第一章 緒論

1.數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概念

（1）數(shù)據(jù)（Data）：數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象，是描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)有多種表現(xiàn)形式，它們都可以經(jīng)過(guò)數(shù)字化后存入計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)的種類有數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音、正文等。
（2）數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）：數(shù)據(jù)庫(kù)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)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。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)具有永久存儲(chǔ)、有組織和可共享三個(gè)基本特點(diǎn)。
（3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）：數(shù)據(jù)庫(kù)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)。
（4）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開(kāi)發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員構(gòu)成。

2.使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的好處

（1）大大提高開(kāi)發(fā)效率
（2）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性
（3）使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以減輕數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理人員維護(hù)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)
（簡(jiǎn)寫(xiě)，應(yīng)根據(jù)分值拓展）

3.文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系

（1）文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)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，數(shù)據(jù)獨(dú)立性差，記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無(wú)結(jié)構(gòu)，由應(yīng)用程序自己控制。
數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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。
（2）文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的聯(lián)系：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件。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。DBMS是在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的；數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)是通過(guò)操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

4.舉出適合用文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用例子；再舉出適合用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用例子。

（1）適合用文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一般使用文件系統(tǒng)比較合適。功能比較簡(jiǎn)單、比較固定的應(yīng)用系統(tǒng)也適合用文件系統(tǒng)。
（2）適合用數(shù)據(jù)庫(kù)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(mén)的信息系統(tǒng)都以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，都使用數(shù)據(jù)庫(kù)。例如，一個(gè)工廠的管理信息系統(tǒng)（其中包括許多子系統(tǒng)，如庫(kù)存管理系統(tǒng)、物資采購(gòu)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(shū)館的圖書(shū)管理系統(tǒng)等等，都適合用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

5.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的主要特征之一，也是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。（2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充。數(shù)據(jù)庫(kù)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(yǔ)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(kù)系統(tǒng)彈性大，易于擴(kuò)充。
（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(kù)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(kù)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(kù)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(kù)中的數(shù)據(jù)甚至可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)恢復(fù)。

6.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能。DBMS提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（Data Definition Language，DDL），用戶通過(guò)它可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行定義。
（2）數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理功能。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)提高存儲(chǔ)空間利用率和方便存取，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供多種存取方法（如索引查找、Hash查找、順序查找等）來(lái)提高存取效率。
（3）數(shù)據(jù)操縱功能。DBMS還提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（Data Manipulation Language，DML），用戶可以使用DML操縱數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作，如查詢、插入、刪除和修改等。
（4）數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)管理和運(yùn)行管理。數(shù)據(jù)庫(kù)在建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)。
（5）數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能。數(shù)據(jù)庫(kù)初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能，數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)功能，數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。這些功能通常是由一些實(shí)用程序或管理工具完成的。（6）其他功能。例如DBMS與網(wǎng)絡(luò)中其他軟件系統(tǒng)的通信功能；一個(gè)DBMS與另一個(gè)DBMS或文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能；異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的互訪和互操作功能等。

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3個(gè)要素。

1.數(shù)據(jù)模型
（1）概念
數(shù)據(jù)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，用來(lái)描述數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。
（2）作用
一般來(lái)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。
2.數(shù)據(jù)模型的三要素
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)：它是所研究的對(duì)象類型的集合，是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。
②數(shù)據(jù)操作：指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)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(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。
③完整性約束
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(kù)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。

8.試描述概念模型的作用

概念模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言。

9.定義并解釋概念模型中以下術(shù)語(yǔ)

實(shí)體，實(shí)體型，實(shí)體集，屬性，碼，實(shí)體-聯(lián)系圖（E-R圖）
（1）實(shí)體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物
（2）實(shí)體型：具有相同屬性的實(shí)體具有相同的特征和性質(zhì)，用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫(huà)同類實(shí)體。
（3）實(shí)體集：同型實(shí)體的集合
（4）屬性：實(shí)體所具有的某一特性，一個(gè)實(shí)體可由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)。
（5）碼：惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集。
(6)實(shí)體聯(lián)系圖（E-R圖）：提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法。
①實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫(xiě)明實(shí)體
②屬性：用橢圓形表示，用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)；
③聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫(xiě)明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1：1，1：n或m：n）。

10.試給出三個(gè)實(shí)際情況的E-R圖，要求實(shí)體型之間具有一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多各種不同的聯(lián)系。

（標(biāo)準(zhǔn)答案，但感覺(jué)1對(duì)多的關(guān)系也不太合理）

11.試給出一個(gè)實(shí)際情況的E-R圖，要求有3個(gè)實(shí)體型，而且3個(gè)實(shí)體型之間有多對(duì)多聯(lián)系。3個(gè)實(shí)體型之間的多對(duì)多聯(lián)系和3個(gè)實(shí)體型兩兩之間的3個(gè)多對(duì)多聯(lián)系等價(jià)嗎？為什么？

不一樣，語(yǔ)義含義不同。

12.學(xué)校中有若干系，每個(gè)系有若干班級(jí)和教研室，每個(gè)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(gè)班有若干學(xué)生，每個(gè)學(xué)生選修若干課程，每門(mén)課可由若干學(xué)生選修。請(qǐng)用E-R圖畫(huà)出此學(xué)校的概念模型。

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13.某工廠生產(chǎn)若干產(chǎn)品，每種產(chǎn)品由不同的零件組成，有的零件可用在不同的產(chǎn)品上。這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。這些零件按所屬的不同產(chǎn)品分別放在倉(cāng)庫(kù)中，原材料按照類別放在若干倉(cāng)庫(kù)中。請(qǐng)用E-R圖畫(huà)出此工廠產(chǎn)品、零件、材料、倉(cāng)庫(kù)的概念模型。

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