《数据库技术与应用》第1章 习题答案

第 1 章 数据库系统概述 1. 试述数据、数据库、数据管理、数据库管理系统、数据库系统、模式、概念模式、 外模式、内模式的概念。 解： 描述事物的符号记录称为数据；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；数据管理是数据库的核心任务，主要包括对数据进行分类、组织、编码、存 储、检索和维护，它是数据处理的中心问题；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; 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据 库、操作系统、数据库管理系统、应用开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成； 模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及到结构的描述，不涉及到 数据库本身具体的值；概念模式，又称数据库模式、逻辑模式，是数据库中全体数据的逻 辑结构和特征的描述，是全体用户的公共数据视图；外模式是概念模式的子集，是与某一 具体应用有关的数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户(包括应用程序员和最终用户) 所 看到的数据视图；内模式也称存储模式或物理模式，它是数据库的物理存储结构和存储方 式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。 2. 使用数据库系统有什么好处? 解： 数据库系统具有明显的优点，它实现了数据共享、面向全组织的数据结构化、数据独 立性高、可控数据冗余度低、统一管理和控制数据，能提供更好的安全和保护等。 3. 试述文件系统与数据库系统的区别和联系。 解： (1) 数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。 在文件系统中，相互独立的文件的记录内部是有结构的，但记录之间没有联系。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。 (2) 在文件系统中，数据的最小存取单位是记录，粒度不能细到数据项。而在数据库 系统中，存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项一个 记录或或一组记录。 (3) 文件系统中的文件是为某一特定应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序来说 是优化的，因此要想对现有的数据再增加一些新的应用会很困难，系统不容易扩充。而在 数据库系统中数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。 4. 举出适合使用文件系统而不适合使用数据库系统的应用例子；再举出适合用数据库 系统的应用例子。 解： (1) 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。 5. 试述数据库系统的特点。 解： 数据结构化；数据的共享性高、冗余度低、易扩充；数据独立性高；数据由 DBMS 统 一管理和控制。 6. 数据库管理系统的主要功能有哪些? 解： 数据定义功能、数据操纵功能、数据存储组织管理功能、数据库的控制管理、数据库 的建立和维护功能、通信功能。 7. 试述数据库系统的组成。 解： 数据库系统一般由数据库、操作系统、数据库管理系统、应用开发工具、应用系统、 数据库管理员和用户构成。 8. 利用计算机系统进行数据管理经历了哪三个阶段？各阶段的特点如何？ 解： 经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。 (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 数据的结构化：记录内有结构，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 9. DBA 的职责是什么? 解： DBA 则是这个机构的一个(组)人员，负责全面管理和控制数据库系统。具体职责包括： 决定数据库中的信息内容和结构、决定数据库的存储结构和存取策略、定义数据的安全性 要求和完整性约束条件、监控数据库的使用和运行、数据库的改进和重组重构等。 10. 试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么? 解： 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。 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，使用户能逻辑地抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储 方式。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式 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。 11. 什么叫数据与程序的物理独立性? 什么叫数据与程序的逻辑独立性?为什么数据库 系统具有数据与程序的独立性。 解： 当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构)，由数据库管理员对模式 内模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变。保证了程序与 数据的物理独立性,简称数据的物理独立性。 当需要改变模式时(例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型、改变数据间 的联系等) ，由数据库管理员对各个外模式模式的映象作相应改变，而使外模式保持不变， 从而不必修改或重写应用程序改。而应用程序是依据数据的外模式编写的，保证了数据与 程序的逻辑独立性。简称数据的逻辑独立性。 特定的应用程序是在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于特定的外模式，与数 据库的模式和存储结构独立。不同的应用程序有时可以共用同一个外模式。数据库的二级 映象保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求 本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改。 12. 对比分析 C/S，B/S 体系结构的优缺点。 解： C/S 结构的优点是充分利用两端硬件环境的优势，发挥了客户端的处理能力，很多工 作可以在客户端处理后再提交给服务器，可以有效降低系统的通信开销。 C/S 结构的缺点是只适用于局域网，客户端需要安装专用的客户端软件，升级维护不 方便，并且对客户端的操作系统一般也会有一定限制。 B/S 结构的优点，首先是简化了客户端，客户端只要安装通用的浏览器软件即可。因 此，只要有一台能上网的计算机就可以在任何地方进行操作而不用安装专门的客户应用软 件。这样不但可以节省客户机的硬盘空间与内存，实现客户端零维护，而且使系统的扩展 非常容易。其次是简化了系统的开发和维护。系统的开发者无须再为不同级别的用户设计 开发不同的应用程序，只需把所有的功能都实现在应用服