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《数据库原理及应用》（第三版）钱雪忠李京主编课后参考答案数据库原理及应用（第三版）钱雪忠等主编北京邮电大学出版社2010.05第1章绪论一、选择题1、A2、A3、A4、A5、B6、C7、C8、A9、A10、C1、（）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库在建立、使用和维护时由其统一管理、统一控制。A．DBMSB．DBC．DBSD．DBA2、文字、图形、图像、声音、学生的档案记录、货物的运输情况等，这些都是（）A．DATAB．DBSC．DBD．其他3、目前（）数据库系统已逐渐淘汰了网状数据库和层次数据库，成为当今最为流行的商用数据库系统。A．关系B．面向对象C．分布D．对象-关系4、（）是刻画一个数据模型性质最重要的方面。因此在数据库系统中，人们通常按它的类型来命名数据模型。A．数据结构B．数据操纵C．完整性约束D．数据联系5、()属于信息世界的模型，实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。A．数据模型B．概念模型C．非关系模型D．关系模型6、当数据库的()改变了，由数据库管理员对()映象作相应改变，可以使()保持不变，从而保证了数据的物理独立性。(1)模式(2)存储结构(3)外模式/模式(4)用户模式(5)模式/内模式A．(1)和(3)和(4)B．(1)和(5)和(3)C．(2)和(5)和(1)D．(1)和(2)和(4)7、数据库的三级体系结构即子模式、模式与内模式是对()的三个抽象级别。A．信息世界B．数据库系统C．数据D．数据库管理系统8、英文缩写DBA代表()A．数据库管理员B．数据库管理系统C．数据定义语言D．数据操纵语言9、模式和内模式()。A．只能各有一个B．最多只能有一个C．至少两个D．可以有多个10、在数据库中存储的是()。A．数据B．信息C．数据和数据之间的联系D．数据模型的定义二、填空题1、数据库就是长期储存在计算机内_有组织的__、_可共享__的数据集合。2、数据管理技术已经历了人工管理阶段、_文件系统阶段_和_数据库系统阶段_三个发展阶段。3、数据模型通常都是由_数据结构_、_数据操作_和_数据完整性约束_三个要素组成。4、数据库系统的主要特点：_数据整体结构化_、数据冗余度小、具有较高的数据程序独立性、具有统一的数据控制功能等。5、用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为__关系__数据模型。6、在数据库的三级模式体系结构中，外模式与模式之间的映象，实现了数据库的_______数据逻辑__独立性。7、数据库系统是以_数据库或数据库中的数据___为中心的系统。8、E-R图表示的概念模型比_DBMS支持的数据模型_更一般、更抽象、更接近现实世界。9、外模式，亦称为子模式或用户模式，是_局部用户__能够看到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。10、数据库系统的软件主要包括支持_DBMS_运行的操作系统以及__DBMS_本身。三、简答题1、简述计算机数据管理技术发展的三个阶段。解：数据管理技术已经历了人工管理、文件系统及数据库系统三个发展阶段。这三个阶段的特点及其比较如下表1.1所示。表1.1数据管理三个阶段的比较比较项目人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段应用背景科学计算科学计算、管理大规模管理背硬件背景无直接存取存储设备磁盘、磁鼓大容量磁盘景软件背景没有操作系统有文件系统有数据库管理系统处理方式批处理联机实时处理、批处理联机实时处理、分布处理、批处理数据的管理者用户(程序员)文件系统数据库管理系统数据面向的对象某一应用程序某一应用现实世界特数据的共享程度无共享，冗余度极大共享性差，冗余度大共享性高，冗余度小数据的独立性不独立，完全依赖于程序独立性差具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性点数据的结构化无结构记录内有结构、整体无结构整体结构化，用数据模型描述数据控制能力应用程序自己控制应用程序自己控制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（1）人工管理阶段：20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。硬件设施方面：外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接存取设备；软件方面：没有操作系统和管理数据的软件；数据处理方式是批处理。人工管理数据具有以下几个特点：1）数据不保存；2）应用程序管理数据；3）数据不共享；4）数据不具有独立性。（2）文件系统阶段：20世纪50年代后期到60年代中期，这时计算机已大量用于数据的管理。硬件方面：有了磁盘、磁鼓等直接存取存储设备；软件方面：操作系统中已经有了专门的管理软件，一般称为文件系统；处理方式有批处理、联机实时处理。特点如下：1）数据长期保存；2）文件系统管理数据；3）数据共享性差，冗余度大；4）数据独立性差；（3）数据库系统阶段：20世纪60年代后期以来，计算机用于管理的规模更为庞大，数据量急剧增长，硬件已有大容量磁盘，硬件价格下降；软件则价格上升，使得编制、维护软件及应用程序成本相对增加；处理方式上，联机实时处理要求更多，分布处理也在考虑之中。介于这种情况，文件系统的数据管理满足不了应用的需求，为解决共享数据的需求，随之从文件系统中分离出了专门软件系统——数据库管理系统，用来统一管理数据。数据库系统阶段具有如下优于文件系统的特点：1）数据结构化；2）数据的共享性高，冗余度低，易扩充；3）数据独立性高；4）数据由DBMS统一管理和控制。2、常用的三种数据模型的数据结构各有什么特点？解：常用的三种数据模型是层次模型、网状模型和关系模型。它们的数据结构及特点分别介绍如下：1）层次模型的数据结构——树型结构在数据库中，对满足以下两个条件的基本层次联系的集合称为层次模型。（1）有且仅有一个节点无双亲，这个节点称为“根节点”。（2）其他节点有且仅有一个双亲。所谓基本层次联系是指两个记录类型以及它们之间的一对多的联系。在层次模型中，每个结点表示一个记录类型，记录之间的联系用结点之间的连线表示，这种联系是父子之间的一对多的联系。这就使得数据库系统只能处理一对多的实体联系。每个记录类型可包含若干个字段，这里，记录类型描述的是实体，字段描述的是实体的属性。各个记录类型及其字段都必须命名，并且名称要求唯一。每个记录类型可以定义一个排序字段，也称为码字段，如果定义该排序字段的值是唯一的，则它能唯一标识一个记录值。若用图来表示，层次模型是一棵倒立的树。节点层次（Level）从根开始定义，根为第一层，根的子女称为第二层，根称为其子女的双亲，同一双亲的子女称为兄弟。2）网状模型的数据结构——网状结构图在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次联系集合称为网状模型：（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。网状模型是一种比层次模型更具有普遍性的结构，它去掉了层次模型的两个限制，允许多个结点没有双亲结点，允许结点有多个双亲结点，此外它还允许两个结点之间有多种联系。因此网状模型可以更直接地去描述现实世界。而层次模型实际上是网状模型的一个特例。与层次模型一样，网状模型中的每个结点表示一个记录类型，每个记录类型可包含若干个字段，结点间的连线表示记录类型之间的一对多的父子联系。从定义可看出，层次模型中子女结点与双亲结点的联系是唯一的，而在网状模型中这种联系可以不唯一的。3）关系模型——二维表关系模型与层次模型和网状模型不同，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。每一行称为一个元组，每一列称为一个属性（或字段）。下面是关系模型中的涉及到的相关的术语：关系：一个关系对应一张二维表，如一张教师登记表。元组：二维表中的一行称为一个元组。属性：二维表中的一列称为一个属性，对应每一个属性的名字称为属性名。主码：如果二维表中的某个属性或是属性组可以唯一确定一个元组，则称为主码，也称为关系键。域：属性的取值范围称为域，如人的年龄一般在1-120岁之间，大学生的年龄属性的域是14-38，性别的域是男和女等。分量：元组中的一个属性值。例如，教师号对应的值001、002、003都是分量。关系模式：表现为关系名和属性的集合，是对关系的具体描述。一般表示为：关系名（属性1，属性2,…,属性N）。如教师关系模式为：教师（教师号，姓名，年龄，职称）在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系来表示。关系模型要求关系必须是规范化的，即要求关系必须满足一定规范条件，这些规范条件中最基本的一条就是，关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，也就是说，不允许表中还有子表或子列。3、试述数据库系统的特点。解：数据库系统阶段具有如下优于文件系统的主要特点：1）数据结构化；2）数据的共享性高，冗余度低，易扩充；3）数据独立性高；4）数据由DBMS统一管理和控制。1）数据结构化：数据库系统实现整体数据的结构化，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，数据不再针对某一应用，而是面向全组织，是整体结构化的。不仅数据是结构化的，而且存取数据的方式也是很灵活的，可以存取数据库中的某一个数据项（或字段）、一组数据项、一个记录或是一组记录。2）数据的共享性高，冗余度低，易扩充：数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此数据可以被多个用户、多个应用共享使用。数据共享可以大大的减少数据冗余，节约存储空间。数据共享还能够避免数据之间的不相容性与不一致性。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，这就使得数据系统弹性大，易于扩充，可以适应各种用户的要求。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：数据独立性包括了数据的物理独立性和数据的逻辑独立性两方面。物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。也就是说，数据在磁盘上的数据库中怎样存储是由DBMS管理的，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样当数据的物理存储改变时，应用程序不用改变。逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的整体逻辑结构是相互独立的，也就是说，数据的整体逻辑结构改变了，用户程序也可以不需修改的。数据独立性是由DBMS的三级模式结构与二级映象功能来保证的。4）数据由DBMS统一管理和控制：DBMS为保证共享数据的安全、正确、可靠等提供以下几方面的数据控制功能：（1）数据的安全性控制；（2）数据的完整性约束；（3）并发控制；（4）数据库恢复。4、试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三要素。解：1）数据模型的概念：数据模型是模型中的一种，是现实世界数据特征的抽象，它描述了系统的三个方面：静态特性、动态特性和完整性约束条件。2）数据模型的作用：数据模型应满足三方面的要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于在计算机上实现。不同的数据模型实际上是提供给我们模型化数据和信息的不同工具。根据模型应用的不同目的，可以将这些模型粗分为两类，他们分属于两个不同的层次。第一类模型是概念模型，也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模的，主要用于数据库设计。另一类模型是数据模型，主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等，它是按计算机系统对数据建模，主要用于在DBMS中对数据的存储、操纵、控制等的实现。为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型，人们常常首先将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转换（或数据化）为机器世界。也就是说，首先把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统，不是某一个DBMS支持的数据模型，而是概念级的模型；然后再把概念模型转换为计算机上某一DBMS支持的数据模型。数据模型是数据库系统的核心和基础，各种机器上实现的DBMS软件都是基于某种数据模型的。可以说没有数据模型就没有数据库及其系统，其重要性不言而喻。3）数据模型的三要素：数据模型一般由数据结构、数据操作和数据完整性约束三部分组成（俗称三要素），是严格定义的一组概念的集合。（1）数