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'《数据库原理》课后习题参考答案(第一章)2012春季华北电力大学(保定)计算机系软件教研室2012-3-1 《数据库原理》课后习题参考答案第1章绪论4．举出适合用文件系统而不是数据库系统的例子；再举出适合用数据库系统的应用例子。答：1)、适用于文件系统而不是数据库系统的应用例子数据的备份、软件或应用程序使用过程中的临时数据存储一般使用文件比较合适。早期功能比较简单、比较固定的应用系统也适合用文件系统。2)、适用于数据库系统而非文件系统的应用例子目前，几乎所有企业或部门的信息系统都以数据库系统为基础，都使用数据库。例如，一个工厂的管理信息系统（其中会包括许多子系统，如库存管理系统、物资采购系统、作业调度系统、设备管理系统、人事管理系统等），学校的学生管理系统，人事管理系统，图书馆的图书管理系统，等等，都适合用数据库系统。5．试述数据库系统的特点。答：数据库系统的主要特点有：1)、数据结构化。数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。在数据库系统中，数据不再针对某一个应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。不仅数据是结构化的，而且数据的存取单位即一次可以存取数据的大小也很灵活，可以小到某一个数据项（如一个学生的姓名），大到一组记录（如成千上万个学生记录）。而在文件系统中，数据的存取单位只有一个：记录，如一个学生的完整记录。2)、数据的共享性高，冗余度低，易扩充。数据库的数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此可以被多个用户、多个应用以多种不同的语言共享使用。由于数据面向整个系统，是有结构的数据，不仅可以被多个应用共享使用，而且容易增加新的应用，这就使得数据库系统弹性大，易于扩充。解析数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间，同时还能够避免数据之间的不相容性与不一致性。所谓“数据面向某个应用”是指数据结构是针对某个应用设计的，只被这个应用程序或应用系统使用，可以说数据是某个应用的“私有资源”。所谓“弹性大”是指系统容易扩充、也容易收缩，即应用增加或减少时不必修改整个数据库的结构，只需做很少的改动。可以取整体数据的各种子集用于不同的应用系统，当应用需求改变或增加时，只要重新选取不同的子集或加上一部分数据，便可以满足新的需求。3)、数据独立性高。数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。数据库管理系统的三级模式结构和二级映像功能保证了数据库中的数据具有很高的物理独立性和逻辑独立性。4)、数据由DBMS统一管理和控制。数据库的共享是并发的共享，即多个用户可以同时存取数据库中的数据甚至可以同时存取数据库中同一个数据。为此，DBMS必须提供统一的数据控制功能，包括数据的安全性保护、数据的完整性检查、并发控制和数据库恢复。解析DBMS数据控制功能包括四个方面：a)数据的安全性保护：保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏；b)数据的完整性检查：将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系；c)并发控制：对多用户的并发操作加以控制和协调，保证并发操作的正确性；d)数据库恢复：当计算机系统发生硬件故障、软件故障，或者由于操作员的失误以及故意的破坏影响数据库中数据的正确性，甚至造成数据库部分或全部数据的丢失时，能将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态（亦称为完整状态或一致状态）。6．数据库管理系统的主要功能有哪些？答：数据库管理系统的主要功能有：1)、数据库定义功能；2)、数据组织、存取和管理功能；3)、数据操纵功能；4)、数据库的事务管理和运行管理；5)、数据库的建立和维护功能；-2-Bruce,CS,NCEPUBD 《数据库原理》课后习题参考答案6)、其他功能。7．试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。答：数据模型是一种模型，是对现实世界数据特征的抽象。数据模型的作用：用来描述数据、组织数据和对数据进行操作的。数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。1)、数据结构：是所研究的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述。2)、数据操作：是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许进行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则，是对系统动态特性的描述。3)、数据的约束条件：是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。8．试述概念模型的作用。答：概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。10．试给出3个实际部门的E-R图，要求实体型之间具有一对一、一对多、多对多各种不同的联系。答：11．试给出一个实际部门的E-R图，要求有三个实体型，而且3个实体型之间有多对多联系。3个实体型之间的多对多联系和三个实体型两两之间的三个多对多联系等价吗？为什么？答：3个实体型之间的多对多联系和3个实体型两两之间的3个多对多联系是不等价，因为它们拥有不同的语义，不同的量级。3个实体型两两之间的三个多对多联系如下图所示。-3-Bruce,CS,NCEPUBD 《数据库原理》课后习题参考答案两者不等价，量级和语义不同。前者是一个关系，后者是3个关系；前者的要求更强，要求更为严格，后者的3个关系也无法连接成前者的1个关系。比如在后者中一个学生可以在一个教室中上自习，而该教室当前没有用于上课。换句话说，前者的关系要求三个实体同时出现。而后者的3个关系中要求各个关系中涉及的两个实体同时出现，但从总体上看，在某个时刻，可能仅仅出现3个关系中1个或者2个，这与前者就不相同；也可能3个关系均出现，这个时候就与前者等价了。12．学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生；每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。请用E-R图画出此学校的概念模型。答：或者使用子集关系：-4-Bruce,CS,NCEPUBD 《数据库原理》课后习题参考答案13．某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上。这些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中，原材料按照类别放在若干仓库中。请用E-R图画出此工厂产品、零件、材料、仓库的概念模型。答：19．试述关系数据库的特点。答：关系数据模型具有下列特点（特点=优点+缺点）：1)、关系模型与非关系模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的。2)、关系模型的概念单一，无论实体还是实体之间的联系都用关系表示，操作的对象和操作的结果都是关系，所以其数据结构简单、清晰，用户易懂易用。3)、关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，也简化了程-5-Bruce,CS,NCEPUBD 《数据库原理》课后习题参考答案序员的工作和数据库开发建立的工作。当然，关系数据模型也有缺点，其中最主要的缺点是，由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型。因此为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发数据库管理系统的难度。22．什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？答：数据与程序的逻辑独立性：当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等），由数据库管理员对各个外模式／模式的映像做相应改变，可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式／内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。23．试述数据库系统的组成。答：数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统和数据库管理员构成。24.DBA的职责是什么？答：DBA负责全面地管理和控制数据库系统。具体职责包括：1)、决定数据库的信息内容和结构；2)、决定数据库的存储结构和存取策略；3)、定义数据的安全性要求和完整性约束条件；4)、监督和控制数据库的使用和运行；5)、改进和重组数据库系统。25系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责是什么？答：系统分析员：负责应用系统的需求分析和规范说明，要和用户及DBA相结合，确定系统的软硬件配置，并参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员：负责数据库中数据的确定，数据库各级模式的设计。必须参加用户需求调查核系统分析，然后进行数据库设计。应用程序员：负责设计和编写应用系统的程序模块，并进行调试和安装。-6-Bruce,CS,NCEPUBD'