資料庫原理與應用練習題

2023-02-02 22:36:02 字數 4879 閱讀 9253

1. 試述資料、資料庫、資料庫系統、資料庫管理系統的概念。

答:(1) 資料 (data): 描述事物的符號記錄稱為資料。

資料的種類有數字、文字、圖形、影象、聲音、正文等。資料與其語義是不可分的。500這個數字可以表示一件物品的**是500元,也可以表示乙個學術會議參加的人數有500人,還可以表示一袋奶粉重500克。

(2) 資料庫 (database, 簡稱 db): 資料庫是長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的資料集合。資料庫中的資料按一定的資料模型組織、描述和儲存,具有較小的冗餘度、較高的資料獨立性和易擴充套件性,並可為各種使用者共享。

(3) 資料庫系統 (database sytem, 簡稱 dbs): 資料庫系統是指在計算機系統中引人資料庫後的系統構成,一般由資料庫、資料庫管理系統(及其開發工具)、 應用系統、資料庫管理員構成。

(4) 資料庫管理系統 (database management sytem, 簡稱 dbms): 資料庫管理系統是位於使用者與作業系統之間的一層資料管理軟體,用於科學地組織和儲存資料、高效地獲取和維護資料。dbms 的主要功能包括資料定義功能、資料操縱功能、資料庫的執行管理功能、資料庫的建立和維護功能。

2. 使用資料庫系統有什麼好處 ?

答:使用資料庫系統的好處是由資料庫管理系統的特點或優點決定的。 使用資料庫系統的好處很多,例如,可以大大提高應用開發的效率,方便使用者的使用,減輕資料庫系統管理人員維護的負擔,等等。

3. 試述檔案系統與資料庫系統的區別和聯絡。

答:檔案系統與資料庫系統的區別是:

檔案系統面向某一應用程式,共享性差,冗餘度大,資料獨立性差,記錄內有結構,整體無結構,由應用程式自己控制。

資料庫系統面向現實世界,共享性高,冗餘度小,具有較高的物理獨立性和一定的邏輯獨立性,整體結構化,用資料模型描述由資料庫管理系統提供資料的安全性、完整性、併發控制和恢復能力。

檔案系統是作業系統的重要組成部分;而dbms是獨立於作業系統的軟體。但是 dbms 是在作業系統的基礎上實現的;資料庫中資料的組織和儲存是通過作業系統中的檔案系統來實現的。

4.舉出適合用檔案系統而不是資料庫系統的例子;再舉出適合用資料庫系統的應用例子。

答:(1)適用於檔案系統而不是資料庫系統的應用例子資料的備份、軟體或應用程式使用過程中的臨時資料儲存一般使用檔案比較合適。早期功能比較簡單、比較固定的應用系統也適合用檔案系統。

(2)適用於資料庫系統而非檔案系統的應用例子

目前,幾乎所有企業或部門的資訊系統都以資料庫系統為基礎,都使用資料庫。例如,乙個工廠的管理資訊系統(其中會包括許多子系統,如庫存管理系統、物資採購系統、作業排程系統、裝置管理系統、人事管理系統等),學校的學生管理系統,人事管理系統,圖書館的圖書管理系統,等等,都適合用資料庫系統。

5.試述資料庫系統的特點。

答:資料庫系統的主要特點有:

(1) 資料結構化

資料庫系統實現整體資料的結構化,這是資料庫的主要特徵之一,也是資料庫系統與檔案系統的本質區別。在資料庫系統中,資料不再針對某乙個應用,而是面向全組織,具有整體的結構化。不僅資料是結構化的,而且資料的訪問單位即一次可以訪問資料的大小也很靈活,可以小到某乙個資料項(如乙個學生的姓名),大到一組記錄(成千上萬個學生記錄)。

而在檔案系統中,資料的訪問單位只有乙個:記錄,如乙個學生的完整記錄。

(2)資料的共享性高,冗餘度低,易擴充資料庫的資料不再面向某個應用而是面向整個系統,因此可以被多個使用者、多個應用以多種不同的語言共享使用。由於資料面向整個系統,是有結構的資料,不僅可以被多個應用共享使用,而且容易增加新的應用,這就使得資料庫系統彈性大,易於擴充。

(3)資料獨立性高。 資料獨立性包括資料的物理獨立性和資料的邏輯獨立性。資料庫管理系統的模式結構和二級映像功能保證了資料庫中的資料具有很高的物理獨立性和邏輯獨立性。

所謂"獨立性"指的是相互不依賴。資料獨立性是指資料和程式相互不依賴,即資料的邏輯結構或物理結構改變了,程式不會跟著改變。

(4)資料由 dbms 統一管理和控制

資料庫的共享是併發的共享,即多個使用者可以同時訪問資料庫中的資料甚至可以同時訪問資料庫中同乙個資料。為此,dbms必須提供統一的資料控制功能,包括資料的安全性保護、資料的完整性檢查、併發控制和資料庫恢復。

6. 資料庫管理系統的主要功能有哪些 ?

答:(1) 資料庫定義功能;(2) 資料訪問功能;(3) 資料庫執行管理;(4) 資料庫的建立和維護功能。

7. 試述資料模型的概念、資料模型的作用和資料模型的三個要素。

答:資料模型是資料庫中用來對現實世界進行抽象的工具,是資料庫中用於提供資訊表示和操作手段的形式構架。

一般地講,資料模型是嚴格定義的概念的集合。這些概念精確描述了系統的靜態特性、動態特性和完整性約束條件。因此資料模型通常由資料結構、資料操作和完整性約束三部分組成。

(1)資料結構:是所研究的物件型別的集合,是對系統靜態特性的描述。

(2)資料操作:是指對資料庫中各種物件(型)的例項(值)允許進行的操作的集合,包括操作及有關的操作規則,是對系統動態特性的描述。

(3)資料的約束條件:是一組完整性規則的集合。完整性規則是給定的資料模型中資料及其聯絡所具有的制約和依存規則,用以限定符合資料模型的資料庫狀態以及狀態的變化,以保證資料的正確、有效、相容。

8. 試述概念模型的作用。

答:概念模型實際上是現實世界到機器世界的乙個中間層次。概念模型用於資訊世界的建模,是現實世界到資訊世界的第一層抽象,是資料庫設計人員進行資料庫設計的有力工具,也是資料庫設計人員和使用者之間進行交流的語言。

9. 定義並解釋概念模型中以下術語:實體,實體型,實體集,屬性,碼,實體聯絡圖(e-r 圖)

答:實體:客觀存在並可以相互區分的事物叫實體。

實體型:具有相同屬性的實體具有相同的特徵和性質,用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體,稱為實體型。

實體集:同型實體的集合稱為實體集。

屬性:實體所具有的某一特性,乙個實體可由若干個屬性來刻畫。

碼:惟一標識實體的屬性集稱為碼。

實體聯絡圖(e-r 圖):提供了表示實體型、屬性和聯絡的方法:

·實體型:用矩形表示,矩形框內寫明實體名;

·屬性:用橢圓形表示,並用無向邊將其與相應的實體連線起來;

·聯絡:用菱形表示,菱形框內寫明聯絡名,並用無向邊分別與有關實體連線起來,同時在無向邊旁標上聯絡的型別(1:1,1:n 或 m:n)。

10. 試給出 3 個實際部門的 e-r 圖,要求實體型之間具有一對

一、一對多、多對多各種不同的聯絡。

答:解析:部門和總經理是兩個實體。乙個部門或者乙個公司只有乙個總經理,乙個總經理只在乙個公司工作,不能兼任兩個以上公司的總經理,所以部門和總經理兩個實體之間是一對一的聯絡。

乙個科研專案可以由多個教員和多個學生承擔。如果規定乙個教員只能參加乙個專案,乙個學生也只能參加乙個專案。按照這樣的語義,科研專案和教員、學生三者之間是一對多的聯絡。

如果一門課程可以由多個教員講授,乙個教員可以講授多門課程,則課程和教員之間是多對多的聯絡。

11. 試給出乙個實際部門的e-r圖,要求有三個實體型,而且3個實體型之間有多對多聯絡。3個實體型之間的多對多聯絡和三個實體型兩兩之間的三個多對多聯絡等價嗎?為什麼?

答:3個實體型之間的多對多聯絡和3個實體型兩兩之間的3個多對多聯絡是不等價,因為它們擁有不同的語義。3個實體型兩兩之間的三個多對多聯絡如上右圖所示。

12. 學校中有若干系,每個系有若干班級和教研室,每個教研室有若干教員,其中有的教授和副教授每人各帶若干研究生;每個班有若干學生,每個學生選修若干課程,每門課可由若干學生選修。請用e-r圖畫出此學校的概念模型。

解析:在畫e-r圖時,讀者可以按照習題中對問題的描述一步一步畫出每一句話中涉及的實體,再根據給出的實際語義,畫出實體之間的聯絡。例如,每個教研室有若干教員,每個班有若干學生,可以畫出教研室和教員、班級和學生之間一對多的聯絡。

再如,有的教授和副教授每人各帶若干研究生,而乙個研究生一般指定乙個導師,這是通常的規則,所以可以畫出教員和學生之間一對多的聯絡。

13.某工廠生產若干產品,每種產品由不同的零件組成,有的零件可用在不同的產品上。這些零件由不同的原材料製成,不同零件所用的材料可以相同。

這些零件按所屬的不同產品分別放在倉庫中,原材料按照類別放在若干倉庫中。請用 e-r 圖畫出此工廠產品、零件、材料、倉庫的概念模型。

解析:對實體之間聯絡的語義描述有時不是直截了當的,需要從對現實世界的整體描述中進行分析,匯出實體之間的某種聯絡。就如本題中,"零件和倉庫的聯絡"就要從以下描述中分析:

"零件按所屬的不同產品分別放在倉庫中"。因為乙個產品由多種零件組成的,所以乙個倉庫中存放多種零件;反過來一種零件是放在乙個倉庫還是多個倉庫中呢?因為一種零件可以用在多種產品上,這些零件按所屬的不同產品分別放在倉庫中,於是知道一種零件可以放在多個倉庫中,所以零件和倉庫之間是多對多的聯絡。

"材料和倉庫的聯絡"則根據"原材料按照類別放在若干倉庫"這句話就可以得出:乙個倉庫中放多種材料,而一種材料只放在乙個倉庫中,所以倉庫和材料之間是一對多的聯絡。

18.試述關係模型的概念,定義並解釋以下術語:

(1) 關係 (2) 屬性 (3) 域 (4) 元組 (5) 主碼 (6) 分量 (7) 關係模式

答:關係模型由關係資料結構、關係操作集合和關係完整性約束三部分組成。

在使用者觀點下,關係模型中資料的邏輯結構是一張二維表,它由行和列組成。

(1)關係:乙個關係對應通常說的一張表;

(2)屬性:表中的一列即為乙個屬性;

(3)域:屬性的取值範圍;

(4)元組:表中的一行即為乙個元組;

(5)主碼:表中的某個屬性組,它可以惟一確定乙個元組;

(6)分量:元組中的乙個屬性值;

(7)關係模式:對關係的描述,一般表示為

關係名(屬性 1, 屬性 2, … , 屬性 n)

14. 試述關聯式資料庫的特點。

答:關係資料模型具有下列優點:

(1) 關係模型與非關係模型不同,它是建立在嚴格的數學概念的基礎上的。

(2) 關係模型的概念單一,無論實體還是實體之間削聯絡都用關係表示,操作的物件和操作的結果都是關係,所以其資料結構簡單、清晰,使用者易懂易用。

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