)成_關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型_，所有的關(guān)系集合構(gòu)成_關(guān)系數(shù)據(jù)庫_。9、在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，兩個(gè)關(guān)系r1與r2之間存在1：m的聯(lián)系，

44、可以通過在一個(gè)關(guān)系r2中的_外鍵或外碼或外部關(guān)鍵字_在相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)關(guān)系r1中檢索相對(duì)應(yīng)的記錄。10、將兩個(gè)關(guān)系中滿足一定條件的元組連接到一起構(gòu)成新表的操作稱為_-連接_操作。三、簡(jiǎn)單、計(jì)算或查詢1、試述關(guān)系模型的三要素內(nèi)容。解：1）關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：非常單一，在用戶看來，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。但關(guān)系模型的這種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠表達(dá)豐富的語義，描述出現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系。2）關(guān)系模型的關(guān)系操作：關(guān)系模型給出了關(guān)系操作的能力，它利用基于數(shù)學(xué)的方法來表達(dá)關(guān)系操作，關(guān)系模型給出的關(guān)系操作往往不針對(duì)具體的rdbms語言來表述。關(guān)系模型中常用的關(guān)系操

45、作包括：選擇（select）、投影(project)、連接(join)、除(divide)、并(union)、交(intersection)、差(difference)等查詢(query)操作和添加(insert)、刪除(delete)、修改(update)等更新操作兩大部分。查詢的表達(dá)能力是其中最主要的部分。早期的關(guān)系操作能力通常用代數(shù)方式或邏輯方式來表示，分別稱為關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算。關(guān)系代數(shù)是用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算（即元組的集合運(yùn)行）來表達(dá)查詢要求的方式。關(guān)系演算是用謂詞來表達(dá)查詢要求的方式。關(guān)系演算又可按謂詞變?cè)幕緦?duì)象是元組變量還是域變量分為元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算。關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和

46、域關(guān)系演算三種語言在表達(dá)功能上是等價(jià)的。另外還有一種介于關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算之間的語言sql（structured query language）。sql不但具有豐富的查詢功能，而且具有數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)控制功能，是集查詢、ddl、dml、dcl于一體的關(guān)系數(shù)據(jù)語言。它充分體現(xiàn)了關(guān)系數(shù)據(jù)語言的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的國際標(biāo)準(zhǔn)語言。因此，關(guān)系數(shù)據(jù)語言可以分成三類：(1) 關(guān)系代數(shù)：用對(duì)關(guān)系的集合運(yùn)算表達(dá)查詢要求，例如 isbl。(2) 關(guān)系演算：用謂詞表達(dá)查詢要求，可分為兩類：元組關(guān)系演算：謂詞變?cè)幕緦?duì)象是元組變量，例如 aplha、quel；域關(guān)系演算：謂詞變?cè)幕緦?duì)象是域變量，例

47、如qbe。(3) 關(guān)系數(shù)據(jù)語言，例如sql。這些關(guān)系數(shù)據(jù)語言的共同特點(diǎn)是：語言具有完備的表達(dá)能力，是非過程化的集合操作語言，功能強(qiáng)，能夠嵌入到高級(jí)語言中使用。3）關(guān)系模型的三類完整性約束：關(guān)系模型提供了豐富的完整性控制機(jī)制，允許定義三類完整性：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶自定義的完整性。其中實(shí)體完整性和參照完整性是關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件，應(yīng)該由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持。用戶自定義的完整性是應(yīng)用領(lǐng)域特殊要求而需要遵循的約束條件，體現(xiàn)了具體領(lǐng)域中的語義約束。2、試述關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的特點(diǎn)和分類。解：見上題“2）關(guān)系模型的關(guān)系操作”。3、定義并理解下列概念，說明它們間的聯(lián)系與區(qū)別：（1）域、笛卡爾積

48、、關(guān)系、元組、屬性（2）主碼、候選碼、外碼（3）關(guān)系模式、關(guān)系、關(guān)系數(shù)據(jù)庫解：（1）域、笛卡爾積、關(guān)系、元組、屬性1）域：域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。2）笛卡爾積：給定一組域d 、d 、d (這些域中可以包含相同的元素,即可以完全不同,也可以部分或全部相同), d 、d 、d 的笛卡爾積為d d d （d ，d ，d）d d ，i1，2，n3）關(guān)系（relation）：d d d 的任一子集叫作在域d ,d ,d 上的關(guān)系，用 r(d ,d ,d )表示。關(guān)系是笛卡爾積的子集，反過來說，看到某關(guān)系，也要看到該關(guān)系背后存在的其所屬于的笛卡爾積，關(guān)系內(nèi)容無論如何變都變化不出其所屬于的笛卡爾

49、積的，這是笛卡爾積概念的意義所在。4）表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組。5）表的每列起一個(gè)唯一的名字，稱為屬性。聯(lián)系：關(guān)系是笛卡爾積的子集，所以關(guān)系也是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。由于域可以相同，為了加以區(qū)分，必須對(duì)每列起一個(gè)唯一的名字，稱為屬性。（2）主碼、候選碼、外碼1）候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱該屬性組為候選碼（candidate key），關(guān)系至少含有一個(gè)候選碼。2）主碼：一個(gè)關(guān)系至少有一個(gè)候選碼，則選定其中一個(gè)為主控使用者，稱為主碼（primary key）。3）外碼：設(shè)f是基本關(guān)系r的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系r的碼，如果f與基本關(guān)系s

50、的主碼ks相對(duì)應(yīng)，則稱f是基本關(guān)系r的外碼（foreign key）。聯(lián)系：關(guān)系的候選碼中選定一個(gè)稱為主碼，主碼即是候選碼；而外碼是與另一關(guān)系的主碼相對(duì)應(yīng)的屬性組。（3）關(guān)系模式、關(guān)系、關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，關(guān)系模式是型，關(guān)系是值。關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系的描述，一個(gè)關(guān)系模式應(yīng)當(dāng)是一個(gè)5元組。1）關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（relation schema）。一個(gè)關(guān)系模式應(yīng)當(dāng)是一個(gè)五元組。它可以形式化地表示為：r（u, d, dom, f）。其中r為關(guān)系名，u為組成該關(guān)系的屬性名集合，d為屬性組u中屬性所來自的域的集合，dom為屬性向域的映象集合，f為屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合。2）關(guān)系：關(guān)系實(shí)際

51、上就是關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容。也就是說，關(guān)系模式是型，關(guān)系是它的值。3）關(guān)系數(shù)據(jù)庫：在關(guān)系模型中，實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來表示。在一個(gè)給定的現(xiàn)實(shí)世界領(lǐng)域中，所有實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系的關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫。聯(lián)系：關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的，因?yàn)殛P(guān)系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。但在實(shí)際使用中，常常把關(guān)系模式和關(guān)系統(tǒng)稱為關(guān)系，讀者可以從上下文中加以區(qū)別。關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，關(guān)系數(shù)據(jù)庫也有型和值之分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述，是關(guān)系模式的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的值也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫，是關(guān)系的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫

52、模式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫通常統(tǒng)稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。4、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的完整性規(guī)則有哪些？試舉例說明。解：1）關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型中可以有三類完整性約束：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。2）（1）實(shí)體完整性：若屬性組（或?qū)傩裕﹌是基本關(guān)系r的主碼（或稱主關(guān)鍵字），則所有元組k的取值唯一，并且k中屬性不能全部或部分取空值。例如：在課程關(guān)系t中，若“課程名”屬性為主碼，則“課程名”屬性不能取空值，并且課程名要唯一。（2）參照完整性：若屬性（或?qū)傩越M）f是基本關(guān)系r的外碼，它與基本關(guān)系s的主碼ks相對(duì)應(yīng)（基本關(guān)系r和s可能是相同的關(guān)系），則對(duì)于r中每個(gè)元組在f上的值必須為：或

53、者取空值（f的每個(gè)屬性值均為空值）；或者等于s中某個(gè)元組的主碼值。例如，對(duì)于“學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，系別號(hào)）、系別（系別號(hào)，系名）”兩關(guān)系，“系別號(hào)”為學(xué)生關(guān)系的外碼。它要滿足參照完整性。對(duì)于學(xué)生關(guān)系中的每個(gè)元組的“系別號(hào)”屬性只能取下面兩類值：空值，表示尚未給該學(xué)生分配系別；非空值，則該值必須是系別關(guān)系中某個(gè)元組的“系別號(hào)”的值，表示該學(xué)生不可能分配到一個(gè)不存在的系中，即被參照關(guān)系“系別”中一定存在一個(gè)元組，它的主碼值等于該參照關(guān)系“學(xué)生”中的外碼值。（3）用戶定義的完整性：用戶定義的完整性就是針對(duì)某一具體應(yīng)用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫所制定的約束條件，它反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義

54、要求。例如，對(duì)于學(xué)生關(guān)系中的年齡，我們可以按需要定義“年齡8并且年齡45”的自定義規(guī)則。5、關(guān)系代數(shù)運(yùn)算有哪兩大類，試說明每種運(yùn)算的操作含義。解：1）關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算按運(yùn)算符的不同主要分為傳統(tǒng)的集合運(yùn)算和專門的關(guān)系運(yùn)算兩類。（1）傳統(tǒng)的集合運(yùn)算：包括并、交、差、廣義笛卡爾積四種運(yùn)算。（2）專門的關(guān)系運(yùn)算：包括選擇、投影、連接、除等。2）各運(yùn)算的操作含義（1）并：設(shè)關(guān)系r和關(guān)系s具有相同的目n，且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域，則關(guān)系r與關(guān)系s的并由屬于r或?qū)儆趕的所有元組組成。記作：rs=t|t rt s（2）差：設(shè)關(guān)系r和關(guān)系s具有相同的目n，且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域，則關(guān)系r與關(guān)系s的差由屬于r而不

55、屬于s的所有元組組成。記作：rs=t| t rt s （3）交：設(shè)關(guān)系r和關(guān)系s具有相同的目n，且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域，則關(guān)系r與關(guān)系s的交由既屬于r又屬于s的所有元組組成。記作：rs=t| t rt s（4）廣義笛卡爾積：兩個(gè)分別為n目和m目的關(guān)系r和s的廣義笛卡爾積是一個(gè)(n+m)列的元組的集合。元組的前n列是關(guān)系r的一個(gè)元組，后m列是關(guān)系s的一個(gè)元組。若r有k1個(gè)元組，s有k2個(gè)元組，則關(guān)系r和關(guān)系s的廣義笛卡爾積有k1k2個(gè)元組。記作：rs=t t | t rt s（5）選擇：選擇又稱為限制（restriction）。它是在關(guān)系r中選擇滿足給定條件的諸元組，記作：(r) = t|trf(t)=“真”（6）投影：關(guān)系r上的投影是從r中選擇出若干屬性