《数据库原理及应用》之FAQ1

第一章

4. 计算机分哪几类?各有什么特点?
传统上分为三类:大型主机、小型机、微型机。大型主机一般为高性能的并行处理系统, 存储容量大,事物处理能力强,可为众多用户提供服务。小型机具有一定的数据处理能力,提供一定用户规模的信息服务,作为部门的信息服务中心。微型机一般指在办公室或家庭的桌面或可移动的计算系统,体积小、价格低、具有工业化标准体系结构,兼容性好。

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5. 说明数据、信息、数据处理的含义?
数据是描述现实世界的各种信息的符号记录,是信息的载体,是信息的具体表现形式,其具体的表现有数字、文字、图形、图像、声音等。
信息是现实世界事物存在的方式或运动状态,是一种已经被加工为特定形式的数据。
数据处理指的是利用计算机从大量的原始数据中抽取有价值的信息,作为行为和决策的依据。
6. 简述数据与信息的关系。
(1) 信息是各种数据所包括的意义,数据是载荷信息的物理符号。
(2) 可用不同的数据形式来表现同一数据,信息不随数据的表现形式而改变
(3) 信息和数据通常可混用。

7. 人工管理阶段数据管理的特点是什么?
(1)数据不保存在机器中
(2) 无专用的软件对数据进行管理
(3) 只有程序的概念,没有文件的概念
(4) 数据面向程序

8. 文件系统阶段数据管理的特点是什么?
(1)数据可长期保存在外存的磁盘上
(2) 数据的逻辑结构和物理结构有了区别
(3) 文件组织已呈多样化。有索引、链接和散列文件
(4) 数据不再属于某个特定的程序,可重复使用。

9. 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷?试举例说明。
文件系统有三个缺陷:
(1) 数据冗余性(redundancy)。由于文件之间缺乏联系,造成每个应用程序都有对应的文件,有可能同样的数据在多个文件中重复存储。
(2) 数据不一致性(inconsistency)。这往往是由数据冗余造成的,在进行更新操作时,稍不谨慎,就可能使同样的数据在不同的文件中不一样。
(3) 数据联系弱(poor data relationship)。无集中管理。这是由文件之间相互独立,缺乏联系造成的。

10. 数据库阶段的数据管理有些什么特点?
(1) 采用复杂的数据模型表示数据结构 。
(2) 有较高的数据独立性(数据结构分成用户的逻辑结构、整体逻辑结构和物理结构三级)。
(3) 数据库系统为用户提供方便的用户接口,可以使用查询语言、终端命令或程序方式操作数据, 也可以用程序方式操作数据库。
(4) 系统提供了四个方面的数据控制功能:数据库的恢复、并发控制、数据完整性和数据安全性,以保证数据库中数据是安全的、正确的和可靠的。
(5) 对数据的操作不一定以记录为单位,还可以数据项为单位,增加了系统的灵活性。

11. 简述数据库系统阶段数据管理的特点(特别是相对于文件系统)?
(1) 数据的共享性好
(2) 面向全组织的数据结构化
(3) 数据独立性高
(4) 冗余度低,并且可控
(5) 数据由DBMS统一管理和控制

12. 文件系统和数据库系统之间的区别。
(1) 文件系统用文件将数据长期保存在外存上,数据库系统用数据库统一存储数据;
(2) 文件系统中的程序和数据有一定的联系,数据库系统中的程序和数据分离;
(3) 文件系统用操作系统中的存取方法对数据进行管理,数据库系统用DBMS统一管理和控制数据;
(4) 文件系统实现以文件为单位的数据共享,数据库系统实现以记录和字段为单位的数据共享。

13. 文件系统和数据库系统之间的联系:
(1) 均为数据组织的管理技术;
(2) 均由数据管理软件管理数据,程序与数据之间用存取方法进行转换;
(3) 数据库系统是在文件系统的基础上发展而来的。

14. 什么是数据冗余?
数据冗余是指各个数据文件中存在重复的数据。

15. 数据库系统与文件系统相比怎样减少冗余?
(1) 在文件管理系统中数据被组织在一个个独立的数据文件中,每个文件都有完整的体系结构,对数据的操作是按文件名访问的。数据文件之间没有联系,数据文件是面向应用程序的,每个应用都拥有并使用自己的数据文件,各数据文件中难免有许多数据相互重复,数据的冗余度比较大。
(2) 数据库系统以数据库方式管理大量共享的数据。数据库系统由许多单独文件组成,文件内部具有完整的结构,但它更注重文件之间的联系。数据库系统中的数据具有共享性。数据库系统是面向整个系统的数据共享而建立的,各个应用的数据集中存储,共同使用,数据库文件之间联系密切,因而尽可能地避免了数据的重复存储,减少和控制了数据的冗余。

16. 简述数据库的特点。
(1) 按照数据模型来组织数据
(2) 具有较小的冗余度
(3) 独立性、易扩展性
(4) 数据可共享

17. 试分别阐述DB,DBMS,DBS三个概念的含义和联系?
(1) 数据库(DB)是长期储存在计算机中的、有组织的、可共享的数据的集合。
(2) 数据库管理系统(DBMS)是数据库管理软件,用于建立、运用和维护数据库,它位于用户和操作系统之间。
(3) 数据库系统(DBS)是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成,其总目的是存储和产生所需要的信息,一般由数据库、数据库管理系统、用户和硬件环境组成。
(4) 数据库系统由数据库、数据库管理系统等组成,通过数据库管理系统来对数据库进行管理,数据库是数据库系统的工作对象。

18. 数据库系统由哪几部分组成?
(1) 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成,一般由数据库、数据库管理系统、用户和硬件环境组成。
(2) 数据库是数据库系统的工作对象。
(3) 数据库管理系统是数据库管理软件,用于建立、运用和维护数据库,它位于用户和操作系统之间。
(4) 数据库系统中主要有三类用户:终端用户、应用程序员和数据库管理员,数据库管理系统是负责数据库存取、维护和管理的软件系统。
(5) 硬件环境为数据库系统的运行提供保障。

19. 使用数据库系统有什么好处?
(1) 查询迅速、准确,而且可以节约大量纸面文件。
(2) 数据结构化,并由DBMS统一管理
(3) 数据冗余度小
(4) 具有较高的数据独立性
(5) 数据的共享性好
(6) DBMS还提供了数据的控制功能

20. 数据库体系结构中的三级结构、两级映像是什么意思?
数据库的体系结构分为三级:内部级、概念级、外部级。
(1)用户数据逻辑结构级:最接近用户,是单个用户所能看到的数据特性。单个用户使用的数据视图的描述称为“外模式”。
(2)整体逻辑结构级:涉及到所有用户的数据定义,是全局的数据视图。全局数据视图的描述称为“概念模式”。
(3)物理存储结构级:最接于物理存储设备,涉及到实际数据存储的结构。物理存储数据视图的描述称为“内模式”。
为实现这三个抽象级别的联系和转换,DBMS在级级结构之间提供两个层次的映像:外模式/模式映像,模式/内模式映像。

21. 具体阐述二级数据独立性的含义?
(1)数据独立性表示应用程序与数据库中存储的数据不存在依赖关系,包括数据的逻辑独立性和数据的物理独立性。
(2)数据的逻辑独立性是指局部逻辑数据结构(外视图)与全局逻辑数据结构(概念视图)之间的独立性。当数据库的全局逻辑数据结构(概念视图)发生变化(数据定义的修改、数据之间联系的变更或增加新的数据类型等)时,只要改变外模式到逻辑模式的映像关系,从而保证外模式不变,则建立在外模式上的应用程序也可以不变,即应用程序独立于逻辑模式的改变。
(3)数据的物理独立性是指数据的存储结构与存取方法(内视图)改变肘,对数据库的全局逻辑结构(概念视图)和应用程序不必作修改的一种特性。当数据的存储结构发生改变时,只需改变概念模式到内模式的映像关系,使得概念模式不变,从而不必修改应用程序,即应用程序独立于物理存储结构的改变。

22. 数据独立性的好处是什么?
数据的物理存储设备更新了,物理表示及存取方法改变了,但数据的逻辑模式可以不改变。数据的逻辑模式改变了,但用户的模式可以不改变,因此应用程序也可以不变。这将使程序维护容易。另外对同一数据库的逻辑模式,可以建立不同的用户模式,从而提高数据的共享性,使数据库系统有较好的可扩充性,给DBA维护、改变数据库的物理存储提供了方便。

23. 简述数据库系统的三级模式结构的优点(给数据库系统带来的好处)。
(1) 保证了数据的独立性
(2) 简化了用户借口,方便了用户使用
(3) 有利于数据的共享
(4) 有利于数据的安全保密

24. 简述数据库三级结构的区别和联系。
(1) 数据库的三级结构指的是由内视图、概念视图和外视图构成的数据库系统的体系结构。
(2) 内视图是数据库的三个抽象层次中最靠近物理存储的一层,反映数据的实际存储方式,是整个数据库实际存储的表示。
(3) 概念视图是数据库的三个抽象层次中介于内外两层之间的中间层,是所有个别用户视图综合起来的用户共同视图,是所有外视图的一个最小并集,是整个数据库实际存储的抽象表示。
(4) 外视图是数据库的三个抽象层次中最靠近用户的一层,反映各个用户看待数据库的方式,是概念视图的某一部分的抽象表示。
(5) 三级结构对应的视图是体系结构的三个层次。外视图反映各个用户看待数据库的方式,概念视图是所有个别用户视图综合起来的用户共同视图,内视图反映数据的实际存储方式。
(6) 外视图是概念视图的部分抽象表示,概念视图是内视图的抽象表示。

25. 数据独立性与数据联系这两个概念有什么区别?
数据独立性是指应用程序与数据之间相互独立,不受影响。
数据联系是指同一记录内部各字段间的联系,以及记录之间的联系。

26. DBMS的主要功能:
(1) 数据库的定义功能:DBMS提供数据定义语言(DDL)定义数据库的三级结构及其相互之间的映象、完整性、安全控制等约束。
(2) 数据库的操纵功能:DBMS提供数据操纵语言(DML)实现对数据库中数据的操作。
(3) 数据库的保护功能:DBMS对数据库的保护主要通过数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库的安全性控制等四个方面实现。
(4) 数据库的存储管理:DBMS的存储管理子系统提供了数据库中数据和应用程序的一个界面,其职责是把各种DML语句转换成低层的文件系统命令,起到数据的存储、检索和更新的作用。
(5) 数据库的维护功能:DBMS中实现数据库维护功能的实用程序主要有数据装载程序、备份程序、文件重组织程序、性能监控程序。
(6) 数据字典(DD):数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典,对数据库的操作都要通过访问DD才能实现。

27. 简述数据库管理员(DBA)的主要职责。
(1)参与数据库设计的全过程,设计数据库的结构和内容
(2)决定和优化数据库的存储与读取策略
(3)定义数据的安全性和完整性
(4)监督和控制数据库的使用和运行,及时处理问题
(5)改进和重新构造数据库系统

28. 简述关系数据库的优点。
(1) 关系模型是建立在严格的数学概念基础上的,具有坚实的理论基础;
(2) 以关系模型(表)作为数据的组织方式,概念简单、清晰、直观;
(3) 直接表示实体之间的多对多联系;
(4) 具有更好的数据独立性;
(5) 用户不需了解复杂的存取路径,不需说明“怎么干”,只需说明“干什么”,易懂易学。

29. 简述DBMS的数据存取过程。
(1) 用户用某种特定的数据操作语言向DBMS发出一个存取请求;
(2) DBMS接受这个请求并解释它;
(3) DBMS依次检查外层模式、外/概念映象、概念模式、概念/内映象以及存储结构定义等;
(4) DBMS对存储数据库执行必要的存取操作。

30. 叙述数据字典的作用。
(1) 供数据库管理系统快速查找有关对象的信息。数据库管理系统在处理用户存取时,要经常查阅数据字典中的用户表、子模式表和模式表等。
(2) 供数据库管理员查询,以掌握整个系统的运行情况。
(3) 支持数据库设计与系统分析。

31. 简述DBMS在用户访问数据库过程中所起的作用.
用户对数据库进行操作,DBMS把操作从应用程序带到外部级、概念级、再导向内部级,进而操作存储器中的数据。

32. 试叙DBMS对数据库的保护功能。
DBMS对数据库的保护主要通过四个方面实现:
(1)数据库的恢复。
(2)数据库的并发控制。
(3)据库的完整性控制。
(4)数据库的安全性控制。

33. 试叙DBMS对数据库的维护功能。
DBMS中有一些程序提供给数据库管理员运行数据库系统时使用,这些程序起着数据库维护的功能。
主要有四个实用程序:
(1)数据装载程序(loading)
(2)备份程序(backup)
(3)文件重组织程序
(4)性能监控程序

34. 什么样的人是DBA?
DBA是控制数据整体结构的人,负责DBS的正常运行。DBA可以是一个人,在大型系统中也可以是由几个人组成的小组。 DBA承担创建、监控和维护整个数据库结构的责任。

35. DBA应具有什么素质?
(1) 熟悉企业全部数据的性质和用途;
(2) 对用户的需求有充分的了解;
(3) 对系统的性能非常熟悉。

36. DBA的主要职责是什么?
(1) 概念模式定义
(2) 内模式定义
(3) 根据要求修改数据库的概念模式和内模式
(4) 对数据库访问的授权
(5) 完整性约束的说明

37. 使用DBS的用户有哪几类?
使用DBS的用户有四类:
(1) DBA
(2) 专业用户
(3) 应用程序员
(4) 最终用户

38. DBMS的查询处理器有哪些功能?
DBMS的查询处理器可分成四个成分:
(1) DML编译器
(2) 嵌入型DML的预编译器
(3) DDL编译器
(4) 查询运行核心程序

39. DBMS的存储处理器有哪些功能?
DBMS的存储处理器提供了应用程序访问数据库中数据的界面,可分成四个成分:
(1) 授权和完整性管理器
(2) 事务管理器
(3) 文件管理器
(4) 缓冲区管理器

40. 磁盘存储器中有哪四类主要的数据结构?
(1) 数据文件:存储了数据库中的数据;
(2) 数据字典(DD):存储三级结构的描述;
(3) 索引文件:为提高查询速度而设置的逻辑排序手段;
(4) 统计数据组织:存储DBS运行时统计分析数据。

41. 试述概念模式在数据库结构中的重要地位。
概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成。 概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。 数据按外模式的描述提供给用户,按内模式的描述存储在磁盘中,而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点, 并使得两级的任何一级的改变都不受另一级的牵制。

43. 数据描述三个领域之间的关系:
从事物的特性到计算机中的数据表示,经历了三个领域:现实世界、信息世界、机器世界。
(1) 现实世界:存在于人们头脑之外的客观世界,称为现实世界。
(2) 信息世界:是现实世界在人们头脑中的反映。
(3) 机器世界:信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储。
信息世界中数据描述的术语有:实体、实体集、属性、实体标识符
机器世界中数据描述的术语有:字段、记录、文件、关键码
在数据库中每个概念都有类型和值的区分,类型是概念的内涵,值是概念的外延

44. 什么是实体(entity)?
是指客观存在可以相互区别的事物。实体可以是具体的对象,如:一个学生,一辆汽车等;也可以是抽象的事件,如:一次借书、一场足球赛等。

45. 什么是属性(attribute)?
实体有很多特性,每一个特性称为属性。每个属性有一个值域, 其类型可以是整数型、实数型、字符串型。比如,学生(实体)有学号、姓名、年龄、性别等属性, 相应值域为字符、字符串、整数和字符串型。

46. 什么是字段(field)?
标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。它是可以命名的最小信息单位, 所以又称为数据元素或初等项。字段的命名往往和属性名相同,比如,学生有学号、姓名、年龄、性别等字段。
47. 什么是记录(record)?
字段的有序集合称为记录。一般用一个记录描述一个实体, 所以记录又可以定义为能完整地描述一个实体的字段集。如:一个学生记录,由有序的字段集(学号、姓名、年龄、性别等)组成。

48. E-R模型中,联系分为哪些类型?
(1)1:1联系:如果实体集E1中的每个实体最多只能和实体集E2中的一个实体有联系,反之亦然, 那么实体集E1对E2的联系称为“一对一联系”,记为“1:1”。
(2)1:N联系:如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个(零个或多个)实体有联系, 而E2中每个实体至多和E1中的一个实体有联系,那么E1对E2的联系是“一对多联系”,记为“1:N”。
(3)M:N联系:如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个(零个或多个)实体有联系, 反之亦然,那么E1对E2的联系是“多对多联系”,记为“M:N”。

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