数据库系统概论第五版习题解析与实验指导

所需积分/C币:50 2019-02-27 19:22:48 44.81MB PDF
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数据库系统概论第五版习题解析与实验指导,内容有详细的重点指导
录Ⅲ 奠基人………………………250B.2TPC简介… 256 附录B数据库基准测试TPC-C和 B 3 TPC-C 257 TPC-H…………………………………255 B.4TPC-H……………………………263 B.1数据库基准的发展历史 255 参考文献……………… 277 第一部分 基本知识点与习题解析 《数据库系统概论》(第5版)(以下简称《概论》)是计算机类专业、信息管理与信息 系统专业和其他相关专业的大学本科教材,常常是学生学习数据库课程的第一本书。本 书是《概论》教材的配套辅导书,因此,应该在学习《概论》教材的同时阅读本书。 第一部分讲解《概论》第1章~第11章的基本知识点,对各章的习题进行解析,并增 加了补充习题及其解答。 本书对所涉及的知识点进行了大致的分类:需要了解的、需要牢固掌握的和需要举 反三的。此外,还给出了每一章的难点。 对部分习题的解析是为了帮助读者更好地理解习题所涉及的基本概念和解题的方 法步骤。 第1章 绪论 由于读者刚刚步入数据库技术的新领域,刚刚开始学习《数据库系统概论》(以下简称 《概论》)这本书,为了给读者一个“什么是数据库”的大致概念,在《概论》书第1章中概要介 绍了什么是数据库、数据库的优点、数据库的若干最基本的概念,使读者明白为什么要学习数 据库技术、为什么要使用数据库系统,以及《概论》书中讲解的主要内容。 1基本知识点 本章阐述了数据库的基本概念,介绍了数据管理技术的进展、数据库技术产生和发展的 背景,数据库系统的组成。 学习本章的重点在于将注意力放在基本概念和基本知识的把握方面,从而为以后各个章 节的学习打下扎实的基础 读者在刚学习本章时有些概念可能比较抽象,不太容易理解,可以通过具体实例尽可能 地把握其核心思想,在以后各个章节的学习中,更深入地理解这些概念并真正掌握它们。 本章的内容较多,为了使读者在学习的过程中具有更好的针对性,对所涉及的知识点进 行如下的分类: ①需要了解的:了解数据管理技术的产生和发展过程、数据库系统的优点、层次数据模 型及网状数据模型的基本概念、数据库系统的组成、数据库管理员(DBA)的职责等。 这部分内容有的是知识性的。例如,数据管理技术的产生和发展的历史过程。读者了解数 据库技术发展的脉络将有助于了解数据库系统的优点,了解数据库系统和文件系统的区别。 这部分内容有的是技术性和概念性的。例如,层次数据模型及网状数据模型的基本概 念。由于当前最常用的是关系数据库系统,《概论》的重点也就放在关系数据库系统技术的 讨论上面。我们把层次和网状数据库的内容加以精简和压缩后放在第1章介绍。 这两类系统虽然有它们的缺点,但是执行效率高是它们的显著优点。 ②需要牢固掌握的:掌握概念模型的基夲概念、关系数据模型的相关概念、数据库系统 三级模式和两级映像的体系结构、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等 4第一部分基本知识点与习题解析 ③难点:本章的难点是读者在短时间内学习了数据库领域大量的基本概念,有些概念对 于刚刚学习数据库的读者来说会感到比较抽象,不容易理解。但不要紧,随着学习的逐渐推 进,在后续章节中,这些抽象的概念会变得清晰和具体起来。 此外,数据模型及数据库系统三级模式和两级映像的体系结构也是本章的难点 下面给出《概论》中一些习题的参考答案,同时对一些问题进行了解析,以便帮助读者理 解有关的概念和技术。 1.2习题解答和解析 1.试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。 答 有关的概念请阅读《概论》第4~6页,下面对概念做一些解析。 (1)关于数据的解析 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等。现在计算机能存储和处理的对象越来 越广泛,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,这点很重要。例如,500这个数字可以表示某物品的价格是 500元,还可以表示一袋奶粉重500克,等等。 数据库技术是管理数据的技术。数据是数据库管理的基本对象。因此应该首先要知道 什么是数据,知道数据有多种形式。 (2)关于数据库概念的解析 ①简单地讲,数据库的数据具有永久储存、有组织和可共享三个基本特点 ②数据模型是数据库的核心概念。每个数据库中的数据都是按照某一种数据模型来组 织、描述和存储的。 (3)关于数据库管理系统(DBMS)的概念解析 DBMS是一个大型复杂的软件系统,是计算机中的基础软件。目前,专门研制DBMS的 厂商及其研制的DBMS产品很多。著名的有美国IBM公司的DB2关系数据库管理系统、IMS 层次数据库管理系统;美国 Oracle公司的 Oracle关系数据库管理系统;美国微软公司的SQL Server关系数据库管理系统等。 主要的国产DBMS有北京人大金仓信息技术股份有限公司的金仓数据库管理系统King basees;武汉达梦公司的达梦数据库管理系统;神通公司的 Oscar数据库管理系统等 (4)关于数据库系统概念的解析 数据库系统是一个人-机系统,数据库是数据库系统的一个组成部分。数据库系统和数 据库是两个概念,但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 第1章绪论 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。 2.使用数据库系统有什么好处? 解析:使用数据库系统的好处很多,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。例如 ①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DBMS来完成。打一个通俗的 比喻,使用了DBMS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用户需求的理解、应用逻辑的设计,而不必为管理数据的许多复 杂细节操心。 ②当数据的逻辑结构需要改变时,由于数据库系统提供了数据与程序之间的独立性,而 数据逻辑结构的改变是DBA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。 ③使用数据库系统可以减轻DBA维护系统的负担。因为DBMS在数据库建立、运行和 维护时对数据库进行统一的管理和控制,包括数据的完整性和安全性控制,多用户并发控制, 故障恢复等都由DBMS执行。 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 为什么有这些好处,可以结合第5题数据库系统的特点来回答。 3.试述文件系统与数据库系统的区别和联系。 解析:文件系统与数据库系统的区别: ①文件系统的数据是面向某一应用的,文件的共享性差冗余度大,独立性差,文件的记 录虽然是有结构的,但是整体无结构。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,数据是某个应用的“私有资源”。 ②2数据库系统中的数据不再仅仅面向某一个应用,而是面向整个组织或企业。数据的 共享性高冗余度小,具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性,数据库中的数据用数据模 型组织和描述,由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力。 读者可以参考《概论》表1.1中的有关内容。 文件系统与数据库系统的联系 ①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。 ②文件系统是操作系统的重要组成部分,而DBMS是独立于操作系统的软件。我们不 能独立购买一个文件系统,但一般需要独立购买DBMS软件产品。DBMS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文件系统来实现的。因此, DBMS的实现与操作系统中的文件系统是紧密相关的。数据库实现的基础是文件,对数据库 的任何操作最终要转化为对文件的操作。所以在DBMS实现中数据库物理组织的基本问题 是如何利用或如何选择操作系统提供的基本的文件组织方法。这里就不具体展开了。读者 6第一部分基本知识点与习题解析 可以参考《概论》第12章数据库管理系统中的有关内容。第12章是DBMS实现技术的概 述,有兴趣的读者还可以进一步学习有关课程。 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。 解析:读者可以根据自己所使用的或了解到的实际应用来回答。例如 ①目前,许多手机上的小型应用都把数据存放在手机操作系统的文件中,如照片、短信 和微信等数据。一般来说,功能比较简单、比较固定的应用系统适合用文件系统。 ②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,都使用数据库系统。 例如,一个工厂的信息系统会包括多个子系统,如库存管理系统、物资采购系统、作业调度系 统、设备管理系统和人事管理系统等;再如学校的学生管理系统、人事管理系统、图书管理系 统等都适合用数据库系统。因此,数据库系统已经成为信息系统的基础和核心。 5.试述数据库系统的特点。 解析:数据库系统主要有以下4方面的特点。 ①数据结构化。数据库系统实现整体数据的结构化,这是数据库系统与文件系统的本 质区别。 注意这里“整体”两个字。在数据库系统中,数据不再仅仅针对某一个应用,而是面向全 组织,可以支持许多应用;不仅数据内部是结构化的,而且数据之间是具有联系的,整体是结 构化的。 ②数据的共享性高,冗余度低,易扩充。数据库的数据可以被多个用户、多个应用,用多 种不同的程序设计语言共享使用,而且容易增加新的应用,这就使得数据库系统易于扩充,称 之为“弹性大”。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“弹性大”是指应用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,或者只要做很少的修改。我们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。 所谓“独立性”即相互不依赖。数据独立性是指数据和程序相互不依赖。即数据的逻辑 结构或物理结构改变了,程序不会跟着改变。数据与程序的独立把数据的定义从程序中分离 出去,加上数据的存取又由DBMS负责,简化了应用程序的编制,大大减少了应用程序的维护 和修改 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 的数据控制功能,包括: 第1章绪论 ·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 定的约束条件; 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。 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数据库为中心 的新阶段。 6.DBMS的主要功能有哪些? 答 ①数据库定义功能; 数据组织、存储和管理功能 ③数据操纵功能; ④数据库的事务管理和运行管理; ⑤数据库的建立和维护功能; ⑥其他功能,如不同数据库之间的互访和互操作功能等。 7.什么是概念模型?试述概念模型的作用。 答: 概念模型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 参考《概论》第15~16页。 8.定义并解释概念模型中术语:实体、实体型、实体集、实体之间的联系。 答 实体:客观存在并可以相互区分的事物叫实体。 实体型: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。 实体之间的联系:包括实体(型)内部的联系和实体(型)之间的联系。实体内部的联系 通常是指组成实体的各属性之间的联系;实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。 实体之间的联系有一对一、一对多和多对多等多种类型 9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: 数据模型是数据库系统中最重要的概念之一。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。

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Tichen_H 挺不错的,内容挺全面
2020-12-08
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George(ง˃̀ꄃ˂́)۶ 第五版,不错
2020-11-11
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