《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》課后答案-第四版,王珊

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)課后答案 _(第四版,王珊第 1 章 緒論1 試述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念。 答：( l ）數(shù)據(jù)（ Data ) ：描述事物的符號(hào)記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有數(shù)字、文字、 圖形、圖像、聲音、正文等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。解析在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的 概念是廣義的。早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于科學(xué)計(jì)算，處理的數(shù)據(jù)是整數(shù)、實(shí)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù) 等傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)能存儲(chǔ)和處理的對象十分廣泛，表示這些對象的數(shù)據(jù)也 越來越復(fù)雜。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。 500 這個(gè)數(shù)字可以表示一件物品的價(jià)格是 500 元，也可以表示一個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議參加的人數(shù)有 500 人，還可以表

2、示一袋奶粉重 500 克。( 2 ）數(shù)據(jù)庫（ DataBase ，簡稱 DB ) ：數(shù)據(jù)庫是長期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織 的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小 的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。 ( 3 ）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) （ DataBas 。 Sytem ，簡稱 DBS ) ：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的 系統(tǒng)構(gòu)成，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員 構(gòu)成。解析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫是兩個(gè)概念。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個(gè)人一機(jī)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫是數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。但是在日常工作中人們常常把數(shù)據(jù)

3、庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。希望 讀者能夠從人們講話或文章的上下文中區(qū)分“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”和“數(shù)據(jù)庫”，不要引起混淆。( 4 ）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DataBase Management sytem ，簡稱 DBMs ) ：數(shù)據(jù)庫管 理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高 效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)。 DBMS 的主要功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫的運(yùn) 行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。解析 DBMS 是一個(gè)大型的復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，是計(jì) 算機(jī)中的基礎(chǔ)軟件。目前，專門研制 DBMS 的廠商及其研制的 DBMS 產(chǎn)品很多。著名的有 美國 IBM 公司的 DBZ 關(guān)系數(shù)

4、據(jù)庫管理系統(tǒng)和 IMS 層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、美國 Oracle 公司的 orade 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、 s 油 ase 公司的 s 油 ase 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、 美國微軟公司的 SQL Serve ，關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。2 使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？ 答：使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)決定的。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的 好處很多，例如，可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率，方便用戶的使用，減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理 人員維護(hù)的負(fù)擔(dān)，等等。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率。因?yàn)樵跀?shù)據(jù)庫系 統(tǒng)中應(yīng)用程序不必考慮數(shù)據(jù)的定義、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存取的具體路徑，這些工作都由 DBMS 來完成。用一個(gè)通俗

5、的比喻，使用了 DBMS 就如有了一個(gè)好參謀、好助手，許多具體的技術(shù) 工作都由這個(gè)助手來完成。開發(fā)人員就可以專注于應(yīng)用邏輯的設(shè)計(jì)，而不必為數(shù)據(jù)管理的 許許多多復(fù)雜的細(xì)節(jié)操心。還有，當(dāng)應(yīng)用邏輯改變，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)也需要改變時(shí)，由于 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的改變是 DBA 的責(zé)任，開發(fā) 人員不必修改應(yīng)用程序，或者只需要修改很少的應(yīng)用程序，從而既簡化了應(yīng)用程序的編制， 又大大減少了應(yīng)用程序的維護(hù)和修改。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護(hù) 系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因?yàn)?DBMS 在數(shù)據(jù)庫建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制， 包括數(shù)據(jù)的完整性、安全性、多用戶并發(fā)控

6、制、故障恢復(fù)等，都由 DBMS 執(zhí)行?？傊?用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的利用 率和一致性，又有利于應(yīng)用程序的開發(fā)和維護(hù)。讀者可以在自己今后的工作中結(jié)合具體應(yīng) 用，認(rèn)真加以體會(huì)和總結(jié)。3 試述文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系。 答：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別是：文件系統(tǒng)面向某一應(yīng)用程序，共享性差，冗余度大， 數(shù)據(jù)獨(dú)立性差，記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)，由應(yīng)用程序自己控制。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向現(xiàn)實(shí) 世界，共享性高，冗余度小，具有較高的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性，整體結(jié)構(gòu)化， 用數(shù)據(jù)模型描述，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力。文件

7、系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)系是：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù) 的軟件。解析文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的重要組成部分；而 DBMS 是獨(dú)立于操作系統(tǒng)的軟件。但是 DBMS 是在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的；數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織和存 儲(chǔ)是通過操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。4 舉出適合用文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的例子；再舉出適合用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用 例子。答 ：( l ）適用于文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用例子數(shù)據(jù)的備份、軟件或應(yīng)用程序使 用過程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一般使用文件比較合適。早期功能比較簡單、比較固定的應(yīng)用系 統(tǒng)也適合用文件系統(tǒng)。( 2 ）適用于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而非文件系統(tǒng)的應(yīng)用例子目前，幾乎所有企業(yè)或部

8、門的信息 系統(tǒng)都以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，都使用數(shù)據(jù)庫。例如，一個(gè)工廠的管理信息系統(tǒng)（其中會(huì)包 括許多子系統(tǒng)，如庫存管理系統(tǒng)、物資采購系統(tǒng)、作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、人事管 理系統(tǒng)等），學(xué)校的學(xué)生管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)，圖書館的圖書管理系統(tǒng)，等等，都適 合用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。希望讀者能舉出自己了解的應(yīng)用例子。5 試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)。 答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：( l ）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，這是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一， 也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。解析注意這里的“整體夕兩個(gè)字。在數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再針對某一個(gè)應(yīng)用，而是面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)化。不僅數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu) 化的，

9、而且數(shù)據(jù)的存取單位即一次可以存取數(shù)據(jù)的大小也很靈活，可以小到某一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng) （如一個(gè)學(xué)生的姓名），大到一組記錄（成千上萬個(gè)學(xué)生記錄）。而在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù) 的存取單位只有一個(gè)：記錄，如一個(gè)學(xué)生的完整記錄。( 2 ）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某個(gè)應(yīng)用而是面向 整個(gè)系統(tǒng)，因此可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用以多種不同的語言共享使用。由于數(shù)據(jù)面向整 個(gè)系統(tǒng)，是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個(gè)應(yīng)用共享使用，而且容易增加新的應(yīng)用，這就 使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)彈性大，易于擴(kuò)充。解析數(shù)據(jù)共享可以大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間，同時(shí)還能夠避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。 所謂“數(shù)據(jù)面向某個(gè)應(yīng)用”是指數(shù)據(jù)

10、結(jié)構(gòu)是針對某個(gè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的，只被這個(gè)應(yīng)用程序或應(yīng) 用系統(tǒng)使用，可以說數(shù)據(jù)是某個(gè)應(yīng)用的“私有資源”。所謂“彈性大”是指系統(tǒng)容易擴(kuò)充 也容易收縮，即應(yīng)用增加或減少時(shí)不必修改整個(gè)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，只需做很少的改動(dòng)?？梢?取整體數(shù)據(jù)的各種子集用于不同的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)用需求改變或增加時(shí)，只要重新選取不 同的子集或加上一部分?jǐn)?shù)據(jù)，便可以滿足新的需求。( 3 ）數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)和二級(jí)映像功能保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有很高的物理獨(dú)立性和邏輯 獨(dú)立性。( 4 ）數(shù)據(jù)由 DBMS 統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的共享，即多個(gè)用戶可以同 時(shí)存取數(shù)據(jù)庫

11、中的數(shù)據(jù)甚至可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫中同一個(gè)數(shù)據(jù)。為此， DBMS 必須提供統(tǒng) 一的數(shù)據(jù)控制功能，包括數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)、數(shù)據(jù)的完整性檢查、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。 解析 DBMS 數(shù)據(jù)控制功能包括四個(gè)方面：數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)：保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使 用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞；數(shù)據(jù)的完整性檢查：將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù) 據(jù)之間滿足一定的關(guān)系；并發(fā)控制：對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，保證并發(fā)操作 的正確性；數(shù)據(jù)庫恢復(fù)：當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生硬件故障、軟件故障，或者由于操作員的失誤 以及故意的破壞影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，甚至造成數(shù)據(jù)庫部分或全部數(shù)據(jù)的丟失時(shí)， 能將數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正

12、確狀態(tài)（亦稱為完整狀態(tài)或一致狀態(tài)）。下面 可以得到“什么是數(shù)據(jù)庫”的一個(gè)定義：數(shù)據(jù)庫是長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的大量的共 享的數(shù)據(jù)集合，它可以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。 DBMS 在 數(shù)據(jù)庫建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并在多用戶同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫時(shí)進(jìn)行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出 現(xiàn)使信息系統(tǒng)從以加工數(shù)據(jù)的程序?yàn)橹行霓D(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)庫為中心的新階段。6 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？ 答：( l ）數(shù)據(jù)庫定義功能； ( 2 ）數(shù)據(jù)存取功能； ( 3 ）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理； ( 4 ） 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。7

13、 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)庫中用來對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行抽象的工具，是數(shù)據(jù)庫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。( l ）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是所研究的對象類型的集合，是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。 ( 2 ） 數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（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)庫系統(tǒng)中最重要的概念之一。 必須通過 概論 的學(xué)習(xí)真正掌握數(shù)據(jù)模型的概念和作用。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(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 系統(tǒng)中，模型有不同的層次