数据库原理之数据库概论课后习题及答案.docx
《数据库原理之数据库概论课后习题及答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数据库原理之数据库概论课后习题及答案.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![数据库原理之数据库概论课后习题及答案.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-12/7/59fbc06e-d3ef-4d91-9db9-27b524cfaa09/59fbc06e-d3ef-4d91-9db9-27b524cfaa091.gif)
数据库原理之数据库概论课后习题及答案
数据库原理之数据库概论课后习题及答案
1.1名词解释
(1)DB:
即数据库(Database),是统一管理的相关数据的集合。
DB能为各种用户共享,具有最小冗余度,数据间联系密切,而又有较高的数据独立性。
(2)DBMS:
即数据库管理系统(DatabaseManagementSystem),是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,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。
DBMS总是基于某种数据模型,可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型DBMS。
(3)DBS:
即数据库系统(DatabaseSystem),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软件、硬件和数据资源组成的系统,即采用了数据库技术的计算机系统。
(4)1:
1联系:
如果实体集E1中的每个实体最多只能和实体集E2中的一个实体有联系,反之亦然,那么实体集E1对E2的联系称为“一对一联系”,记为“1:
1”。
(5)1:
N联系:
如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个(零个或多个)实体有联系,而E2中每个实体至多和E1中的一个实体有联系,那么E1对E2的联系是“一对多联系”,记为“1:
N”。
(6)M:
N联系:
如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个(零个或多个)实体有联系,反之亦然,那么E1对E2的联系是“多对多联系”,记为“M:
N”。
(7)数据模型:
模型是对现实世界的抽象。
在数据库技术中,表示实体类型及实体类型间联系的模型称为“数据模型”。
它可分为两种类型:
概念数据模型和结构数据模型。
(8)概念数据模型:
是独门于计算机系统的模型,完全不涉及信息在系统中的表示,只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构。
(9)结构数据模型:
是直接面向数据库的逻辑结构,是现实世界的第二层抽象。
这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统,所以称为“结构数据模型”。
结构数据模型应包含:
数据结构、数据操作、数据完整性约束三部分。
它主要有:
层次、网状、关系三种模型。
(10)层次模型:
用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。
(11)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。
(12)关系模型:
是目前最流行的数据库模型。
其主要特征是用二维表格结构表达实体集,用外鍵表示实体间联系。
关系模型是由若干个关系模式组成的集合。
(13)概念模式:
是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。
它由若干个概念记录类型组成。
概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。
三级模式与二级映像
(14)外模式:
是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。
(15)内模式:
是数据库在物理存储方面的描述,定义所有的内部记录类型、索引和文件的组成方式,以及数据控制方面的细节。
(16)模式/内模式映象:
这个映象存在于概念级和内部级之间,用于定义概念模式和内模式间的对应性,即概念记录和内部记录间的对应性。
此映象一般在内模式中描述。
(17)外模式/模式映象:
这人映象存在于外部级和概念级之间,用于定义外模式和概念模式间的对应性,即外部记录和内部记录间的对应性。
此映象都是在外模式中描述。
(18)数据独立性:
在数据库技术中,数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立,不受影响。
数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立性两级。
(19)物理数据独立性:
如果数据库的内模式要进行修改,即数据库的存储设备和存储方法有所变化,那么模式/内模式映象也要进行相应的修改,使概念模式尽可能保持不变。
也就是对模式的修改尽量不影响概念模式。
(20)逻辑数据独立性:
如果数据库的概念模式要进行修改(如增加记录类型或增加数据项),那么外模式/模式映象也要进行相应的修改,使外模式尽可能保持不变。
也就是对概念模式的修改尽量不影响外模式和应用程序。
(21)宿主语言:
在数据库技术中,编写应用程序的语言仍然是一些高级程序设计语言,这些语言称为宿主语言(hostlanguage),简称主语言。
(22)DDL:
数据定义语言(DataDefinitionLanguage),用于定义数据库的三级结构,包括外模式、概念模式、内模式及其相互之间的映象,定义数据的完整性、安全控制等约束。
(23)DML:
数据操纵语言(DataManipulationLanguage),由DBMS提供,用于让用户或程序员使用,实现对数据库中数据的操作。
DML分成交互型DML和嵌入型DML两类。
依据语言的级别,DML又可分成过程性DML和非过程性DML两种。
(24)交互型DML:
如果DML自成系统,可在终端上直接对数据库进行操作,这种DML称为交互型DML。
(25)嵌入型DML:
如果DML嵌入在主语言中使用,此时主语言是经过扩充能处理DML语句的语言,这种DML称为嵌入型DML。
(26)过程性DML:
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”(怎么获得数据)。
层状、网状的DML属于过程性语言。
(27)非过程性DML:
用户编程时,只需要指出“做什么”,不需要指出“怎么做”。
Notice:
以上关于DML的各个概念单独出现时,首先要解释DML的含义。
(28)DD:
数据字典(DataDictionary),数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典。
对数据库的操作都要通过访问DD才能实现。
(29)DD系统:
管理DD的实用程序称为“DD系统”。
1.2文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷?
试举例说明。
文件系统有三个缺陷:
(1)数据冗余性(redundancy)。
由于文件之间缺乏联系,造成每个应用程序都有对应的文件,有可能同样的数据在多个文件中重复存储。
(2)数据不一致性(inconsistency)。
这往往是由数据冗余造成的,在进行更新操作时,稍不谨慎,就可能使同样的数据在不同的文件中不一样。
(3)数据联系弱(poordatarelationship)。
这是由文件之间相互独立,缺乏联系造成的。
1.3数据库阶段的数据管理有些什么特点?
(1)采用复杂的数据模型表示数据结构
(2)有较高的数据独立性(数据结构分成用户的逻辑结构、整体逻辑结构和物理结构三级)(3)数据库系统为用户提供方便的用户接口,可以使用查询语言、终端命令或程序方式操作数据,也可以用程序方式操作数据库。
(4)系统提供了四个方面的数据控制功能:
数据库的恢复、并发控制、数据完整性和数据安全性,以保证数据库中数据是安全的、正确的和可靠的。
(5)对数据的操作不一定以记录为单位,还可以数据项为单位,增加了系统的灵活性。
1.4你怎样理解实体、属性、记录、字段这些概念的类型和值的差别?
试举例说明。
实体(entity):
是指客观存在可以相互区别的事物。
实体可以是具体的对象,如:
一个学生,一辆汽车等;也可以是抽象的事件,如:
一次借书、一场足球赛等。
属性(attribute):
实体有很多特性,每一个特性称为属性。
每个属性有一个值域,其类型可以是整数型、实数型、字符串型。
比如,学生(实体)有学号、姓名、年龄、性别等属性,相应值域为字符、字符串、整数和字符串型。
字段(field):
标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。
它是可以命名的最小信息单位,所以又称为数据元素或初等项。
字段的命名往往和属性名相同,比如,学生有学号、姓名、年龄、性别等字段。
记录(record):
字段的有序集合称为记录。
一般用一个记录描述一个实体,所以记录又可以定义为能完整地描述一个实体的字段集。
如:
一个学生记录,由有序的字段集(学号、姓名、年龄、性别等)组成。
1.5逻辑记录与物理记录,逻辑文件与物理文件有些什么联系和区别?
联系:
(1)逻辑记录与物理记录都是记录,是字段的有序集合;
(2)逻辑文件与物理文件都是文件,是同一类记录的汇集。
区别:
(1)逻辑记录与逻辑文件是逻辑数据描述,物理记录与物理文件是物理数据描述。
(2)物理数据描述是指数据在存储设备上的存储方式,物理记录、物理文件(还有物理联系、物理结构等术语),都是用来描述实际存储设备上的数据。
(3)逻辑数据描述是指程序员或用户用以操作的数据形式,是抽象的概念化数据。
逻辑记录、逻辑文件(还有逻辑联系、逻辑结构等术语),都是用户观点的数据描述。
1.6为某百货公司设计一个ER模型。
百货管辖若干个连锁商店,每家商店经营若干商品,每家商店有若干职工,但每个职工只能服务于一家商店。
实体类型“商店”的属性有:
商店编号,店名,店址,店经理。
实体类型“商品”的属性有:
商品编号,商品名,单价,产地。
实体类型“职工”的属性有:
职工编号,职工名,性别,工资。
在联系中应反映出职工参加某商店工作的开始时间,商店销售商品的月销售量。
试画出反映商店、商品、职工实体类型及联系类型的ER图,并将其转换成关系模式集。
实体:
商店(商店编号,店名,店址,店经理)
商品(商品编号,商品名,单价,产地)
职工(职工编号,职工名,性别,工资)
联系:
SC(商店—商品之间1:
N的联系,联系属性为“职工参加商店工作的开始时间”。
SE(商店—职工之间1:
N的联系),联系属性为“月销售量”。
ER图:
关系模式集:
商店模式(商店编号,店名,店址,店经理)
商品模式(商品编号,商品名,单价,产地,商店编号,月销售量)职工模式(职工编号,职工名,性别,工资,商店编号,开始时间)
1.7试述ER模型、层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型的主要特点。
ER模型的主要特点:
(1)优点:
接近于人的思维,容易理解;与计算机无关,用户容易接受。
(2)缺点:
只能说明实体间语义的联系,不能进一步说明详细的数据结构。
层次模型的特点:
(1)优点:
记录之间的联系通过指针实现,查询效率较高。
(2)缺点:
只能表示1:
N联系,实现M:
N结构较复杂;由于层次顺序的严格和复杂,引起数据的查询和更新操作也很复杂。
网状模型的特点:
(1)优点:
记录之间联系通过指针实现,M:
N联系也容易实现(每个M:
N联系可拆成两个1:
N联系),查询效率较高。
(2)缺点:
编写应用程序比较复杂,程序员必须熟悉数据库的逻辑结构。
关系模型的特点:
用关鍵码而不是用指针导航数据,表格简单,用户易懂,编程时并不涉及存储结构、访问技术等细节。
1.8试述概念模式在数据库结构中的重要地位。
概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。
它由若干个概念记录类型组成。
概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。
数据按外模式的描述提供给用户,按内模式的描述存储在磁盘中,而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点,并使得两级的任何一级的改变都不受另一级的牵制。
1.9数据独立性与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与数据之间相互独立,不受影响。
数据联系是指同一记录内部各字段间的联系,以及记录之间的联系。
.10试述DBMS在用户访问数据库过程中所起的作用.
用户对数据库进行操作,DBMS把操作从应用程序带到外部级、概念级、再导向内部级,进而操作存储器中的数据。
(结合P22“用户访问数据的过程”来理解)
1.11试述DBMS的主要功能。
DBMS的主要功能有:
(1)数据库的定义功能
(2)数据库的操纵功能(3)数据库的保护功能(4)数据库的存储管理(5)数据库的维护功能(6)数据字典
1.12试叙DBMS对数据库的保护功能。
DBMS对数据库的保护主要通过四个方面实现:
(1)数据库的恢复。
(2)数据库的并发控制。
(3)数据库的完整性控制。
(4)数据库的安全性控制。
1.13试叙DBMS对数据库的维护功能。
DBMS中有一些程序提供给数据库管理员运行数据库系统时使用,这些程序起着数据库维护的功能。
主要有四个实用程序:
(1)数据装载程序(loading)
(2)备份程序(backup)(3)文件重组织程序(4)性能监控程序
1.14从模块结构看,DBMS由哪些部分组成?
从模块结构看,DBMS由两大部分组成:
查询处理器和存储管理器
(1)查询处理器有四个主要成分:
DDL编译器,DML编译器,嵌入型DML的预编译器,查询运行核心程序
(2)存储管理器有四个主要成分:
授权和完整性管理器,事务管理器,文件管理器,缓冲区管理器(以上几题具体可参照书上p20-21)
1.15DBS由哪几个部分组成?
DBS由四部分组成:
数据库、硬件、软件、数据库管理员。
1.16什么样的人是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人,负责DBS的正常运行。
DBA可以是一个人,在大型系统中也可以是由几个人组成的小组。
DBA承担创建、监控和维护整个数据库结构的责任。
DBA应具有下列素质:
(1)熟悉企业全部数据的性质和用途;
(2)对用户的需求有充分的了解;(3)对系统的性能非常熟悉,DBA的主要职责有五点:
(1)概念模式定义
(2)内模式定义(3)根据要求修改数据库的概念模式和内模式(4)对数据库访问的授权(5)完整性约束的说明
.17试对DBS的全局结构作详细解释。
参照教材p24-25。
1.18使用DBS的用户有哪几类?
使用DBS的用户有四类:
1)DBA2)专业用户3)应用程序员4)最终用户
1.19DBMS的查询处理器有哪些功能?
DBMS的查询处理器可分成四个成分:
1)DML编译器2)嵌入型DML的预编译器3)DDL编译器4)查询运行核心程序(各成分功能参照P24)
1.20DBMS的存储处理器有哪些功能?
DBMS的存储处理器提供了应用程序访问数据库中数据的界面,可分成四个成分:
1)授权和完整性管理器2)事务管理器3)文件管理器4)缓冲区管理器(各成分功能参照P25)
1.21磁盘存储器中有哪四类主要的数据结构?
数据文件:
存储了数据库中的数据;数据字典(DD):
存储三级结构的描述;索引文件:
为提高查询速度而设置的逻辑排序手段;统计数据组织:
存储DBS运行时统计分析数据。
2.1名词解释
(1)关系模型:
用二维表格结构表示实体集,外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。
(2)关系模式:
关系模式实际上就是记录类型。
它的定义包括:
模式名,属性名,值域名以及模式的主键。
关系模式不涉及到物理存储方面的描述,仅仅是对数据特性的描述。
(3)关系实例:
元组的集合称为关系和实例,一个关系即一张二维表格。
(4)属性:
实体的一个特征。
在关系模型中,字段称为属性。
(5)域:
在关系中,每一个属性都有一个取值范围,称为属性的值域,简称域。
(6)元组:
在关系中,记录称为元组。
元组对应表中的一行;表示一个实体。
(7)超键:
在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。
(8)候选键:
不含有多余属性的超键称为候选键。
(9)主键:
用户选作元组标识的一个候选键为主键。
(单独出现,要先解释“候选键”)
(10)外键:
某个关系的主键相应的属性在另一关系中出现,此时该主键在就是另一关系的外键,如有两个关系S和SC,其中S#是关系S的主键,相应的属性S#在关系SC中也出现,此时S#就是关系SC的外键。
(11)实体完整性规则:
这条规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。
如果出现空值,那么主键值就起不了唯一标识元组的作用。
(12)参照完整性规则:
这条规则要求“不引用不存在的实体”。
其形式定义如下:
如果属性集K是关系模式R1的主键,K也是关系模式R2的外键,那么R2的关系中,K的取值只允许有两种可能,或者为空值,或者等于R1关系中某个主键值。
这条规则在使用时有三点应注意:
1)外键和相应的主键可以不同名,只要定义在相同值域上即可。
2)R1和R2也可以是同一个关系模式,表示了属性之间的联系。
3)外键值是否允许空应视具体问题而定。
(13)过程性语言:
在编程时必须给出获得结果的操作步骤,即“干什么”和“怎么干”。
如Pascal和C语言等。
(14)非过程性语言:
编程时只须指出需要什么信息,不必给出具体的操作步骤。
各种关系查询语言均属于非过程性语言。
(15)无限关系:
当一个关系中存在无穷多个元组时,此关系为无限关系。
如元组表达式{t|┐R(t)}表示所有不在关系R中的元组的集合,这是一个无限关系。
(16)无穷验证:
在验证公式时需对无穷多个元组进行验证就是无穷验证。
如验证公式(u)(P(u))的真假时需对所有的元组u进行验证,这是一个无穷验证的问题。
2.2为什么关系中的元组没有先后顺序?
因为关系是一个元组的集合,而元组在集合中的顺序无关紧要。
因此不考虑元组间的顺序,即没有行序。
2.3为什么关系中不允许有重复元组?
因为关系是一个元组的集合,而集合中的元素不允许重复出现,因此在关系模型中对关系作了限制,关系中的元组不能重复,可以用键来标识唯一的元组。
2.4关系与普通的表格、文件有什么区别?
关系是一种规范化了的二维表格,在关系模型中,对关系作了下列规范性限制:
1)关系中每一个属性值都是不可分解的。
2)关系中不允许出现相同的元组(没有重复元组)。
3)由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序,即没有行序。
4)元组中,属性在理论上也是无序的,但在使用时按习惯考虑列的顺序。
2.5笛卡尔积、等值联接、自然联接三者之间有什么区别?
笛卡尔积对两个关系R和S进行乘操作,产生的关系中元组个数为两个关系中元组个数之积。
等值联接则是在笛卡尔积的结果上再进行选择操作,从关系R和S的笛卡儿积中选择对应属性值相等的元组;自然连接则是在等值联接(以所有公共属性值相等为条件)的基础上再行投影操作,并去掉重复的公共属性列。
当两个关系没有公共属性时,自然连接就转化我笛卡尔积。
数据库原理之关系数据库SQL语言课后习题及答案
3.1名词解释
(1)SQL模式:
SQL模式是表和授权的静态定义。
一个SQL模式定义为基本表的集合。
一个由模式名和模式拥有者的用户名或账号来确定,并包含模式中每一个元素(基本表、视图、索引等)的定义。
(2)SQL数据库:
SQL(StructuredQueryLanguage),即„结构式查询语言‟,采用英语单词表示和结构式的语法规则。
一个SQL数据库是表的汇集,它用一个或多个SQL模式定义。
(3)基本表:
在SQL中,把传统的关系模型中的关系模式称为基本表(BaseTable)。
基本表是实际存储在数据库中的表,对应一个关系。
(4)存储文件:
在SQL中,把传统的关系模型中的存储模式称为存储文件(StoredFile)。
每个存储文件与外部存储器上一个物理文件对应。
(5)视图:
在SQL中,把传统的关系模型中的子模式称为视图(View),视图是从若干基本表和(或)其他视图构造出来的表。
(6)行:
在SQL中,把传统的关系模型中的元组称为行(row)。
(7)列:
在SQL中,把传统的关系模型中的属性称为列(coloumn)。
(8)实表:
基本表被称为“实表”,它是实际存放在数据库中的表。
(9)虚表:
视图被称为“虚表”,创建一个视图时,只把视图的定义存储在数据词典中,而不存储视图所对应的数据。
(10)相关子查询:
在嵌套查询中出现的符合以下特征的子查询:
子查询中查询条件依赖于外层查询中的某个值,所以子查询的处理不只一次,要反复求值,以供外层查询使用。
(11)联接查询:
查询时先对表进行笛卡尔积操作,然后再做等值联接、选择、投影等操作。
联接查询的效率比嵌套查询低。
(12)交互式SQL:
在终端交互方式下使用的SQL语言称为交互式SQL。
(13)嵌入式SQL:
嵌入在高级语言的程序中使用的SQL语言称为嵌入式SQL。
(14)共享变量:
SQL和宿主语言的接口。
共享变量有宿主语言程序定义,再用SQL的DECLARE语句说明,SQL语句就可引用这些变量传递数据库信息。
(15)游标:
游标是与某一查询结果相联系的符号名,用于把集合操作转换成单记录处理方式。
(16)卷游标:
为了克服游标在推进时不能返回的不便,SQL2提供了卷游标技术。
卷游标在推进时不但能沿查询结果中元组顺序从头到尾一行行推进,也能一行行返回。
3.10预处理方式对于嵌入式SQL的实现有什么重要意义?
预处理方式是先用预处理程序对源程序进行扫描,识别出SQL语句,并处理成宿主语言的函数调用形式;然后再用宿主语言的编译程序把源程序编译成目标程序。
这样,不用扩充宿主语言的编译程序,就能处理SQL语句。
3.11在宿主语言的程序中使用SQL语句有哪些规定?
在宿主语言的程序中使用SLQ语句有以下规定:
(1)在程序中要区分SQL语句与宿主语言语句
(2)允许嵌入的SQL语句引用宿主语言的程序变量(称为共享变量),但有两条规定:
1)引用时,这些变量前必须加“:
”作为前缀标识,以示与数据库中变量有区别。
2)这些变量由宿主语言的程序定义,并用SQL的DECLARE语句说明。
(3)SQL的集合处理方式与宿主语言单记录处理方式之间要协调。
需要采用游标机制,把集合操作转换成单记录处理方式。
3.12SQL的集合处理方式与宿主语言单记录处理方式之间如何协调?
由于SQL语句处理的是记录集合,而宿主语言语句一次只能处理一个记录,因此需要用游标(cousor)机制,把集合操作转换成单记录处理方式。
2.13嵌入式SQL语句何时不必涉及到游标?
何时必须涉及到游标?
(1)INSERT、DELETE、UPDATE语句,查询结果肯定是单元组时的SELECT语句,都可直接嵌入在主程序中使用,不必涉及到游标。
(2)当SELECT语句查询结果是多个元组时,此时宿主语言程序无法使用,一定要用游标机制把多个元组一次一个地传送给宿主语言处理。
数据库原理之关系数据库的模式设计课后习题及答案
4.1名词解释
(1)函数依赖:
FD(functiondependency),设有关系模式R(U),X,Y是U的子集,r是R的任一具体关系,如果对r的任意两个元组t1,t2,由t1[X]=t2[X]导致t1[Y]=t2[Y],则称X函数决定Y,或Y函数依赖于X,记为X→Y。
X→Y为模式R的一个函数依赖。
(2)函数依赖的逻辑蕴涵:
设F是关系模式R的一个函数依赖集,X,Y是R的属性子集,如果从F中的函数依赖能够推出X→Y,则称F逻辑蕴涵X→Y,记为F|=X→Y。
(3)部分函数依赖:
即局部依赖,对于一个函数依赖W→A,如果存在XW(X包含于W)有X→A成立,那么称W→A是局部依赖,否则称W→A为完全依赖。
(4)完全函数依赖:
见上。
(5)传递依赖:
在关系模式中,如果Y→X,X→A,且XY(X不决定Y),AX(A不属于X),那么称Y→A是传递依赖。
(6)函数依赖集F的闭包F+:
被逻辑蕴涵的函数依赖的全体构成的集合,称为F的闭包(closure),记为F+。
(7)1NF:
第一范式。
如果关系模式R的所有属性的值域中每一个值都是不可再分解的值,则称R是属于第一范式模式。
如果某个数据库模