数据库概论（数据库系统概述）

简介： 【试述数据，数据库，数据库管理系统，数据库系统等概念】

数据︰描述事物的符号记录。

数据库:长期存储在计算机内的 、有组织的、可共享大量数据的数据集合

数据库管理系统:是位于用户与操作系统之间的
具有数据定义、数据操纵、数据库的运行管理、数据库的建立和维护功能的一层数据管理软件。

数据库系统:在计算机系统中引入数据库后的系统
一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具 )、应用程序、数据库管理员和用户构成。

【使用数据库系统有什么好处】
程序和数据独立性高
数据安全性高，支持长期保存
数据库系统有备份和恢复功能，可以数据共享。
控制数据冗余度

【试述文件系统与数据库系统的区别与联系】

文件系统
面向某一应用程序，共享性差，数据独立性差，冗余度大，记录内有结构，整体无结构，由应用程序自己控制数据库第一章

数据库系统
面向现实世界，共享性高，冗余度小，具有较高的物理独立性和一定的逻辑独立性，
整体结构化，用数据模型描述，由数据库管理系统提供数据的安全性、完整性、并发控制和恢复能力

文件系统和数据库系统之间的联系：
（1） 都是组织数据的 管理技术；
（2） 都是用数据管理软件来进行管理数据， 数据与程序之间 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

【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】

( l ）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 ，一般使用文件系统比较合适。
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 等）

【试述数据库系统的特点】
（1）数据结构化
（2）数据的共享性高
（3）数据独立性好

  （1）物理独立性：用户的应用程序与数据库的数据的物理存储是相互独立的 
  （2）逻辑独立性：用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的
  （3）数据由DBMS统一管理和控制

【数据库管理系统的主要功能有哪些？】
答：
( l ）数据定义功能；
( 2 ）数据操纵功能；
( 3 ）数据库运行管理；
( 4 ）数据库的建立和维护功能。

【什么是概念模型？试述概念模型的作用。】
答：概念模型，也称信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。

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。

【定义并解释概念模型中以下术语：实体，实体型，实体集，实体之间的联系】

答：
实体：客观存在并可以相互区分的事物叫实体。

实体型：具有相同属性的实体具有相同的特征和性质，用实体名及其属性名
集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。

实体集：同型实体的集合 称为实体集；

实体之间的联系：通常是指不同实体型的实体集之间的联系，
实体之间的联系有一对一，一对多和多对多等多种类型。

【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】
数据模型是数据库中用来对现实世界进行抽象的工具，
是数据库中用于提供信息表示和操作手段的形式构架
数据模型的三个要素

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

【试述数据库系统的组成。】
数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用程序、数据库管理员和用户构成。

【数据库管理员(DBA)的职责】
设计数据库的结构和内容
决定和优化数据库的存储与读取策略
定义数据的安全性和完整性
监督和控制数据库的使用和运行，及时处理问题
改进和重新构造数据库系统

系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责是什么

系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，系统分析员要和用户及 DBA 相结合，确定系统的硬件、软件配置，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。

数据库设计人员必须参加用户需求调查和系统分析，然后进行数据库设计。在很多情况下，数据库设计人员就由数据库管理员担任。

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。

【定义并解释以下术语：模式、外模式、内模式、 DDL 、 DML 】

（1）模式（逻辑模式）：
是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。

（2）外模式（子模式，用户模式）：
数据库用户能够看到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的视图。

（3）内模式（存储模式）：
是数据的物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。（仅有一个）

DDL ：数据定义语言，用来定义数据库模式、外模式、内模式的 语言。
DML ：数据操纵语言，用来对数据库中的数据进行查询、插入、删除和修改的语句。

【试述关系模型的概念，定义并解释以下术语： ( l ）关系（ 2 ）属性（ 3 ）域（ 4 ）元组 ( 5 ）主码（ 6 ）分量（ 7 ）关系模式】

答：
关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。

( l ）关系：一个关系对应通常说的一张表；
( 2 ）属性：表中的一列即为一个属性；
( 3 ）域：属性的取值范围；
( 4 ）元组：表中的一行即为一个元组；
( 5 ）主码：表中的某个属性组，它可以惟一确定一个元组；
( 6 ）分量：元组中的一个属性值；
( 7 ）关系模式：对关系的描述，一般表示为关系名（属性 1 ，属性 2 ， … ，属性 n )

【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？】

数据与程序的逻辑独立性：
当模式改变时，外模式/模式的映像作相应的改变，可以保持外模式不变，应用程序不改变， 保持数据与程序之间的逻辑独立性。

数据与程序的物理独立性：
当数据库的存储结构改变时，数据库管理员对模式/内模式做出改变，
可以使模式保持不变，从而应用程序也不变，保证了数据与应用程序之间的物理独立性。
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。

【试述网状、层次数据库的优缺点】
( l ）层次模型简单，对具有一对多层次关系描述 非常自然、直观，容易理解，这是层次数据库的突出优点；

( 2 ）用层次模型的应用系统性能好，特别是对于那些实体间联系是固定的且预先定义好的应用，采用层次模型来实现，其性能优于关系模型；

( 3 ）层次模型提供了良好的完整性支持。

层次模型的缺点主要有：
( l ）现实世界中很多联系是非层次性的，如多对多联系、一个结点具有多个双亲等，层次模型不能自然地表示这类联系，只能通过引入冗余数据或引入虚拟结点来解决；
( 2 ）对插入和删除操作的限制比较多；
( 3 ）查询子女结点必须通过双亲结点。

网状数据模型的优点主要有：
( 1 ）能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲；
( 2 ）具有良好的性能，存取效率较高。

网状数据模型的缺点主要有：
( 1 ）结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握；
( 2 ）其 DDL 、 DML 语言复杂，用户不容易使用。

由于记录之间联系是通过存取路径实现的，应用程序在访问数据时必须选择适当的存取路径。
因此，用户必须了解系统结构的细节，加重了编写应用程序的负担。

试述网状模型的概念，举出三个网状模型的实例。
答：
满足下面两个条件的基本层次联系集合为网状模型。

( l ）允许一个以上的结点无双亲；
( 2 ）一个结点可以有多于一个的双亲。

10．试述层次模型的概念，举出三个层次模型的实例。

答：（1）有且只有一个节点没有双亲节点，这个节点被称为根节点
       （2）根节点以外的结点有且只有一个双亲节点

( l ）教员学生层次数据库模型

( 2 ）行政机构层次数据库模型

( 3 ）行政区域层次数据库模型