30数据库系统原理04735课后习题参考答案

数据库系统原理课后习题第一章.数据库系统基本概念1.1.名词解释DB——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。DB能为各种用户共享，具有较小冗余度、数据间联系紧密而又有较高的数据独立性等特点。DBMS——是位于用户与操作系统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，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。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，即它是采用数据库技术的计算机系统。联系——是实体间的相互关系。联系的元数——与一个联系有关的实体集个数。１：１联系——如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中一个实体有联系，反之亦然，那么实体集E1和E2的联系称为“一对一联系”，记为“１：１”。１：N联系——如果实体集E1中的每个实体可以与实体集E2中的任意个（０个或多个）实体有联系，而E2中的每个实体至多和E1中的一个实体有联系，那么称E1对E2的联系是一对多联系，记作：“１：N”。M：N联系——如果实体集E１中的每个实体可以与实体集E2中的任意个（０个或多个）实体有联系，反之亦然，那么称E1和E2的联系是“多对多联系”，记作“M：N”。数据模型——在数据库技术中，我们用数据模型的概念描述数据库的结构和语义，对现实世界的数据进行抽象。根据数据抽象级别定义了四种模型：概念数据模型、逻辑数据模型、外部数据模型和内部数据模型。概念模型——表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型。逻辑模型——表达计算机实现观点的DB全局逻辑结构的模型。主要有层次、网状、关系模型等三种。外部模型——表达用户使用观点的DB局部逻辑结构的模型。内部模型——表达DB物理结构的模型。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。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。关系模型——是由若干个关系模式组成的集合。关系模式相当于记录类型，它的实例是关系，每个关系实际上是一张二维表格。外模式——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。逻辑模式——是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个逻辑记录类型组成，还包含记录间联系、数据的完整性、安全性等要求。内模式——是数据库在物理存储方面的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织形式，以及数据控制方面的细节。外模式/逻辑模式映像——存在于外模式和逻辑模式之间，用于定义外模式和逻辑模式之间的对应性，一般放在外模式中描述。逻辑模式/内模式映像——存在于逻辑模式和内模式之间，用于定义逻辑模式和内模式之间的对应性，一般放在内模式中描述。数据独立性——是指应用程序和数据库的数据结构之间相互独立，不受影响。在修改数据结构时，尽可能不修改应用程序。分物理数据独立性和逻辑数据独立性两个级别。物理数据独立性——对内模式修改时，对逻辑模式/内模式像作相应修改，可以尽量不影响逻辑模式。逻辑数据独立性——逻辑模式修改时，对外模式/逻辑模式映像作相应修改，可以使外模式和应用程序保持不变。主语言——在数据库技术中，用于编写应用程序的高级程序设计语言。DDL——数据定义语言。DBMS提供DDL定义数据库的三级结构、两级映像，定义数据的完整性约束、保密限制等约束。DML——数据操纵语言。DBMS提供DML实现对数据的操作。基本的数据操作有两类：检索（查询）、更新（插入、删除、修改）。分为过程性DML和非过程DML两种。过程性DML——是指用户编程时，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”（怎样获得这些数据）。如层次、网状的DML。非过程性DML——用户编程时，只需要指出“做什么”，不需要提出“怎么做”。如关系型DML。DD——数据库系统中存放三级结构定义的数据库。它还存放数据库运行时的统计信息。DD系统——管理DD的子系统。1.2.人工管理阶段的数据管理有哪些特点?1)数据不保存在计算机里2)没有专门的软件进行对数据库管理3)只有程序概念，没有文件概念4)数据面向程序1.3.文件系统阶段的数据管理有哪些特点？1)数据以文件形式长期存储在外部存储器的磁盘上2)数据的逻辑结构和物理结构有了区别，但比较简单3)文件组织多样化，有了索引文件、链接文件和直接存取文件等4)数据不再属于某个特定程序，可重复使用，即数据面向应用5)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哪些缺陷？请举例说明？1)数据冗余、数据不一致、数据联系弱2)比如建立了职工档案、职工工资和职工保健三个文件，职工的电话在三个文件中重复出现，即数据冗余。1.5.数据管理的数据库阶段产生的标志是哪三件事情？1)1968年IBM公司推出层次模型IMS系统2)1969年美国COＤＡＳＹＬ组织发布了ＤＢＴＧ报告3)1970年IBM公司的E.F.Codd连续发表论文，提出关系模型1.6.数据库阶段的数据管理有哪些特色？1)采用了数据模型表示复杂的数据结构2)有较高的数据独立性3)数据库系统提供了方便的用户接口4)数据库系统提供了四个方面的数据控制功能：数据库的恢复、数据的并发控制、数据的完整性、数据完全性。5)增加了系统的灵活性：对数据的操作不一定以记录为单位，可以以数据项为单位。1.7.高级数据库阶段有哪些技术？面向对象的概念建模、开放数据库互联技术1.8.逻辑记录与物理记录，逻辑文件与物理文件有哪些联系和区别？数据描述有两种形式：物理数据描述和逻辑物理描述。物理数据描述是指数据在存储设备上的描述，物理数据是存储在物理设备上的数据，物理记录和物理文件都是用来描述存储数据的细节。逻辑数据描述是用户或程序员以操作的数据形式的描述，逻辑记录和逻辑文件都是用户观点的数据描述。1.9.数据抽象过程有哪些步骤？1)根据用户的需求，设计数据的概念模型。2)根据转换原则，把概念模式转换成逻辑模型。3)根据用户的业务特点，设计不同的外部模型，供程序员使用。4)根据逻辑模型设计内部模型，实现数据库。1.10.概念模型、逻辑模型、外部模型、内部模型各具有哪些特点？概念模型：表达了数据的整体逻辑结构，它是系统用户对整个应用程序涉及数据的全面描述。从用户的需求的观点，对数据建模。独立于硬件和软件。它是数据库设计人员和用户之间的交流工具。逻辑模型：表达了数据库的整体逻辑结构，它是设计人员对整个应用程序系统项目数据库的全面描述。从数据库实现的观点，对数据建模。独立于硬件，但依赖软件DBMS。它是数据库设计人员和应用程序员的交流工具。外部模型：逻辑模型的一个逻辑子集，独立于硬件，但依赖软件，反映了用户使用数据库的观点。内部模型：是数据库最底层抽象，它描述数据在外存上存储方式、存储设备和存储方法。与硬件和软件关系密切。1.11.试叙述层次、网状和关系三种逻辑模型的区别层次模型：用树型结构表示，较复杂，表示1：N，记录间联系用指针实现，过程性DML；网状模型：用向图结构表示，较复杂，表示1：N/M:N，记录间联系用指针实现，过程性DML；关系模型：用关系模式集合表示，较简单，表示1：N/M:N，记录间联系用关键码实现，非过程性DML；1.12.外部模型使数据库系统有哪些优点？简化了用户观点；有助于数据库的安全保护；外部模型是对概念模型的支持；1.13.数据独立性和数据联系这两个概念有什么区别？数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立，不受影响。数据联系是指同一记录内部各字段间的联系，以及和记录之间的联系。1.14.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？在用户到数据库之间，DB的数据结构有三个层次：外部模型、逻辑模型、内部模型。这三个层次要用DB的数据定义语言定义后的内容是外模式、逻辑模式、内模式。用户使用DB的数据操纵语句实际上是对外模式的外部记录进行操作，而不是数据库的内部记录值；逻辑模式提供了连接内外模式的中间观点，使得两级中任何一级的改变都不受另一级的牵制，逻辑模式不涉及到存储结构、访问技术等细节。内模式并不涉及物理设备的约束，那一部分由操作系统完成。如磁盘读写数据的操作。1.15.试述DBMS的工作模式和主要功能。DBMS的工作模式：1)接受应用程序的数据请求和处理请求2)将用户的数据请求转换成复杂的机器代码3)实现对数据库的操作4)从对数据库的操作中接受查询结果5)对查询结果进行处理6)将处理结果返回用户DBMS主要功能：数据库的定义功能数据库的操纵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？DBMS为应用程序在内存中开辟的一个DB的系统缓冲区。用于数据的传输和格式的转换。1.17.DBS由哪几部分组成？它有哪些系统软件？其中DD有什么作用？DBS由DB、硬件、软件、DBA组成它有DBM、OS、各种主语言和应用开发软件等系统软件DD是用来存放三级数据结构定义的数据库，用来存储数据运行时的统计信息。1.18.什么是DBA？DBA应具有什么素质？DBA的职责是什么？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、监控和维护数据库结构的责任。DBA需具有下来素质：熟悉全部数据的性质和用途、对所有用户需求的了解、对系统性能的熟悉度、兼有系统分析员和运筹学专家的知识和品质。DBA的职责：定义模式、定义内模式、与用户的联络、定义安全性规则，对用户访问数据库授权、定义完整性规则，监督数据库的运行、数据库的转储和恢复工作。1.19.试对DBS的全局结构作详细解释。用户、DBMS（查询处理器、存储管理器）、磁盘存储器1.20.从模块结构观察，DBMS由哪些部分组成？查询处理器、存储管理器1.21.使用DBS的用户有哪几类？DBA、专业用户、程序员、终端用户1.22.DBMS的查询处理器和存储管理器分别由哪几部分组成？查询处理器：DDL解释器、DML编译器、嵌入式DML预编译器、查询求值引擎存储管理器：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？1)数据文件：存储数据库管理的用户数据自身。2)数据字典：存储三级结构的描述。3)索引：为提高查询速度而设置的逻辑排序手段。4)统计数据：存储DBS运行时统计分析的数据。5)日志：存储DBS运行时对DB的操作情况。1.24.DBS能产生哪些效益？灵活性、简易性、面向用户、加快应用程序的开发速度、维护方便、标准化第二章.数据库设计和ER模型2.1名词解释数据库工程——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。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。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。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。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。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。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