【正文】 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論習(xí)題集 第一章 緒論 一、選擇題 1. DBS 是采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機系統(tǒng)， DBS 是一個集合體，包含數(shù)據(jù)庫、計算機硬件、軟件和（ ） 。 A. 系統(tǒng)分析員 B. 程序員 C. 數(shù)據(jù)庫管理員 D. 操作員 2. 數(shù)據(jù)庫（ DB），數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DBS）和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DBMS）之間的關(guān)系是（ ）。 A. DBS 包括 DB 和 DBMS B. DBMS 包括 DB 和 DBS C. DB 包括 DBS 和 DBMS D. DBS 就是 DB，也就是 DBMS 3. 下面列出的數(shù)據(jù)庫 管理技術(shù)發(fā)展的三個階段中，沒有專門的軟件對數(shù)據(jù)進行管理的是（ ）。 I．人工管理階段 II．文件系統(tǒng)階段 III．?dāng)?shù)據(jù)庫階段 A. I 和 II B. 只有 II C. II 和 III D. 只有 I 4. 下列四項中，不屬于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點的是（ ） 。 A. 數(shù)據(jù)共享 B. 數(shù)據(jù)完整性 C. 數(shù)據(jù)冗余度高 D. 數(shù)據(jù)獨立性高 5. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獨立性體現(xiàn)在（ ） 。 邏輯結(jié)構(gòu)的變化而影響應(yīng)用程序 6. 描述數(shù)據(jù)庫全體數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)和特性的是（ ） 。 A. 模式 B. 內(nèi)模式 C. 外模式 D. 用戶模式 7. 要保證數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立性，需要修改的是（ ） 。 A. 模式與外模式 B. 模式與內(nèi)模式 C. 三層之間的兩種映射 D. 三層模式 8. 要保證數(shù)據(jù)庫的邏輯數(shù)據(jù)獨立性，需要修改的是（ ） 。 A. 模式與外模式的 映射 B. 模式與內(nèi)模式之間的映射 C. 模式 D. 三層模式 9. 用戶或應(yīng)用程序看到的那部分局部邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述是（ ），它是模式的邏輯子集。 B. 物理模式 C. 子模式 D. 內(nèi)模式 （ ）不是 DBA 數(shù)據(jù)庫管理員的職責(zé) 。 B. 定義數(shù)據(jù)庫模式 D. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計 選擇題答案： (1) C (2) A (3) D (4) C (5) B (6) A (7) C (8) A (9) C (10) D 二、簡答題 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。 數(shù)據(jù)： 描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有文字、圖形、圖象、聲音、正文等等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。 *解析： 在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的概念是廣義的。早期的計算機系統(tǒng)主要用于科學(xué)計算，處理的數(shù)據(jù)是整數(shù)、實數(shù)、浮點數(shù)等傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)等。現(xiàn)在計算機能存儲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 這個數(shù)字可以表示一件 物品的價格是 500 元，也可以表示一個學(xué)術(shù)會議參加的人數(shù)有 500 人。還可以表示一袋奶粉重 500 克。 數(shù)據(jù)庫： 數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)、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、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。 *解析： 簡單地講，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)具有永久儲存、有組織和可共享三個特點。 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫的核心概念。每個數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的都是按照某一種數(shù)據(jù)模型來組織的。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)： 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DBS）是 指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)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)庫是兩個概念。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個人 機系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個組成部分。但是在日常工作中人們常常把把數(shù)據(jù)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。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)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)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效 地獲取和維護數(shù)據(jù)。DBMS 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)庫的運行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。 *解析： DBMS 是一個大型復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。是計算機中的基礎(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 DB2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、 IMS 層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；美國 ORACLE 公司的 ORACLE 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)； SYBASE公司的 SYBASE關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；美國微軟公司的 SQL SERVER關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等等。 ２．使用數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？ 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)的特點或優(yōu)點決定的。 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)管理人員維護的負擔(dān)等。 為什么有這些好處，可以結(jié)合第 5 題來回答。 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。因為在數(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。用一個通俗的比喻，使用了 DBMS 就如有了一個好參謀好助手，許多具體的技術(shù)工作都由這個助手來完成。開發(fā)人員就可以 專注于應(yīng)用邏輯的設(shè)計而不必為管理數(shù)據(jù)的許許多多復(fù)雜的細節(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)需要改變時，由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨立性。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)管理人員維護系統(tǒng)的負擔(dān)。因為 DBMS 在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(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)控制，故障恢復(fù)等等都由 DBMS 執(zhí)行。 總之，使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余，可以提高數(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。讀者可以在自己今后的工作中結(jié)合具體應(yīng)用，認真加以體會和總結(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。 文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別： 文件系統(tǒng)面向某一應(yīng)用程序，共享性差、冗余度大，獨立性差，紀錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)、整體無結(jié)構(gòu)，應(yīng)用程序自己控制。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向現(xiàn)實世界，共享性高、冗余度小，具有高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性，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)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力。 讀者可以參考《概論》書中表 中的有關(guān)內(nèi)容。 文件系統(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)都是計算機系統(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)上實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織和存儲是通過操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 讀者可以參考書中第十一章《數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)》?；蛘哒f，讀者進一步學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn) 的有關(guān)課程（第十一章只是 DBMS實現(xiàn)技術(shù)的概述）后可以對本題有深入的理解和全面的解答。因為DBMS 的實現(xiàn)與操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是緊密相關(guān)的。例如，數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的基礎(chǔ)是文件，對數(shù)據(jù)庫的任何操作最終要轉(zhuǎn)化為對文件的操作。所以在 DBMS 實現(xiàn)中數(shù)據(jù)庫物理組織的基本問題是如何利用或如何選擇操作系統(tǒng)提供的基本的文件組織方法。這里我們就不具體展開了。 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。 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 過程中的臨時數(shù)據(jù)存儲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)。 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。如一個工廠的管理信息系統(tǒng)（其中會包括許多子系統(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)等等），還比如學(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)。 希望同學(xué)們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。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點有： 一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(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“整體”兩個字。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再針對某一個應(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，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?？梢孕〉侥骋粋€數(shù)據(jù)項（如一個學(xué)生的姓名），大到一組記錄（成千上萬個學(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：記錄。如一個學(xué)生的完整記錄。 二、數(shù)據(jù) 的共享性高，冗余度低，易擴充 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某個應(yīng)用而是面向整個系統(tǒng)，因此可以被多個用戶、多個應(yīng)用、用多種不同的語言共享使用。由于數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個應(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)約存儲空間，同時還能夠避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。 所謂“數(shù)據(jù)面向某個應(yīng)用”是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是針對某個應(yīng)用設(shè)計的，只被這個應(yīng)用程序或應(yīng)用系統(tǒng)使用?？梢哉f數(shù)據(jù)是某個應(yīng)用的“私有資源”。 所謂“彈性大”是指系統(tǒng)容易擴充也容易收縮，即應(yīng)用增加或減少時不必修改整個數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，或者只要做很少的修改。 我們可以取整體數(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，只要重新選取不同的子集或加上一部分數(shù)據(jù)便可以滿足新的需求。 三、數(shù)據(jù)獨立性高 數(shù)據(jù)獨立性包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)和二級映象功能保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有很高的物理獨立性和邏輯獨立性。 *解析： 所謂“獨立性”即相互不依賴。數(shù)據(jù)獨立性是指數(shù)據(jù)和 程序相互不依賴。即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)改變了，程序不會跟著改變。數(shù)據(jù)與程序的獨立，把數(shù)據(jù)的定義從程序中分離出去，加上數(shù)據(jù)的存取又由 DBMS 負責(zé)，簡化了應(yīng)用程序的編制，大大減少了應(yīng)用程序的維護和修改。 四、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，即多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)甚至可以同時存取數(shù)據(jù)庫中同一個數(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，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 方面： 數(shù)據(jù)的安全性保護：保護數(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)計算機系統(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，能將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為完整狀態(tài)或一致狀態(tài)）。 下面我們可以得到“什么是數(shù)據(jù)庫”的一個定 義： 數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(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)獨立性。DBMS 在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并在多用戶同時使用數(shù)據(jù)庫時進行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對系統(tǒng)進行恢復(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)的程序為中心轉(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)庫為中心的新階段。 ６．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？ ①數(shù)據(jù)庫定義功能； ②數(shù)據(jù)存取功能； ③數(shù)據(jù)庫運行管理； ④數(shù) 據(jù)庫的建立和維護功能。 ７．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)模型的三個要素。 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用來對現(xiàn)實世界進行抽象的工具，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)模型是嚴格定義的概念的集合。這些概念精確地描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(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)：是所研究的對象類型的集合，是對系統(tǒng)的靜態(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）的實例（值）允許進行的操作的 集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則，是對