2015年数据库系统概论答案.pdf

第 1章 绪 论 1.试 述 数 据、数 据 库、数 据 库 系 统、数 据 库 管 理 系 统 的 概 念。答：(1)数 据(Data)：描 述 事 物 的 符 号 记 录 称 为 数 据。数 据 的 种 类 有 数 字、文 字、图 形、图 像、声 音、正 文 等。数 据 与 其 语 义 是 不 可 分 的。解 析 在 现 代 计 算 机 系 统 中 数 据 的 概 念 是 广 义 的。早 期 的 计 算 机 系 统 主 要 用 于 科 学 计 算，处 理 的 数 据 是 整 数、实 数、浮 点 数 等 传 统 数 学 中 的 数 据。现 代 计 算 机 能 存 储 和 处 理 的 对 象 十 分 广 泛，表 示 这 些 对 象 的 数 据 也 越 来 越 复 杂。数 据 与 其 语 义 是 不 可 分 的。5 0 0这 个 数 字 可 以 表 示 一 件 物 品 的 价 格 是 5 0 0元，也 可 以 表 示 一 个 学 术 会 议 参 加 的 人 数 有 5 0 0人，还 可 以 表 示 一 袋 奶 粉 重 5 0 0克。(2)数 据 库(D ataB ase，简 称 D B)：数 据 库 是 长 期 储 存 在 计 算 机 内 的、有 组 织 的、可 共 享 的 数 据 集 合。数 据 库 中 的 数 据 按 一 定 的 数 据 模 型 组 织、描 述 和 储 存，具 有 较 小 的 冗 余 度、较 高 的 数 据 独 立 性 和 易 扩 展 性，并 可 为 各 种 用 户 共 享。(3)数 据 库 系 统(DataBas,Sytem,简 称 DBS)：数 据 库 系 统 是 指 在 计 算 机 系 统 中 引 入 数 据 库 后 的 系 统 构 成，一 般 由 数 据 库、数 据 库 管 理 系 统(及 其 开 发 工 具)、应 用 系 统、数 据 库 管 理 员 构 成。解 析 数 据 库 系 统 和 数 据 库 是 两 个 概 念。数 据 库 系 统 是 一 个 人 一 机 系 统,数 据 库 是 数 据 库 系 统 的 一 个 组 成 部 分。但 是 在 日 常 工 作 中 人 们 常 常 把 数 据 库 系 统 简 称 为 数 据 库。希 望 读 者 能 够 从 人 们 讲 话 或 文 章 的 上 下 文 中 区 分“数 据 库 系 统”和“数 据 库”，不 要 引 起 混 淆。(4)数 据 库 管 理 系 统(DataBase Management sytem,简 称 DBM s)：数 据 库 管 理 系 统 是 位 于 用 户 与 操 作 系 统 之 间 的 一 层 数 据 管 理 软 件，用 于 科 学 地 组 织 和 存 储 数 据、高 效 地 获 取 和 维 护 数 据。D B M S的 主 要 功 能 包 括 数 据 定 义 功 能、数 据 操 纵 功 能、数 据 库 的 运 行 管 理 功 能、数 据 库 的 建 立 和 维 护 功 能。解 析 D B M S是 一 个 大 型 的 复 杂 的 软 件 系 统，是 计 算 机 中 的 基 础 软 件。目 前，专 门 研 制 D B M S的 厂 商 及 其 研 制 的 D B M S产 品 很 多。著 名 的 有 美 国 I B M公 司 的 D B Z关 系 数 据 库 管 理 系 统 和 IM S层 次 数 据 库 管 理 系 统、美 国 O racle公 司 的 o ra d e关 系 数 据 库 管 理 系 统、s 油 a s e公 司 的 s 油 a s e关 系 数 据 库 管 理 系 统、美 国 微 软 公 司 的 SQL Serve,关 系 数 据 库 管 理 系 统 等。2.使 用 数 据 库 系 统 有 什 么 好 处？答：使 用 数 据 库 系 统 的 好 处 是 由 数 据 库 管 理 系 统 的 特 点 或 优 点 决 定 的。使 用 数 据 库 系 统 的 好 处 很 多，例 如，可 以 大 大 提 高 应 用 开 发 的 效 率，方 便 用 户 的 使 用，减 轻 数 据 库 系 统 管 理 人 员 维 护 的 负 担，等 等。使 用 数 据 库 系 统 可 以 大 大 提 高 应 用 开 发 的 效 率。因 为 在 数 据 库 系 统 中 应 用 程 序 不 必 考 虑 数 据 的 定 义、存 储 和 数 据 存 取 的 具 体 路 径,这 些 工 作 都 由 D B M S来 完 成。用 一 个 通 俗 的 比 喻，使 用 了 D B M S就 如 有 了 一 个 好 参 谋、好 助 手，许 多 具 体 的 技 术 工 作 都 由 这 个 助 手 来 完 成。开 发 人 员 就 可 以 专 注 于 应 用 逻 辑 的 设 计，而 不 必 为 数 据 管 理 的 许 许 多 多 复 杂 的 细 节 操 心。还 有，当 应 用 逻 辑 改 变，数 据 的 逻 辑 结 构 也 需 要 改 变 时，由 于 数 据 库 系 统 提 供 了 数 据 与 程 序 之 间 的 独 立 性，数 据 逻 辑 结 构 的 改 变 是 D B A的 责 任，开 发 人 员 不 必 修 改 应 用 程 序，或 者 只 需 要 修 改 很 少 的 应 用 程 序，从 而 既 简 化 了 应 用 程 序 的 编 制，又 大 大 减 少 了 应 用 程 序 的 维 护 和 修 改。使 用 数 据 库 系 统 可 以 减 轻 数 据 库 系 统 管 理 人 员 维 护 系 统 的 负 担。因 为 D B M S在 数 据 库 建 立、运 用 和 维 护 时 对 数 据 库 进 行 统 一 的 管 理 和 控 制，包 括 数 据 的 完 整 性、安 全 性、多 用 户 并 发 控 制、故 障 恢 复 等，都 由 D B M S执 行。总 之，使 用 数 据 库 系 统 的 优 点 是 很 多 的，既 便 于 数 据 的 集 中 管 理，控 制 数 据 冗 余，提 高 数 据 的 利 用 率 和 一 致 性，又 有 利 于 应 用 程 序 的 开 发 和 维 护。读 者 可 以 在 自 己 今 后 的 工 作 中 结 合 具 体 应 用，认 真 加 以 体 会 和 总 结。3.试 述 文 件 系 统 与 数 据 库 系 统 的 区 别 和 联 系。答：文 件 系 统 与 数 据 库 系 统 的 区 别 是：文 件 系 统 面 向 某 一 应 用 程 序，共 享 性 差，冗 余 度 大，数 据 独 立 性 差，记 录 内 有 结 构，整 体 无 结 构，由 应 用 程 序 自 己 控 制。数 据 库 系 统 面 向 现 实 世 界，共 享 性 高，冗 余 度 小，具 有 较 高 的 物 理 独 立 性 和 一 定 的 逻 辑 独 立 性，整 体 结 构 化，用 数 据 模 型 描 述，由 数 据 库 管 理 系 统 提 供 数 据 的 安 全 性、完 整 性、并 发 控 制 和 恢 复 能 力。文 件 系 统 与 数 据 库 系 统 的 联 系 是：文 件 系 统 与 数 据 库 系 统 都 是 计 算 机 系 统 中 管 理 数 据 的 软 件。解 析 文 件 系 统 是 操 作 系 统 的 重 要 组 成 部 分；而 D B M S 是 独 立 于 操 作 系 统 的 软 件。但 是 D B M S 是 在 操 作 系 统 的 基 础 上 实 现 的；数 据 库 中 数 据 的 组 织 和 存 储 是 通 过 操 作 系 统 中 的 文 件 系 统 来 实 现 的。4.举 出 适 合 用 文 件 系 统 而 不 是 数 据 库 系 统 的 例 子；再 举 出 适 合 用 数 据 库 系 统 的 应 用 例 子。答：(1)适 用 于 文 件 系 统 而 不 是 数 据 库 系 统 的 应 用 例 子 数 据 的 备 份、软 件 或 应 用 程 序 使 用 过 程 中 的 临 时 数 据 存 储 一 般 使 用 文 件 比 较 合 适。早 期 功 能 比 较 简 单、比 较 固 定 的 应 用 系 统 也 适 合 用 文 件 系 统。(2)适 用 于 数 据 库 系 统 而 非 文 件 系 统 的 应 用 例 子 目 前，几 乎 所 有 企 业 或 部 门 的 信 息 系 统 都 以 数 据 库 系 统 为 基 础，都 使 用 数 据 库。例 如，一 个 工 厂 的 管 理 信 息 系 统(其 中 会 包 括 许 多 子 系 统，如 库 存 管 理 系 统、物 资 采 购 系 统、作 业 调 度 系 统、设 备 管 理 系 统、人 事 管 理 系 统 等)，学 校 的 学 生 管 理 系 统，人 事 管 理 系 统，图 书 馆 的 图 书 管 理 系 统，等 等，都 适 合 用 数 据 库 系 统。希 望 读 者 能 举 出 自 己 了 解 的 应 用 例 子。5.试 述 数 据 库 系 统 的 特 点。答：数 据 库 系 统 的 主 要 特 点 有：(1)数 据 结 构 化 数 据 库 系 统 实 现 整 体 数 据 的 结 构 化，这 是 数 据 库 的 主 要 特 征 之 一，也 是 数 据 库 系 统 与 文 件 系 统 的 本 质 区 别。解 析 注 意 这 里 的“整 体 夕 两 个 字。在 数 据 库 系 统 中，数 据 不 再 针 对 某 一 个 应 用，而 是 面 向 全 组 织，具 有 整 体 的 结 构 化。不 仅 数 据 是 结 构 化 的，而 且 数 据 的 存 取 单 位 即 一 次 可 以 存 取 数 据 的 大 小 也 很 灵 活，可 以 小 到 某 一 个 数 据 项(如 一 个 学 生 的 姓 名)，大 到 一 组 记 录(成 千 上 万 个 学 生 记 录)。而 在 文 件 系 统 中，数 据 的 存 取 单 位 只 有 一 个：记 录，如 一 个 学 生 的 完 整 记 录。(2)数 据 的 共 享 性 高，冗 余 度 低，易 扩 充 数 据 库 的 数 据 不 再 面 向 某 个 应 用 而 是 面 向 整 个 系 统，因 此 可 以 被 多 个 用 户、多 个 应 用 以 多 种 不 同 的 语 言 共 享 使 用。由 于 数 据 面 向 整 个 系 统，是 有 结 构 的 数 据，不 仅 可 以 被 多 个 应 用 共 享 使 用，而 且 容 易 增 加 新 的 应 用，这 就 使 得 数 据 库 系 统 弹 性 大，易 于 扩 充。解 析 数 据 共 享 可 以 大 大 减 少 数 据 冗 余，节 约 存 储 空 间，同 时 还 能 够 避 免 数 据 之 间 的 不 相 容 性 与 不 一 致 性。所 谓“数 据 面 向 某 个 应 用”是 指 数 据 结 构 是 针 对 某 个 应 用 设 计 的，只 被 这 个 应 用 程 序 或 应 用 系 统 使 用，可 以 说 数 据 是 某 个 应 用 的“私 有 资 源”。所 谓“弹 性 大”是 指 系 统 容 易 扩 充 也 容 易 收 缩，即 应 用 增 加 或 减 少 时 不 必 修 改 整 个 数 据 库 的 结 构，只 需 做 很 少 的 改 动。可 以 取 整 体 数 据 的 各 种 子 集 用 于 不 同 的 应 用 系 统，当 应 用 需 求 改 变 或 增 加 时，只 要 重 新 选 取 不 同 的 子 集 或 加 上 一 部 分 数 据，便 可 以 满 足 新 的 需 求。(3)数 据 独 立 性 高 数 据 独 立 性 包 括 数 据 的 物 理 独 立 性 和 数 据 的 逻 辑 独 立 性。数 据 库 管 理 系 统 的 模 式 结 构 和 二 级 映 像 功 能 保 证 了 数 据 库 中 的 数 据 具 有 很 高 的 物 理 独 立 性 和 逻 辑 独 立 性。(4)数 据 由 DBMS统 一 管 理 和 控 制 数 据 库 的 共 享 是 并 发 的 共 享，即 多 个 用 户 可 以 同 时 存 取 数 据 库 中 的 数 据 甚 至 可 以 同 时 存 取 数 据 库 中 同 一 个 数 据。为 此，DBMS必 须 提 供 统 一 的 数 据 控 制 功 能，包 括 数 据 的 安 全 性 保 护、数 据 的 完 整 性 检 查、并 发 控 制 和 数 据 库 恢 复。解 析 DBMS数 据 控 制 功 能 包 括 四 个 方 面：数 据 的 安 全 性 保 护：保 护 数 据 以 防 止 不 合 法 的 使 用 造 成 的 数 据 的 泄 密 和 破 坏；数 据 的 完 整 性 检 查：将 数 据 控 制 在 有 效 的 范 围 内，或 保 证 数 据 之 间 满 足 一 定 的 关 系；并 发 控 制：对 多 用 户 的 并 发 操 作 加 以 控 制 和 协 调，保 证 并 发 操 作 的 正 确 性；数 据 库 恢 复：当 计 算 机 系 统 发 生 硬 件 故 障、软 件 故 障，或 者 由 于 操 作 员 的 失 误 以 及 故 意 的 破 坏 影 响 数 据 库 中 数 据 的 正 确 性，甚 至 造 成 数 据 库 部 分 或 全 部 数 据 的 丢 失 时，能 将 数 据 库 从 错 误 状 态 恢 复 到 某 一 已 知 的 正 确 状 态(亦 称 为 完 整 状 态 或 一 致 状 态)。下 面 可 以 得 到“什 么 是 数 据 库”的 一 个 定 义：数 据 库 是 长 期 存 储 在 计 算 机 内 有 组 织 的 大 量 的 共 享 的 数 据 集 合，它 可 以 供 各 种 用 户 共 享，具 有 最 小 冗 余 度 和 较 高 的 数 据 独 立 性。DBM S在 数 据 库 建 立、运 用 和 维 护 时 对 数 据 库 进 行 统 一 控 制，以 保 证 数 据 的 完 整 性、安 全 性，并 在 多 用 户 同 时 使 用 数 据 库 时 进 行 并 发 控 制，在 发 生 故 障 后 对 系 统 进 行 恢 复。数 据 库 系 统 的 出 现 使 信 息 系 统 从 以 加 工 数 据 的 程 序 为 中 心 转 向 围 绕 共 享 的 数 据 库 为 中 心 的 新 阶 段。6.数 据 库 管 理 系 统 的 主 要 功 能 有 哪 些？答：(1)数 据 库 定 义 功 能；(2)数 据 存 取 功 能；(3)数 据 库 运 行 管 理；(4)数 据 库 的 建 立 和 维 护 功 能。7.试 述 数 据 模 型 的 概 念、数 据 模 型 的 作 用 和 数 据 模 型 的 三 个 要 素。答：数 据 模 型 是 数 据 库 中 用 来 对 现 实 世 界 进 行 抽 象 的 工 具，是 数 据 库 中 用 于 提 供 信 息 表 示 和 操 作 手 段 的 形 式 构 架。一 般 地 讲，数 据 模 型 是 严 格 定 义 的 概 念 的 集 合。这 些 概 念 精 确 描 述 了 系 统 的 静 态 特 性、动 态 特 性 和 完 整 性 约 束 条 件。因 此 数 据 模 型 通 常 由 数 据 结 构、数 据 操 作 和 完 整 性 约 束 三 部 分 组 成。(1)数 据 结 构：是 所 研 究 的 对 象 类 型 的 集 合，是 对 系 统 静 态 特 性 的 描 述。(2)数 据 操 作：是 指 对 数 据 库 中 各 种 对 象(型)的 实 例(值)允 许 进 行 的 操 作 的 集 合，包 括 操 作 及 有 关 的 操 作 规 则，是 对 系 统 动 态 特 性 的 描 述。(3)数 据 的 约 束 条 件：是 一 组 完 整 性 规 则 的 集 合。完 整 性 规 则 是 给 定 的 数 据 模 型 中 数 据 及 其 联 系 所 具 有 的 制 约 和 依 存 规 则，用 以 限 定 符 合 数 据 模 型 的 数 据 库 状 态 以 及 状 态 的 变 化,以 保 证 数 据 的 正 确、有 效、相 容。解 析 数 据 模 型 是 数 据 库 系 统 中 最 重 要 的 概 念 之 一。必 须 通 过 概 论 的 学 习 真 正 掌 握 数 据 模 型 的 概 念 和 作 用。数 据 模 型 是 数 据 库 系 统 的 基 础。任 何 一 个 DBMS都 以 某 一 个 数 据 模 型 为 基 础，或 者 说 支 持 某 一 个 数 据 模 型。数 据 库 系 统 中，模 型 有 不 同 的 层 次。根 据 模 型 应 用 的 不 同 目 的，可 以 将 模 型 分 成 两 类 或 者 说 两 个 层 次：一 类 是 概 念 模 型，是 按 用 户 的 观 点 来 对 数 据 和 信 息 建 模，用 于 信 息 世 界 的 建 模，强 调 语 义 表 达 能 力，概 念 简 单 清 晰；另 一 类 是 数 据 模 型，是 按 计 算 机 系 统 的 观 点 对 数 据 建 模，用 于 机 器 世 界，人 们 可 以 用 它 定 义、操 纵 数 据 库 中 的 数 据，一 般 需 要 有 严 格 的 形 式 化 定 义 和 一 组 严 格 定 义 了 语 法 和 语 义 的 语 言，并 有 一 些 规 定 和 限 制，便 于 在 机 器 上 实 现。8.试 述 概 念 模 型 的 作 用。答：概 念 模 型 实 际 上 是 现 实 世 界 到 机 器 世 界 的 一 个 中 间 层 次。概 念 模 型 用 于 信 息 世 界 的 建 模，是 现 实 世 界 到 信 息 世 界 的 第 一 层 抽 象，是 数 据 库 设 计 人 员 进 行 数 据 库 设 计 的 有 力 工 具，也 是 数 据 库 设 计 人 员 和 用 户 之 间 进 行 交 流 的 语 言。9.定 义 并 解 释 概 念 模 型 中 以 下 术 语：实 体，实 体 型，实 体 集，属 性，码，实 体 联 系 图（E一 R 图）答：实 体：客 观 存 在 并 可 以 相 互 区 分 的 事 物 叫 实 体。实 体 型：具 有 相 同 属 性 的 实 体 具 有 相 同 的 特 征 和 性 质，用 实 体 名 及 其 属 性 名 集 合 来 抽 象 和 刻 画 同 类 实 体，称 为 实 体 型。实 体 集：同 型 实 体 的 集 合 称 为 实 体 集。属 性：实 体 所 具 有 的 某 一 特 性，一 个 实 体 可 由 若 干 个 属 性 来 刻 画。码：惟 一 标 识 实 体 的 属 性 集 称 为 码。实 体 联 系 图（E R 图）：提 供 了 表 示 实 体 型、属 性 和 联 系 的 方 法：实 体 型：用 矩 形 表 示，矩 形 框 内 写 明 实 体 名；属 性：用 椭 圆 形 表 示，并 用 无 向 边 将 其 与 相 应 的 实 体 连 接 起 来；联 系：用 菱 形 表 示，菱 形 框 内 写 明 联 系 名，并 用 无 向 边 分 别 与 有 关 实 体 连 接 起 来，同 时 在 无 向 边 旁 标 上 联 系 的 类 型（1:1,1：n 或 m:n）。10.试 给 出 3 个 实 际 部 门 的 E R 图，要 求 实 体 型 之 间 具 有 一 对 一、一 对 多、多 对 多 各 种 不 同 的 联 系。答:11.试 给 出 一 个 实 际 部 门 的 E R 图，要 求 有 三 个 实 体 型，而 且 3 个 实 体 型 之 间 有 多 对 多 联 系。3 个 实 体 型 之 间 的 多 对 多 联 系 和 三 个 实 体 型 两 两 之 间 的 三 个 多 对 多 联 系 等 价 吗？为 什 么？3 个 实 体 型 之 间 的 多 对 多 联 系 和 3 个 实 体 型 两 两 之 间 的 3 个 多 对 多 联 系 是 不 等 价，因 为它 们 拥 有 不 同 的 语 义。3 个 实 体 型 两 两 之 间 的 三 个 多 对 多 联 系 如 下 图 所 示。12.学 校 中 有 若 干 系，每 个 系 有 若 干 班 级 和 教 研 室，每 个 教 研 室 有 若 干 教 员，其 中 有 的 教 授 和 副 教 授 每 人 各 带 若 干 研 究 生；每 个 班 有 若 干 学 生，每 个 学 生 选 修 若 干 课 程，每 门 课 可 由 若 干 学 生 选 修。请 用 E R 图 画 出 此 学 校 的 概 念 模 型。答：13.某 工 厂 生 产 若 干 产 品，每 种 产 品 由 不 同 的 零 件 组 成，有 的 零 件 可 用 在 不 同 的 产 品 上。这 些 零 件 由 不 同 的 原 材 料 制 成，不 同 零 件 所 用 的 材 料 可 以 相 同。这 些 零 件 按 所 属 的 不 同 产 品 分 别 放 在 仓 库 中，原 材 料 按 照 类 别 放 在 若 干 仓 库 中。请 用 E R 图 画 出 此 工 厂 产 品、零 件、材 料、仓 库 的 概 念 模 型。答：14.试 述 层 次 模 型 的 概 念，举 出 三 个 层 次 模 型 的 实 例。答：(I)教 员 学 生 层 次 数 据 库 模 型 系 编 号 系 办 公 舱 点 能 研 室 学 生 教 研 室 爆 号 I 教 研 室 名 I I 字 号 I 鞋 名 I.缄 教 员 职 T 号 度 力 研 究 方 向(2)行 政 机 构 层 次 数 据 库 模 型(3)行 政 区 域 层 次 数 据 库 模 型 15.今 有 一 个 层 次 数 据 库 实 例，试 用 子 女 一 兄 弟 链 接 法 和 层 次 序 列 链 接 法 画 出 它 的 存 储 结答：子 女 兄 弟 链 接 法:16.试 述 网 状 模 型 的 概 念，举 出 三 个 网 状 模 型 的 实 例。答：满 足 下 面 两 个 条 件 的 基 本 层 次 联 系 集 合 为 网 状 模 型。(1)允 许 一 个 以 上 的 结 点 无 双 亲；(2)一 个 结 点 可 以 有 多 于 一 个 的 双 亲。实 例 1：实 例 2:17.试 述 网 状、层 次 数 据 库 的 优 缺 点。答：层 次 模 型 的 优 点 主 要 有：（1）模 型 简 单，对 具 有 一 对 多 层 次 关 系 的 部 门 描 述 非 常 自 然、直 观，容 易 理 解，这 是 层 次 数 据 库 的 突 出 优 点；（2）用 层 次 模 型 的 应 用 系 统 性 能 好，特 别 是 对 于 那 些 实 体 间 联 系 是 固 定 的 且 预 先 定 义 好 的 应 用，采 用 层 次 模 型 来 实 现，其 性 能 优 于 关 系 模 型；（3）层 次 数 据 模 型 提 供 了 良 好 的 完 整 性 支 持。层 次 模 型 的 缺 点 主 要 有：（1）现 实 世 界 中 很 多 联 系 是 非 层 次 性 的，如 多 对 多 联 系、一 个 结 点 具 有 多 个 双 亲 等，层 次 模 型 不 能 自 然 地 表 示 这 类 联 系，只 能 通 过 引 入 冗 余 数 据 或 引 入 虚 拟 结 点 来 解 决；（2）对 插 入 和 删 除 操 作 的 限 制 比 较 多；（3）查 询 子 女 结 点 必 须 通 过 双 亲 结 点。网 状 数 据 模 型 的 优 点 主 要 有：（I）能 够 更 为 直 接 地 描 述 现 实 世 界，如 一 个 结 点 可 以 有 多 个 双 亲；（2）具 有 良 好 的 性 能，存 取 效 率 较 高。网 状 数 据 模 型 的 缺 点 主 要 有：（I）结 构 比 较 复 杂，而 且 随 着 应 用 环 境 的 扩 大，数 据 库 的 结 构 就 变 得 越 来 越 复 杂，不 利 于 最 终 用 户 掌 握；（2）其 D D L、DM L语 言 复 杂，用 户 不 容 易 使 用。由 于 记 录 之 间 联 系 是 通 过 存 取 路 径 实 现 的，应 用 程 序 在 访 问 数 据 时 必 须 选 择 适 当 的 存 取 路 径。因 此，用 户 必 须 了 解 系 统 结 构 的 细 节，加 重 了 编 写 应 用 程 序 的 负 担。18.试 述 关 系 模 型 的 概 念，定 义 并 解 释 以 下 术 语：（1）关 系（2）属 性（3）域（4）元 组（5）主 码（6）分 量（7）关 系 模 式答：关 系 模 型 由 关 系 数 据 结 构、关 系 操 作 集 合 和 关 系 完 整 性 约 束 三 部 分 组 成。在 用 户 观 点 下，关 系 模 型 中 数 据 的 逻 辑 结 构 是 一 张 二 维 表，它 由 行 和 列 组 成。（1）关 系：一 个 关 系 对 应 通 常 说 的 一 张 表；（2）属 性：表 中 的 一 列 即 为 一 个 属 性；（3）域：属 性 的 取 值 范 围；（4）元 组：表 中 的 一 行 即 为 一 个 元 组；（5）主 码：表 中 的 某 个 属 性 组，它 可 以 惟 一 确 定 一 个 元 组；（6）分 量：元 组 中 的 一 个 属 性 值；（7）关 系 模 式：对 关 系 的 描 述，一 般 表 示 为 关 系 名（属 性 1,属 性 2,，属 性 n）19.试 述 关 系 数 据 库 的 特 点。答：关 系 数 据 模 型 具 有 下 列 优 点：（1）关 系 模 型 与 非 关 系 模 型 不 同，它 是 建 立 在 严 格 的 数 学 概 念 的 基 础 上 的。（2）关 系 模 型 的 概 念 单 一，无 论 实 体 还 是 实 体 之 间 的 联 系 都 用 关 系 表 示,操 作 的 对 象 和 操 作 的 结 果 都 是 关 系，所 以 其 数 据 结 构 简 单、清 晰，用 户 易 懂 易 用。（3）关 系 模 型 的 存 取 路 径 对 用 户 透 明，从 而 具 有 更 高 的 数 据 独 立 性、更 好 的 安 全 保 密 性，也 简 化 了 程 序 员 的 工 作 和 数 据 库 开 发 建 立 的 工 作。当 然，关 系 数 据 模 型 也 有 缺 点，其 中 最 主 要 的 缺 点 是，由 于 存 取 路 径 对 用 户 透 明，查 询 效 率 往 往 不 如 非 关 系 数 据 模 型。因 此 为 了 提 高 性 能，必 须 对 用 户 的 查 询 请 求 进 行 优 化，增 加 了 开 发 数 据 库 管 理 系 统 的 难 度。20.试 述 数 据 库 系 统 三 级 模 式 结 构，这 种 结 构 的 优 点 是 什 么？答：数 据 库 系 统 的 三 级 模 式 结 构 由 外 模 式、模 式 和 内 模 式 组 成。（参 见 书 上 图 1.2 9）外 模 式，亦 称 子 模 式 或 用 户 模 式，是 数 据 库 用 户（包 括 应 用 程 序 员 和 最 终 用 户）能 够 看 见 和 使 用 的 局 部 数 据 的 逻 辑 结 构 和 特 征 的 描 述，是 数 据 库 用 户 的 数 据 视 图，是 与 某 一 应 用 有 关 的 数 据 的 逻 辑 表 示。模 式，亦 称 逻 辑 模 式，是 数 据 库 中 全 体 数 据 的 逻 辑 结 构 和 特 征 的 描 述，是 所 有 用 户 的 公 共 数 据 视 图。模 式 描 述 的 是 数 据 的 全 局 逻 辑 结 构。外 模 式 涉 及 的 是 数 据 的 局 部 逻 辑 结 构，通 常 是 模 式 的 子 集。内 模 式，亦 称 存 储 模 式，是 数 据 在 数 据 库 系 统 内 部 的 表 示,即 对 数 据 的 物 理 结 构 和 存 储 方 式 的 描 述。数 据 库 系 统 的 三 级 模 式 是 对 数 据 的 三 个 抽 象 级 别，它 把 数 据 的 具 体 组 织 留 给 DBM S管 理，使 用 户 能 逻 辑 抽 象 地 处 理 数 据，而 不 必 关 心 数 据 在 计 算 机 中 的 表 示 和 存 储。为 了 能 够 在 内 部 实 现 这 三 个 抽 象 层 次 的 联 系 和 转 换，数 据 库 系 统 在 这 三 级 模 式 之 间 提 供 了 两 层 映 像：外 模 式/模 式 映 像 和 模 式/内 模 式 映 像。正 是 这 两 层 映 像 保 证 了 数 据 库 系 统 中 的 数 据 能 够 具 有 较 高 的 逻 辑 独 立 性 和 物 理 独 立 性。21.定 义 并 解 释 以 下 术 语：模 式、外 模 式、内 模 式、D D L、D M L模 式、外 模 式、内 模 式，亦 称 逻 辑 模 式，是 数 据 库 中 全 体 数 据 的 逻 辑 结 构 和 特 征 的 描 述，是 所 有 用 户 的 公 共 数 据 视 图。模 式 描 述 的 是 数 据 的 全 局 逻 辑 结 构。外 模 式 涉 及 的 是 数 据 的 局 部 逻 辑 结 构，通 常 是 模 式 的 子 集。内 模 式，亦 称 存 储 模 式，是 数 据 在 数 据 库 系 统 内 部 的 表 示，即 对 数 据 的 物 理 结 构 和 存 储 方 式 的 描 述。DDL：数 据 定 义 语 言，用 来 定 义 数 据 库 模 式、外 模 式、内 模 式 的 语 言。DML：数 据 操 纵 语 言，用 来 对 数 据 库 中 的 数 据 进 行 查 询、插 入、删 除 和 修 改 的 语 句。22.什 么 叫 数 据 与 程 序 的 物 理 独 立 性？什 么 叫 数 据 与 程 序 的 逻 辑 独 立 性？为 什 么 数 据 库 系 统 具 有 数 据 与 程 序 的 独 立 性？答：数 据 与 程 序 的 逻 辑 独 立 性：当 模 式 改 变 时（例 如 增 加 新 的 关 系、新 的 属 性、改 变 属 性 的 数据 类 型 等），由 数 据 库 管 理 员 对 各 个 外 模 式/模 式 的 映 像 做 相 应 改 变，可 以 使 外 模 式 保 持 不 变。应 用 程 序 是 依 据 数 据 的 外 模 式 编 写 的，从 而 应 用 程 序 不 必 修 改，保 证 了 数 据 与 程 序 的 逻 辑 独 立 性，简 称 数 据 的 逻 辑 独 立 性。数 据 与 程 序 的 物 理 独 立 性：当 数 据 库 的 存 储 结 构 改 变 了，由 数 据 库 管 理 员 对 模 式/内 模 式 映 像 做 相 应 改 变，可 以 使 模 式 保 持 不 变，从 而 应 用 程 序 也 不 必 改 变，保 证 了 数 据 与 程 序 的 物 理 独 立 性，简 称 数 据 的 物 理 独 立 性。数 据 库 管 理 系 统 在 三 级 模 式 之 间 提 供 的 两 层 映 像 保 证 了 数 据 库 系 统 中 的 数 据 能 够 具 有 较 高 的 逻 辑 独 立 性 和 物 理 独 立 性。23.试 述 数 据 库 系 统 的 组 成。答：数 据 库 系 统 一 般 由 数 据 库、数 据 库 管 理 系 统（及 其 开 发 工 具）、应 用 系 统、数 据 库 管 理 员 和 用 户 构 成。24.D B A 的 职 责 是 什 么？答：负 责 全 面 地 管 理 和 控 制 数 据 库 系 统。具 体 职 责 包 括：决 定 数 据 库 的 信 息 内 容 和 结 构；决 定 数 据 库 的 存 储 结 构 和 存 取 策 略；定 义 数 据 的 安 全 性 要 求 和 完 整 性 约 束 条 件；监 督 和 控 制 数 据 库 的 使 用 和 运 行；改 进 和 重 组 数 据 库 系 统。25.系 统 分 析 员、数 据 库 设 计 人 员、应 用 程 序 员 的 职 责 是 什 么？答 系 统 分 析 员 负 责 应 用 系 统 的 需 求 分 析 和 规 范 说 明，系 统 分 析 员 要 和 用 户 及 D B A 相 结 合，确 定 系 统 的 硬 件、软 件 配 置，并 参 与 数 据 库 系 统 的 概 要 设 计。数 据 库 设 计 人 员 负 责 数 据 库 中 数 据 的 确 定、数 据 库 各 级 模 式 的 设 计。数 据 库 设 计 人 员 必 须 参 加 用 户 需 求 调 查 和 系 统 分 析，然 后 进 行 数 据 库 设 计。在 很 多 情 况 下，数 据 库 设 计 人 员 就 由 数 据 库 管 理 员 担 任。应 用 程 序 员 负 责 设 计 和 编 写 应 用 系 统 的 程 序 模 块，并 进 行 调 试 和 安 装。第 2 章 关 系 数 据 库 1.试 述 关 系 模 型 的 三 个 组 成 部 分。答：关 系 模 型 由 关 系 数 据 结 构、关 系 操 作 集 合 和 关 系 完 整 性 约 束 三 部 分 组 成。2.试 述 关 系 数 据 语 言 的 特 点 和 分 类。答：关 系 数 据 语 言 可 以 分 为 三 类：关 系 代 数 语 言。关 系 演 算 语 言：元 组 关 系 演 算 语 言 和 域 关 系 演 算 语 言。SQL：具 有 关 系 代 数 和 关 系 演 算 双 重 特 点 的 语 言。这 些 关 系 数 据 语 言 的 共 同 特 点 是，语 言 具 有 完 备 的 表 达 能 力，是 非 过 程 化 的 集 合 操 作语 言，功 能 强，能 够 嵌 入 高 级 语 言 中 使 用。4.试 述 关 系 模 型 的 完 整 性 规 则。在 参 照 完 整 性 中，为 什 么 外 部 码 属 性 的 值 也 可 以 为 空？什 么 情 况 下 才 可 以 为 空？答：实 体 完 整 性 规 则 是 指 若 属 性 A 是 基 本 关 系 R 的 主 属 性，则 属 性 A 不 能 取 空 值。若 属 性(或 属 性 组)F 是 基 本 关 系 R 的 外 码，它 与 基 本 关 系 S 的 主 码 K s相 对 应(基 本 关 系 R和 S 不 一 定 是 不 同 的 关 系)，则 对 于 R 中 每 个 元 组 在 F 上 的 值 必 须 为：或 者 取 空 值(F 的 每 个 属 性 值 均 为 空 值)；或 者 等 于 S 中 某 个 元 组 的 主 码 值。即 属 性 F 本 身 不 是 主 属 性，则 可 以 取 空 值，否 则 不 能 取 空 值。5.设 有 一 个 SP J数 据 库，包 括 S,P,J,S P J四 个 关 系 模 式：1)求 供 应 工 程 J 1零 件 的 供 应 商 号 码 SNO：J i Sno(o Sno=JI(S P J)2)求 供 应 工 程 J 1零 件 P l的 供 应 商 号 码 SNO：it Sno(o Sno=JI APno=P l(SPJ)3)求 供 应 工 程 J I零 件 为 红 色 的 供 应 商 号 码 SNO：n Sno(o Pno=P l(。C O L O R=红(P)S P J)4)求 没 有 使 用 天 津 供 应 商 生 产 的 红 色 零 件 的 工 程 号 JNO：J t Jno(SPJ)-n JNO(o c ity=天 津,A C o lo r=红(S S P J P)5)求 至 少 用 了 供 应 商 S I所 供 应 的 全 部 零 件 的 工 程 号 JNO：n jn o,Pno(SPJ)+n Pno(。Sno=SI(SP J)6.试 述 等 值 连 接 与 自 然 连 接 的 区 别 和 联 系。答：连 接 运 算 符 是“=”的 连 接 运 算 称 为 等 值 连 接。它 是 从 关 系 R 与 S 的 广 义 笛 卡 尔 积 中 选 取 A,B 属 性 值 相 等