關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)知識(shí)練習(xí)與答案

1、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)知識(shí)練習(xí)與答案1.試述數(shù)據(jù)模型的概念、數(shù)據(jù)模型的作用和數(shù)據(jù)模型的三個(gè)要素。答：數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)中用來(lái)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行抽象的工具，是數(shù)據(jù)庫(kù)中用于提供信息表示和 操作手段的形式構(gòu)架。一般地講，數(shù)據(jù)模型是嚴(yán)格定義的概念的集合。這些概念精確描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特性、 動(dòng)態(tài)特性和完整性約束條件。因此數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分 組成。（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是所研究的對(duì)象類型的集合，是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。（2）數(shù)據(jù)操作：是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象（型）的實(shí)例（值）允許進(jìn)行的操作的集合，包括操 作及有關(guān)的操作規(guī)則，是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。（3）數(shù)據(jù)的約束條件：是一組完整性規(guī)則的集合。完

2、整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù) 及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)以及狀態(tài)的變化， 以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。解析數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中最重要的概念之一。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。任何一個(gè)DBMS都以某一個(gè)數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，或者說 支持某一個(gè)數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，模型有不同的層次。根據(jù)模型應(yīng)用的不同目的，可以將模型分成兩類 或者說兩個(gè)層次：一類是概念模型，是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，用于信息世界的 建模，強(qiáng)調(diào)語(yǔ)義表達(dá)能力，概念簡(jiǎn)單清晰；另一類是數(shù)據(jù)模型，是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù) 據(jù)建模，用于機(jī)器世界，人們可以用它定義、操縱數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，一般需要有嚴(yán)格

3、的形式 化定義和一組嚴(yán)格定義了語(yǔ)法和語(yǔ)義的語(yǔ)言，并有一些規(guī)定和限制，便于在機(jī)器上實(shí)現(xiàn)。試述概念模型的作用。答：概念模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。概念模型用于信息世界的建 模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的有力工具， 也是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言。定義并解釋概念模型中的術(shù)語(yǔ)：實(shí)體，實(shí)體型，實(shí)體集，屬性，碼，實(shí)體聯(lián)系圖E R 圖）。答：實(shí)體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物叫實(shí)體。實(shí)體型：具有相同屬性的實(shí)體具有相同的特征和性質(zhì)，用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象 和刻畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。實(shí)體集：同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。屬性：實(shí)體所具有的

4、某一特性，一個(gè)實(shí)體可由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫。碼：惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。實(shí)體聯(lián)系圖（E-R圖）：提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法：實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名；屬性：用橢圓形表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)；聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同 時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1： 1，1： n或m： n）。試述關(guān)系模型的概念，定義并解釋以下術(shù)語(yǔ)：（1）關(guān)系（2）屬性域（4）元組（5）主碼（6）.分量關(guān)系模式答：關(guān)系模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合和關(guān)系完整性約束三部分組成。在用戶觀點(diǎn)下， 關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組

5、成。關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說的一張表；屬性：表中的一列即為一個(gè)屬性；域：屬性的取值范圍；元組：表中的一行即為一個(gè)元組；主碼：表中的某個(gè)屬性組，它可以惟一確定一個(gè)元組；分量：元組中的一個(gè)屬性值；關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述，一般表示為關(guān)系名(屬性1，屬性2,，屬性n)，試述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)。答：關(guān)系數(shù)據(jù)模型具有下列優(yōu)點(diǎn)：關(guān)系模型與非關(guān)系模型不同，它是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的。關(guān)系模型的概念單一，無(wú)論實(shí)體還是實(shí)體之間的聯(lián)系都用關(guān)系表示，操作的對(duì)象和 操作的結(jié)果都是關(guān)系，所以其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易用。關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、更好的安全保密性， 也簡(jiǎn)化了程序員

6、的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)建立的工作。當(dāng)然，關(guān)系數(shù)據(jù)模型也有缺點(diǎn)，其中最主要的缺點(diǎn)是，由于存取路徑對(duì)用戶透明，查 詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型。因此為了提高性能；必須對(duì)用戶的查詢請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化，增 加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度。試述數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是什么?。答：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)由外模式、模式和內(nèi)模式組成。外模式，亦稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(包括應(yīng)用程序員和最終用戶)能夠看見 和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān) 的數(shù)據(jù)的邏輯表示。模式，亦稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公 共數(shù)據(jù)視圖。模式

7、描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)。外模式涉及的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)，通 常是模式的子集。內(nèi)模式，亦稱存儲(chǔ)模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對(duì)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ) 方式的描述。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管 理，使用戶能邏輯抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示和存儲(chǔ)。為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在這三級(jí)模式之間提 供了兩層映像：外模式/模式映像和模式/內(nèi)模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。定義并解釋以下術(shù)語(yǔ)：DDL、DML。答：DDL：數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言，用來(lái)定義數(shù)據(jù)庫(kù)

8、模式、外模式、內(nèi)模式的語(yǔ)言。DML：數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言，用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、插入、刪除和修改的語(yǔ)句。什么叫數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性?什么叫數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性?為什么數(shù)據(jù)庫(kù)系 統(tǒng)具有數(shù)據(jù)與程序的獨(dú)立性？答：數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性：當(dāng)模式改變時(shí)(例如增加新的關(guān)系、新的屬性、改變屬性的 數(shù)據(jù)類型等)，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)各個(gè)外模式/模式的映像做相應(yīng)改變，可以使外模式保持 不變。應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的 邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性：當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)模式/內(nèi)模 式映像做相應(yīng)改變，可以使模式保持不變

9、，從而應(yīng)用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的 物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)在三級(jí)模式之間提供的兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有 較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。試述關(guān)系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外部碼屬性的值也可以為空?什么 情況下才可以為空？答：關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型中可以有三類完整性約束： 實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。其中實(shí)體完整性和參照完整性是關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件，被稱做是關(guān)系的 兩個(gè)不變性，應(yīng)該由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持。（1）實(shí)體完整性規(guī)則：若屬性A是基本關(guān)系尺的主屬性，則屬性4不能取空值。（2）參照完整性規(guī)則：若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系尺的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼 K相對(duì)應(yīng)（基本關(guān)系尺和S不一定是不同的關(guān)系），則對(duì)于尺中每個(gè)元組在F上的值必須為：或者取空值（F的每個(gè)屬性值均為空值）；或者等于S中某個(gè)元組的主碼值。（3）用戶定義的完整性：用戶定義的完整性是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件。它 反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求。在參照完整性中，外部碼屬性的值可以為空，它表示該屬性的值尚未確定，但前提條件 是該外部碼屬性不是其所在關(guān)系的主屬性。例如，在下面的“學(xué)生”表中，“專業(yè)號(hào)”是一個(gè)外部碼，不