# 第一章

### 1．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念

`书本4-6面`

1. 数据（Data)：数据库中存储的基本对象,是描述事物的符号记录。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。
2. 数据库（DataBase，简称DB)：数据库是长期储存在计算机内有组织、可共享的大量数据的集合。    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（ DataBase Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指引入数据库后的计算机系统，一般是指由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
4. 数据库管理系统（ DataBase Management sytem ，简称 DBMS ) ：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。DBMS 的主要功能包括数据定义功能；数据组织、存储和管理功能；数据操纵功能；数据库的事务管理和运行管理功能；数据库的建立和维护功能和其他功能。

### 2．试述文件系统与数据库系统之间的区别和联系。

`书本7-12面`

区别：文件系统是面向组织数据的，独立性弱，共享性弱，冗余度高；而数据库系统是面向全局组织数据的，具有较强的独立性，共享性强，冗余度低且容易扩充

联系：都可以用来进行数据管理；都拥有一个系统来管理数据

### 3．分别举出适合用文件系统的应用例子，以及适合用数据库系统的应用例子。

文件系统：功能简单的应用都适合用于文件系统，例如存储个人的文件，照片

数据库系统：绝大部分现实情形都可以使用数据库系统，例如各种管理系统如：学生管理系统，图书管理系统

### 4．试述数据库系统的特点。

`书本9-11面`

1. 整体数据的结构化。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。
2. 数据的共享性强，冗余度低且易于扩充。数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据不再是面向某个应用，而是面向整个系统。
3. 数据的独立性强。数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。
4. 数据由数据库管理系统统一管理和控制。数据库管理系统提供以下4个功能
   * 数据的安全性保护
   * 数据的完整性检查
   * 数据的并发性控制
   * 数据库的恢复

### 5．数据库管理系统的主要功能有哪些？

`书本5面`

1. 数据定义功能
2. 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功能
5. 数据库的建立和维护功能
6. 其他功能

### 6．什么是概念模型？试述概念模型的作用。

`书本13面`

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。

### 7．定义并解释概念模型中以下术语：实体，实体型，实体集，实体之间的联系。

`书本13-14面`

* 实体：客观存在并可相互区分的事物称为实体。
* 实体型：具有相同属性的实体必然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，称为实体类型,或称实体型
* 实体集：同一类型实体的集合称为实体集。

联系：实体之间的联系：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。

### 8．试述数据模型的概念、作用及其包含的三个要素。

`书本14-15面`

一般地讲，数据模型是严格定义的一组概念的集合。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：数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系

（2）数据操纵：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）完整性约束：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。

### 9．试述层次模型的概念，举出三个层次模型的实例。

满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。 

（1）有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点

（2）根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。

实例:

（1）学校层次数据库模型； （2）行政机构层次数据库模型； （3）行政区域层次数据库模型。

### 10．试述网状模型的概念，举出三个网状模型的实例。

`书本19面`

满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。 

（1）允许一个以上的结点无双亲节点；

 （2）一个结点可以有多于一个的双亲节点。

实例:

（1）学生选课数据库模型； （2）航空公司航线模型（3）DBTG系统模型

### 11．试述网状数据库、层次数据库的优缺点。

`书本18,20面`

> 层次模型的优点主要有：

（1）层次数据库的数据结构比较简单清晰；

（2）层次数据库的查询效率高；

（3）层次数据模型提供了良好的完整性约束支持。 

> 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，层次数据库不能自然地表示这类联系；

（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。

（4）由于结构严密，层次吗命令趋于程序化

>  网状数据模型的优点主要有：

（1）能够更为直接地描述现实世界

（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：

（1）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 DDL 、 DML 语言复杂，用户不容易使用。

（3）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。

### 12．试述关系模型的概念，定义并解释以下术语：关系，属性，域，元组，码，分量，关系模式

`书本21面`

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二维表； 

（2）属性：表中的一列即为一个属性； 

（3）域：某一属性的取值范围； 

（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 )

### 13．试述关系模型的优缺点。

`书本22-23面`

关系模型有以下优点：\
（1）关系模型建立在严格的数学概念基础上

（2）关系模型的概念单一

（3）关系模型的存取路径对用户隐藏

关系模型的优点：

（1）由于关系模型的存取路径对用户隐藏，其查询效率往往不如层次模型和网状模型

（2）为了提高性能，关系数据库管理系统必须对用户的查询请求进行优化，因此增加了开发关系数据库管理系统的难度

### 14．试述数据库系统的三级模式结构，并说明这种结构的优点是什么？

`书本24-26面`

数据库系统的三级模式结构由模式、外模式和内模式组成。

模式也称逻辑模式，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。模式的一个具体值称为模式的一个实例

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。

内模式也称物理模式或存储模式，它是对数据物理结构和存方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式

优点：\
（1）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 数据库管理系统，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具体表示方式和存储方式。

（2）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。

### 15．试述数据与程序的物理独立性和逻辑独立性。为什么数据库系统具有较强的数据与程序的独立性？

`书本26面`

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时（如选用了另一种存储结构），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

### 16．试述数据库系统的组成

`书本6面`

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。

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