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数据库系统概论答案pdf

发布时间:2023-01-30 14:12:26

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第1章 绪论
1 .试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答:
( l )数据( Data ) :描述事物的符号记录称为数据。数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。数据与其语义是不可分的。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。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。数据与其语义是不可分的。 500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元,也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人,还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 )数据库( DataBase ,简称 DB ) :数据库是长期储存在计算机内的、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。
( 3 )数据库系统( DataBas 。 Sytem ,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(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员构成。解析数据库系统和数据库是两个概念。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部分。但是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。
( 4 )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。解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统,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。着名的有美国 IBM 公司的 DBZ 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 orade 关系数据库管理系统、 s 油 ase 公司的 s 油 ase 关系数据库管理系统、美国微软公司的 SQL Serve ,关系数据库管理系统等。

2 .使用数据库系统有什么好处?
答:
使用数据库系统的好处是由数据库管理系统的特点或优点决定的。使用数据库系统的好处很多,例如,可以大大提高应用开发的效率,方便用户的使用,减轻数据库系统管理人员维护的负担,等等。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。用一个通俗的比喻,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应用逻辑的设计,而不必为数据管理的许许多多复杂的细节操心。还有,当应用逻辑改变,数据的逻辑结构也需要改变时,由于数据库系统提供了数据与程序之间的独立性,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。使用数据库系统可以减轻数据库系统管理人员维护系统的负担。因为 DBMS 在数据库建立、运用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、安全性、多用户并发控制、故障恢复等,都由 DBMS 执行。总之,使用数据库系统的优点是很多的,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。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。

3 .试述文件系统与数据库系统的区别和联系。
答:
文件系统与数据库系统的区别是:文件系统面向某一应用程序,共享性差,冗余度大,数据独立性差,记录内有结构,整体无结构,由应用程序自己控制。数据库系统面向现实世界,共享性高,冗余度小,具有较高的物理独立性和一定的逻辑独立性,整体结构化,用数据模型描述,由数据库管理系统提供数据的安全性、完整性、并发控制和恢复能力。
文件系统与数据库系统的联系是: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。解析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。但是 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的文件系统来实现的。

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。答 :
( l )适用于文件系统而不是数据库系统的应用例子数据的备份、软件或应用程序使用过程中的临时数据存储一般使用文件比较合适。早期功能比较简单、比较固定的应用系统也适合用文件系统。
( 2 )适用于数据库系统而非文件系统的应用例子目前,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。例如,一个工厂的管理信息系统(其中会包括许多子系统,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、人事管理系统等),学校的学生管理系统,人事管理系统,图书馆的图书管理系统,等等,都适合用数据库系统。希望读者能举出自己了解的应用例子。

5 .试述数据库系统的特点。
答:
数据库系统的主要特点有:
( l )数据结构化数据库系统实现整体数据的结构化,这是数据库的主要特征之一,也是数据库系统与文件系统的本质区别。解析注意这里的“整体’夕两个字。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(如一个学生的姓名),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,如一个学生的完整记录。
( 2 )数据的共享性高,冗余度低,易扩充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,易于扩充。解析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“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,可以说数据是某个应用的“私有资源”。所谓“弹性大”是指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,只需做很少的改动。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。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。为此, DBMS 必须提供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。解析 DBMS 数据控制功能包括四个方面: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的泄密和破坏;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;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)。下面可以得到“什么是数据库”的一个定义:数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合,它可以供各种用户共享,具有最小冗余度和较高的数据独立性。 DBMS 在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制,以保证数据的完整性、安全性,并在多用户同时使用数据库时进行并发控制,在发生故障后对系统进行恢复。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的数据库为中心的新阶段。

6 .数据库管理系统的主要功能有哪些?
答:
( l )数据库定义功能;
( 2 )数据存取功能;
( 3 )数据库运行管理;
( 4 )数据库的建立和维护功能。

7 .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。一般地讲,数据模型是严格定义的概念的集合。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。
( l )数据结构:是所研究的对象类型的集合,是对系统静态特性的描述。
( 2 )数据操作: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 )数据的约束条件: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。解析数据模型是数据库系统中最重要的概念之一。必须通过 《 概论 》 的学习真正掌握数据模型的概念和作用。数据模型是数据库系统的基础。任何一个 DBMS 都以某一个数据模型为基础,或者说支持某一个数据模型。数据库系统中,模型有不同的层次。根据模型应用的不同目的,可以将模型分成两类或者说两个层次:一类是概念模型,是按用户的观点来对数据和信息建模,用于信息世界的建模,强调语义表达能力,概念简单清晰;另一类是数据模型,是按计算机系统的观点对数据建模,用于机器世界,人们可以用它定义、操纵数据库中的数据,一般需要有严格的形式化定义和一组严格定义了语法和语义的语言,并有一些规定和限制,便于在机器上实现。

8 .试述概念模型的作用。
答:
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。

9 .定义并解释概念模型中以下术语:实体,实体型,实体集,属性,码,实体联系图( E 一 R 图)
答:
实体:客观存在并可以相互区分的事物叫实体。实体型:具有相同属性的实体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,称为实体型。实体集:同型实体的集合称为实体集。属性:实体所具有的某一特性,一个实体可由若干个属性来刻画。码:惟一标识实体的属性集称为码。实体联系图( E 一 R 图):提供了表示实体型、属性和联系的方法: · 实体型:用矩形表示,矩形框内写明实体名; · 属性:用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体连接起来; · 联系:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型( 1 : 1 , 1 : n 或 m : n )。

3. 数据库系统概论题目求解 (关于规范化)

答:R不属于3NF,因为存在传递函数依赖。它属于第二范式。分解为3NF为:

R1(职工号,职工名,年龄,性别,单位号)
R2(单位号,单位名)

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简介:可以作为高等学校计算机类专业、信息管理与信息系统等相关专业数据库课程的教材。也可供从事数据库系统研究、开发和应用的研究人员和工程技术人员参考。


6. 《数据库系统概论》第四版 期末考试题

一、单项选择题(本大题共10小题,共30分)
1.数据库中,数据的物理独立性是指( )。
A.数据库与数据库管理系统的相互独立
B.用户程序与DBMS的相互独立
C.用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的
D.应用程序与数据库中的数据的逻辑结构相互独立
2. 从E-R模型关系向关系转换时,一个M:N联系转换为关系模式时,该关系模式的关键字是
A.M端实体的关键字 B.N端实体的关键字 ( )
C.M端实体关键字与N端实体关键字组合 D.重新选取其他属性
3.保护数据库,防止未经授权的或不合法的使用造成的资料泄漏、更改破坏。这是指数据的( )
A.安全性 B.完整性 C.并发控制 D.恢复
4. 关系模式中的各级模式之间的关系为( )。
A.3NF 2NF 1NF B.3NF 1NF 2NF
C.1NF 2NF 3NF D.2NF 1NF 3NF
5. 五种基本关系代数运算是 ( )
A.∪,-,×,π和σ B.∪,-,∞,π和σ
C.∪,∩,×,π和σ D.∪,∩,∞,π和σ
6. 在数据库设计中,将ER图转换成关系数据模型的过程属于 ( )
A.需求分析阶段 B.逻辑设计阶段 C.概念设计阶段 D.物理设计阶段
7. SQL中,下列涉及空值的操作,不正确的是 ( )
A. AGE IS NULL B. AGE IS NOT NULL C. AGE = NULL D. NOT (AGE IS NULL)
8.关系数据库规范化是为解决关系数据库中( )问题而引入的。
A.插入、删除和数据冗余 B.提高查询速度
C.减少数据操作的复杂性 D.保证数据的安全性和完整性
9.下图所示的E-R图转换成关系模型,可以转换为( )关系模式。
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个

n m

10. 如下面的数据库的表中,若职工表的主关键字是职工号,部门表的主关键字是部门号,SQL操作( )不能执行。

职工表 部门表

A.从职工表中删除行(‘025’,‘王芳’,‘03’,720)
B.将行(‘005’,‘乔兴’,‘04’,750)插入到职工表中
C.将职工号为‘001’工资改为700
D.将职工号为‘038’部门号改为‘03’
二、填空题(本大题共5小题,每空1分,共10分)
1.对于非规范化的模式,结过使属性域变为简单域转变为1NF,将1NF经过消除非主属性对码的_______________转变为2NF,将2NF经过消除非主属性对码的_______________转变为3NF。
2.在关系A(S,SN,D)和B(D,CN,NM)中,A的主键是S,B的主键是D,则D在S中称为___________。
3.数据模型由_________________、_________________和_________________三部分组成的。
4.数据库体系结构按照_______________、_______________和_______________三层结构进行组织。
5.E-R图向关系模型转化要解决的问题是如何将实体和实体之间的联系转换成关系模式,如何确定这些关系模式的_________________。
三、计算题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
设有如下图所示的关系R,S和T,计算:
⑴ R1=R∪S R S T
⑵ R2=R-S
⑶ R3=R T
⑷ R4=R T
(5) R5=
四、设计题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)
设教学数据库中有三个基本表:
学生表S(SNO,SNAME,SEX,AGE,DEPT)
课程表C(CNO,CNAME,TEACHER)
学生选课表SC(SNO,CNO,GRADE)
其中:SNO为学号,SNAME为姓名,SEX为性别,AGE为年龄,DEPT为系别,CNO为课程CNAME为课程名,TEACHER 任课老师,GRADE为成绩。
试写出下列操作的SQL语句:
1检索学生姓名及其所选修课程号和成绩。
2 检索选修课程“C2”的学生中的最高成绩。
3检索所有比“王华”年龄大的学生姓名、年龄和性别。
4 检索选修四门以上课程的学生总成绩(不统计不及格的课程),并要求按总成绩的降序排列出来。
5 把Wu老师的女同学选课成绩增加5%
五、综合题(本大题共2小题,每小题15分,共30分)
1.假设某商业集团数据库中有一关系模式R如下:R (商店编号,商品编号,数量,部门编号,负责人)
如果规定:
(1) 每个商店的每种商品只在一个部门销售;
(2) 每个商店的每个部门只有一个负责人;
(3) 每个商店的每种商品只有一个库存数量。
试回答下列问题:
(1) 根据上述规定,写出关系模式R的基本函数依赖;
(2) 找出关系模式R的候选码;
(3) 试问关系模式R最高已经达到第几范式?为什么?
(4) 如果R不属于3NF,请将R分解成3NF模式集。

2.假定一个部门的数据库包括以下的信息:
职工的信息:职工号、姓名、住址和所在部门。
部门的信息:部门所有职工、经理和销售的产品。
产品的信息:产品名、制造商、价格、型号及产品内部编号。
制造商的信息:制造商名称、地址、生产的产品名和价格。
完成如下设计:
(1)设计该计算机管理系统的E-R图;
(2)写出关系模式集,并用下划线和波浪线标识出每个模式的主码和外码。
(3)在上述数据库中,写出主码和外码的总数这两个数字。

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