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数据库原理与技术-习题答案.docx
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习题 1
1. 数据与信息有何区别?有何联系?
数据的概念:数字、文字、图画、声音和活动图象
信息的概念:信息是对人有用的数据
〔1〕数据与信息的区别:
数据包含信息
数据处理之后产生结果为信息
信息具有相对性,时效性
〔2〕数据与信息的联系:
信息是客观事物属性的反映。是经过加工处理并对人类客观行为产生影响的数据表现形
式。 数据是反映客观事物属性的记录,是信息的具体表现形式。数据经过加工处理之后,
成为信息。而信息必须通过数据才能传播,才能对人类有影响。
2.简述数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
〔1〕数据库〔 DataBase ,简称 DB ) :数据库是长期储存在计算机的、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。
〔2〕数据库管理系统〔 DataBase Management sytem ,简称 DBMs ) :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。 DBMS 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。DBMS 是一个大型的复杂的软件系统,是计算机中的根底软件。
目前,专门研制 DBMS 的厂商与其研制的 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和 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。
〔3〕数据库系统〔 DataBaseSystem ,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〔与其开发工具〕、应用系统、数据
库管理员构成。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局部。但是
在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
3.数据管理技术经历了哪几个阶段?各阶段的主要特点是什么?
〔1〕人工管理阶段。
特点:
数据的管理者:人
数据面向的对象:某一应用程序
数据的共享程度:无共享,冗余度极大
数据的独立性:不独立,完全依赖于程序
数据的结构化:无结构
数据控制能力:应用程序自己控制
〔2〕文件系统阶段。
特点:
数据的管理者:文件系统
数据面向的对象:某一应用程序
数据的共享程度:共享性差,冗余度大
数据的独立性:独立性差
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数据的结构化:记录有结构,整体无结构
数据控制能力:应用程序自己控制
〔3〕数据库系统阶段。
特点:
数据的管理者:数据库管理系统
数据面向的对象:整个应用系统
数据的共享程度:共享性高,冗余度小
数据的独立性:具有高度的物理独立性和逻辑独立性
数据的结构化:整体结构化,用数据模型描述
数据控制能力: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
4.文件系统与数据库系统有什么本质的区别?
文件系统把数据组织成相互独立的数据文件,实现了记录的结构性,但整体无结构;而
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。
5.简述数据库系统的特点。
数据库系统的主要特点有:
〔1〕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。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〕,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,如一个完整的服装订单记录。
〔2〕数据的共享性高,冗余度低,易扩大,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程序共享使用,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
防止数据之间的不相容性与不一致性。
〔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。DBMS 提供了统一的数据控制功
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。DBMS 数据控制
功能包括四个方面:数据的安全性保护;数据的完整性检查;并发控制;数据库恢复。
6.简述数据库管理系统的主要功能。
〔1〕数据库定义功能:提供数据定义语言(Data Definition Language,DDL),让用户能够方
便地定义数据库的逻辑结构、存储结构和存取路径,描述对数据的完整性和安全性等要求;
〔2〕数据存取功能:提供数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML),在保证数据
的完整性和安全性根底上,方便、高效地实现数据的查找、插入、修改和删除等操作;
〔3〕数据组织与存储功能:提供数据在外围存储设备上的物理组织和存储方式;
〔4〕事务运行管理功能:提供事务运行管理与运行日志,事务运行的安全性监控和数据完
整性检查,事务的并发控制与系统恢复等功能;
〔5〕数据库建立维护功能:提供了数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组
和性能监控等维护工具软件,用于提高系统运行效率;
〔6〕通信接口:提供与其他类型数据库系统或软件之间的格式转换和网络通信功能,实现
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异构数据库互访和互操作。
7.简述数据库系统的三级模式结构。这种结构的优点是什么?如何实现模式间的转换?
〔1〕数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和模式组成。〔参见书上图 1 . 29 )
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。外模式涉与的是数据的局部
逻辑结构,通常是模式的子集。模式,亦称存储模式,是数据在数据库系统部的表示,即对
数据的物理结构和存储方式的描述。
〔2〕特点: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
DBMS 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。
〔3〕为了能够在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/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。
8.什么是数据独立性?为什么数据库系统具有数据独立性?
数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。数据与程序的逻辑独立性表现
在当模式改变时〔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表现在当数据库的存储结构改变了,由数据库管理员对模
式/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。
9.简述数据库系统的组成。
数据库系统一般由数据库、数据库管理系统〔与其开发工具〕、应用系统、数据库管理员
和用户构成。
10.数据库管理员、系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责分别是什么?
数据库管理员:负责全面地管理和控制数据库系统。具体职责包括: ① 决定数据库的
信息容和结构; ② 决定数据库的存储结构和存取策略; ③ 定义数据的安全性要求和完整
性约束条件; ④ 监视和控制数据库的使用和运行; ⑤ 改良和重组数据库系统。
系统分析员:负责系统的需求分析和规说明,需要与用户以与数据库管理员相结合,确
定系统的硬件软件配置,并参与数据库系统的概要设计。
数据库设计员:负责数据库中数据确实定以与数据库各级模式的设计。
应用程序员:负责设计和编写应用系统的程序模块,并进展调试和安装。
11.观察和分析一个实际的数据库管理系统。它支持三级模式结构吗?两层之间的映像是如
何定义的?是否有完整性和安全性机制?是否具有分布式处理功能?有哪些特色功能?
12.〔1990 年高级程序员考试试题〕从以下关于数据库系统特点的表达中选出 5 条正确的
表达。 ②④⑤⑦⑨
① 数据库防止了一切数据重复。
② 数据库减少了数据冗余。
③ 各类用户程序均可随意地使用数据库中的各种数据。
④ 用户程序按所对应的子模式使用数据库中的数据。
⑤ 数据库数据可经 DBA 认可的各用户所共享。
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