【正文】 換規(guī)則，過程性語言與非過程性語言。DBMS 是管理 DB 的軟件系統(tǒng)，但對硬盤的管理是由 OS 實現(xiàn)的，因此 DBS 中應包括DBMS 和 OS 這兩個主要的系統(tǒng)軟件。人工管理階段 文件系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫階段時 間 20 世紀 50 年代 60 年代 70 年代環(huán) 外存 紙帶、卡片、磁帶 磁盤 大容量磁盤境 軟件 匯編語言 3GL、OS DBMS計算機應用 科學計算 進入企業(yè)管理 企業(yè)管理數(shù)據(jù)的管理者 用戶（程序員） 文件系統(tǒng) DBS數(shù)據(jù)的針對者 面向某一應用程序 面向某一應用 面向現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)的共享程度 無共享 共享性差、冗余度大 共享性高、冗余度小數(shù)據(jù)獨立性 無獨立性， 獨立性差， 有高度的物理獨立性，數(shù)據(jù)完全依賴于程序 有設備獨立性 一定的邏輯獨立性數(shù)據(jù)的結構化 無結構 記錄內有結構， 整體結構化，整體結構性差 用數(shù)據(jù)模型描述圖 （2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄82．答：在用戶訪問數(shù)據(jù)的過程中，DBMS 起著核心的作用，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)三級結構轉換”的工作。20．數(shù)據(jù)獨立性使得修改 DB 結構時盡量不影響已有的 __________。16．DBS 是________、_________、_________和_________的集合體。12．層次、網(wǎng)狀的 DML 屬于________語言，而關系型 DML 屬于_________語言。8．數(shù)據(jù)庫的三級模式結構是對__________的三個抽象級別。（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄64．就信息處理的方式而言，在文件系統(tǒng)階段，__________處于主導地位，_________只起著服從程序設計需要的作用；而在數(shù)據(jù)庫方式下，_________占據(jù)了中心位置。其效益有以下 7 個方面：靈活性，簡易性，面向用戶，有效的數(shù)據(jù)控制，加快應用開發(fā)速度，維護方便，標準化。分布式 DBS的特點是多點數(shù)據(jù)（DB 分布在多個場地）多點處理（多個 CPU） 。C/S式 DBS的特點是計算機的功能分放在客戶機和服務器上（即功能的分布） 。DBMS 的存儲管理器有四個模塊：授權和完整性管理器，事務管理器，文件管理器，緩沖區(qū)管理器。數(shù)據(jù)庫用戶有四類：DBA，專業(yè)用戶，應用程序員，終端用戶。DBA 必須具備下列 4 條素質：熟悉企業(yè)全部數(shù)據(jù)的性質和用途；對所有用戶的需求有充分的了解；對系統(tǒng)的性能非常熟悉；兼有系統(tǒng)分析員和運籌學專家的品質和知識。（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄5“元數(shù)據(jù)”與“數(shù)據(jù)”之間有些什么聯(lián)系與區(qū)別？答：元數(shù)據(jù)（metadata）是指“數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)” ，即數(shù)據(jù)的描述。 從模塊結構觀察，DBMS 由哪些部分組成？答：DBMS 由兩大部分組成：查詢處理器和存儲管理器。DBMS的主要功能有 DB 的定義、操縱、保護、維護和數(shù)據(jù)字典等五個功能。實現(xiàn)對 DB 的操作； 試述 DBMS的工作模式和主要功能。用戶記錄與外部記錄的結構是一致的，它們之間只是數(shù)據(jù)傳輸問題。內部級是 DB 的物理結構，其描述稱為內模式。 DB的三級模式結構描述了什么問題？試詳細解釋。DML 屬于非過程化語言，編程較簡單。層次模型的數(shù)據(jù)結構為樹結構，記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，查詢較快，但 DML 屬于過程化的，操作復雜。從以上的解釋可以看出，邏輯記錄和邏輯文件是用戶在程序中使用的記錄和文件，而物理記錄和物理文件是指磁盤上的記錄和文件。具有面向對象技術的封裝性和繼承性的特點，提高了軟件的可重用性。各地的計算機由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡相連接。在物理結構改變時，盡量不影響應用程序，稱為物理數(shù)據(jù)獨立性；在邏輯結構改變時，盡量不影響應用程序，稱為邏輯數(shù)據(jù)獨立性。訪問數(shù)據(jù)的單位。文件由記錄組成，但各文件之間缺乏聯(lián)系。1970 年美國 IBM 公司的 發(fā)表論文，提出關系模型的思想。這就是“數(shù)據(jù)”冗余；如果某個學生搬家，就要修改三個部門文件中的數(shù)據(jù)，否則會引起同一數(shù)據(jù)在三個部門中不一致；產生上述問題的原因是這三個部門的文件中數(shù)據(jù)沒有聯(lián)系。文件系統(tǒng)階段主要有五個特點： 數(shù)據(jù)以“文件”形式長期保存；數(shù)據(jù)的邏輯結構與物理結構有了區(qū)別；文件組織已多樣化；數(shù)據(jù)面向應用；對數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。答：DB 是長期存儲在計算機內、有組織的、統(tǒng)一管理的相關數(shù)據(jù)的集合。DD（數(shù)據(jù)字典）：存放三級結構定義的 DB，稱為 DD。過程性語言：用戶編程時，不僅需要指出“做什么” ，還需要指出“怎么做”的語言。DDL：定義 DB 三級結構的語言，稱為 DDL。邏輯數(shù)據(jù)獨立性：在 DB 的邏輯結構改變時，盡量不影響應用程序。數(shù)據(jù)獨立性：應用程序和 DB 的數(shù)據(jù)結構之間相互獨立，不受影響。外模式/模式映象：用于定義外模式和概念模式之間數(shù)據(jù)結構的對應性。概念模式：數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結構的描述。關系模型：用二維表格表達實體集的數(shù)據(jù)模型。層次模型：用樹型（層次）結構表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型。概念數(shù)據(jù)模型：獨立于計算機系統(tǒng)、完全不涉及信息在計算機中的表示、反映企業(yè)組織所關心的信息結構的數(shù)據(jù)模型。M:N 聯(lián)系：如果實體集 E1 中每個實體可以與實體集 E2 中任意個（零個或多個）實體有聯(lián)系，反之亦然，那么 E1 和 E2 的聯(lián)系稱為“M:N 聯(lián)系” 。1:1 聯(lián)系：如果實體集 E1 中每個實體至多和實體集 E2 中的一個實體有聯(lián)系，反之亦然，那么 E1 和 E2 的聯(lián)系稱為“1:1 聯(lián)系” 。物理數(shù)據(jù)：指存儲設備上存儲的數(shù)據(jù)。（4）教材 P33 的圖 （ DBS 的全局結構） 。（7）DBSDBS 的組成，DBA，DBS 的全局結構，DBS 結構的分類。（3）數(shù)據(jù)描述概念設計、邏輯設計和物理設計等各階段中數(shù)據(jù)描述的術語，概念設計中實體間二元聯(lián)系的描述（1:1，1:N，M:N） 。（4）數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的定義，兩類數(shù)據(jù)模型，邏輯模型的形式定義，ER 模型，層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型和面向對象模型的數(shù)據(jù)結構以及聯(lián)系的實現(xiàn)方式。（1）教材 P23 的圖 （四種邏輯數(shù)據(jù)模型的比較） 。 教材中習題 1 的解答 名詞解釋DBMS 是位于用戶與 OS 之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應用程序提供訪問 DB的方法。 文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有些什么缺陷？試舉例說明。 數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫階段產生的標志是哪三件事情？答：進入數(shù)據(jù)庫階段的標志是 20 世紀 60 年代末發(fā)生的三件事件： 數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理有哪些特點？答：主要有五個特點：采用數(shù)據(jù)模型表示復雜的數(shù)據(jù)結構；有較高的數(shù)據(jù)獨立性；為用戶提供了方便的用戶接口；提供了四個方面的數(shù)據(jù)控制功能；對數(shù)據(jù)的操作以數(shù)據(jù)項為單位，增加了系統(tǒng)的靈活性。數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)在磁盤中仍以文件形式組織，但這些文件之間有著廣泛的聯(lián)系。數(shù)據(jù)獨立性。訪問文件中的數(shù)據(jù)，以記錄為單位。 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面向對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各有哪些特點？答：DDBS 主要有三個特點：面向對象數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要有兩個特點： 邏輯記錄與物理記錄，邏輯文件與物理文件有些什么聯(lián)系和區(qū)別？答：邏輯數(shù)據(jù)是用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念化數(shù)據(jù)。邏輯記錄、文件與物理記錄、文件在結構、組成上有很大的差異，而數(shù)據(jù)管理軟件就是通過三級結構兩級映象來實現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的轉換。網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結構為有向圖，記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，查詢較快，并且容易實現(xiàn)M:N 聯(lián)系，但 DML 屬于過程化的語言，編程較復雜。面向對象模型能完整描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結構，具有豐富的表達能力，能表達嵌套、遞歸的數(shù)據(jù)結構。答：DB 的三級模式結構是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，分別從外部（用戶）級、概念級和內部級去觀察數(shù)據(jù)庫。 試述概念模式在數(shù)據(jù)庫結構中的重要地位。而外部記錄、概念記錄和內部記錄之間的結構可能是不一致的，除了數(shù)據(jù)傳輸問題，還有格式轉換問題。答：DBMS 的工作模式有六點：從對 DB 的操作中接受查詢結果； 試敘述 DBMS對數(shù)據(jù)庫的維護功能。 （解釋略） DBS有哪幾部分組成？其中 DD有什么作用？答：DBS 由 DB、硬件、軟件和 DBA 等四個部分組成。DB 中的元數(shù)據(jù)是指三級模式結構的詳細描述。DBA 的主要職責有 6 點：定義模式；定義內模式；與用戶的聯(lián)絡；定義安全性規(guī)則；定義完整性規(guī)則；DB 的轉儲與恢復?？蛻魴C上專門實現(xiàn)前端處理和用戶界面。數(shù)據(jù)具有物理分布性和邏輯整體性特點。 自測題 填空題1．數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展，與__________、__________和__________有密切的聯(lián)系。5．對現(xiàn)實世界進行第一層抽象的模型，稱為__________模型；對現(xiàn)實世界進行第二層抽象的模型，稱為__________模型。9．DBMS 為應用程序運行時開辟的 DB 系統(tǒng)緩沖區(qū)，主要用于 __________和__________。13．DBS 中存放三級結構定義的 DB 稱為__________。17．DBS 的全局結構體現(xiàn)了其__________結構。 單項選擇題（在備選答案中選出一個正確答案）1．在 DBS 中，DBMS 和 OS 之間關系是 [ ]A．并發(fā)運行 B．相互調用C．OS 調用 DBMS D．DBMS 調用 OS2．在數(shù)據(jù)庫方式下，信息處理中占據(jù)中心位置的是 [ ]A．磁盤 3．DB 的三級體系結構是對_________抽象的三個級別。3．答：在應用程序運行時，DBMS 在內存為其開辟一個程序工作區(qū)，稱為“DB 的系統(tǒng)緩沖區(qū)” 。編寫應用程序仍然是用 C 一類高級程序設計語言，這些語言在 DBS 中稱為宿主語言。（2）關系代數(shù)五個基本操作，四個組合操作，七個擴充操作。（5）關系邏輯謂詞、原子、規(guī)則和查詢，規(guī)則的安全性，用規(guī)則模擬關系代數(shù)表達式。 重要內容分析1．關系代數(shù)表達式的運用技巧（1）一般規(guī)則對于檢索具有“全部”特征的操作，一般要用除法操作表示，例如“檢索學習全部課程的學生姓名”。C239。這是因為一個學生學的課程的成績可能是不一樣的。（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄10過程性語言 非過程性語言編程時，必須指出“怎么干” 編程時，不必指出“怎么干”由用戶進行數(shù)據(jù)導航 由系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)導航單記錄處理方式 集合處理方式屬于 3GL 范疇 屬于 4GL 范疇C 語言，層次、網(wǎng)狀 DML 等 關系 DML，軟件開發(fā)工具等圖 教材中習題 2 的解答屬性個數(shù)，稱為元數(shù)（arity） 。元組：即記錄，與二維表中的行對應。這樣既能減少邏輯排序，又便于在關系數(shù)據(jù)庫中引進集合論的理論。 笛卡兒積、等值聯(lián)接、自然聯(lián)接三者之間有什么區(qū)別？答：笛卡爾積是一個基本操作，而等值聯(lián)接和自然聯(lián)接是組合操作。 假設關系 U和 V分別有 m個元組和 n個元組，給出下列表達式中可能的最小和最大的元組數(shù)量：⑴ U∩V ⑵ U∪Viθj22 BC（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄12⑶ U ?V ⑷ σ F(U)V （F 為某個條件）⑸ π L(U)－V （其中 L為某屬性集）解：? 操作 ? 最小元組 數(shù) ? 最大元組 數(shù)? ⑴ U∩V ? 0 ?min(m,n)? ⑵ U∪V ?max(m,n) ?m+n? ⑶ U?V ? 0 ?mn? ⑷σ F(U)V ? 0 ?mn? ⑸π L(U)－V ? 0 ?m 如果 R是二元關系，那么下列元組表達式的結果是什么？ {t|( ?u)(R(t) ∧R(u) ∧(t[1] ≠u[1]∨t[2] ≠u[2]))}答：當 R 的元組數(shù)≥2 時，R 中每個元組都存在與之不相同的元組，因此表達式的結果為關系 R；當 R 的元組數(shù)為 0 或 1 時，表達式的結果為空關系。解：⑴ 在關系 R 和 S 的笛卡爾積中，選取第 2 個屬性值與第 4 個屬性值相等，或者第3 個屬性值與第 4 個屬性值相等的那些元組，再取第 1 列和第 5 列組成新的關系。 ③關系代數(shù)表達式。⑵ 關系代數(shù)表達式為：π 1，2 （σ 1=4 ∧ 2=3 （RR））也可寫成：R∩π 2，1 （R）⑶ 元組表達式為：{ t | ( ?u) (?v) (R(u) ∧ R(v) ∧ u[1]=v[2] ∧ u[2]=v[1] ∧ t[1]=u[1] ∧ t[2]=u[2])}或：{ t | (?v) (R(t) ∧ R(v) ∧ t[1]=v[2] ∧ t[2]=v[1])} 有 兩 個 關 系 R (A, B, C)和 是 S（ D, E, F） ,試 把 下 列 關 系 代 數(shù) 表 達 式 轉 換 成 等 價 的 元 組 表 達 式:①π A(R)； ②σ B=’17’(R)；③ RS； ④ π A,F(σ C=D(RS)解：①π A（R）：{ t | (? u) ( R(u) ∧ t[1]=u[1])}②σ B=39。}③ R S：{ t | (?u) (?v) ( R(u) ∧ S(v) ∧ t[1]=u[1] ∧ t[2]=u[2] ∧t[3]=u[3]∧ t[4]=v[1] ∧t[5]=v[2] ∧t[6]=v[3])}④π A，F(xiàn) （σ C=D（R S））： { t | (?u) (?v) ( R(u) ∧ S(v) ∧ u[3]=v[1] ∧ t[1]=u[1] ∧ t[2]=v[3])} 設有關系 R（A，B，C）和 S（A，B，C） ，試