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数据库系统习题集:选择与主观题解析
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更新于2024-06-25
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"数据库系统概论习题集2007-6-10.doc" 这份文档是一份关于数据库系统的综合习题集,包含了客观选择题和主观题,涵盖了数据库系统的基础理论、关系数据库、SQL语言、数据理论、数据库设计、恢复技术、并发控制、安全性、完整性和数据库系统的新发展等多个方面。 第一部分客观选择题主要测试考生对数据库系统基本概念的理解,如数据库系统由数据库、数据库管理系统和应用系统以及数据库管理员组成;DB、DBS和DBMS的关系;数据库管理技术的发展阶段;数据库系统的特点(数据共享、完整性、独立性);数据独立性的含义;模式、内模式和外模式的作用;数据库管理员(DBA)的职责;概念模型中的实体-关系模型;以及关系数据模型的要素等。 第二部分主观题则深入到具体的技术细节,如关系数据库的特性(如列的顺序无关性)、关系数据库的键(候选码、主码、外码)、关系代数运算(选择、投影、连接)、数据库设计(如ER图转换为关系模式)、关系数据理论(如范式理论)、查询优化、并发控制策略(如封锁、两段锁协议)、数据库安全性措施(如访问控制、审计)、数据库完整性规则(实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性)以及数据库管理系统的设计和新发展,如面向对象数据库系统、分布式数据库系统和并行数据库系统的概念和特点。 整体来看,这份习题集全面检验了学习者对数据库系统理论知识的掌握程度,不仅要求理解基础概念,还需要能够运用这些知识解决实际问题,比如数据库设计、查询优化和并发控制策略等。通过解答这些问题,学习者可以巩固所学,提高在实际数据库管理与应用中的技能。
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手,许多具体的技术工作都由这个助手来完成。开发人员就可以专注于应用逻辑的设计而不
必为管理数据的许许多多复杂的细节操心。还有,当应用逻辑改变,数据的逻辑结构需要改
变时,由于数据库系统提供了数据与程序之间的独立性。数据逻辑结构的改变是 DBA 的责
任,开发人员不必修改应用程序,或者只需要修改很少的应用程序。从而既简化了应用程序
的编制,又大大减少了应用程序的维护和修改。使用数据库系统可以减轻数据库系统管理人
员维护系统的负担。因为 DBMS 在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一的管理和
控制,包括数据的完整性、安全性,多用户并发控制,故障恢复等等都由 DBMS 执行。总
之,使用数据库系统的优点是很多的,既便于数据的集中管理,控制数据冗余,可以提高数
据的利用率和一致性,又有利于应用程序的开发和维护。读者可以在自己今后的工作中结合
具体应用,认真加以体会和总结。
4 .数据 库 管 理 系统是数据 库 系 统的一个重 要 组 成部分,它 的 功 能 包括__________、
__________、__________、__________。 (问答题)
答案:数据定义功能 数据操纵功能 数据库的运行管理 数据库的建立和维护功能
5 .数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统,一般由__________、__________、
__________和__________构成。 (问答题)
答案:数据库 数据库管理系统(及其开发工具) 应用系统 数据库管理员
6 .试述文件系统与数据库系统的区别和联系。 (填空题)
答案:文件系统与数据库系统的区别:文件系统面向某一应用程序,共享性差、冗余度大,
独立性差,纪录内有结构、整体无结构,应用程序自己控制。数据库系统面向现实世界,共
享性高、冗余度小,具有高度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安全性、完整性、并发控制和恢复能力。读者可以参考
《概论》书中表 1.1 中的有关内容。文件系统与数据库系统的联系是:文件系统与数据库系
统都是计算机系统中管理数据的软件。 *解析:文件系统是操作系统的重要组成部分,而
DBMS 是独立于操作系统的软件。但是 DBMS 是在操作系统的基础上实现的。数据库中数
据的组织和存储是通过操作系统中文件系统来实现的。读者可以参考书中第十一章《数据库
管理系统》。或者说,读者进一步学习数据库管理系统实现的有关课程(第十一章只是 DBMS
实现技术的概述)后可以对本题有深入的理解和全面的解答。因为 DBMS 的实现与操作系
统中的文件系统是紧密相关的。例如,数据库实现的基础是文件,对数据库的任何操作最终
要转化为对文件的操作。所以在 DBMS 实现中数据库物理组织的基本问题是如何利用或如
何选择操作系统提供的基本的文件组织方法。这里我们就不具体展开了。
7 .数据库管理技术的发展是与计算机技术及其应用的发展联系在一起的,它经历了三个阶段:
__________阶段,__________阶段和__________阶段。 (问答题)
答案:人工管理 文件系统 数据库系统
8 .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。
(填空题)
答案: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。 ?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。如一个工厂的管理信息系统(其中会包括
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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
统等等),还比如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。
9 .数据库具有数据结构化、最小的__________、较高的__________等特点 。 (问答题)
答案:冗余度 数据独立性
10 .试述数据库系统的特点。 (填空题)
答案:数据库系统的主要特点有:一、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。 *解析:注意这里“整体”
两个字。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(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。 二、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、用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,或者只要做很
少的修改。我们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。 三、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。数据库管理系统的模式结构和二级映象
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。 *解析:所谓“独立性”
即相互不依赖。数据独立性是指数据和程序相互不依赖。即数据的逻辑结构或物理结构改变
了,程序不会跟着改变。数据与程序的独立,把数据的定义从程序中分离出去,加上数据的
存取又由 DBMS 负责,简化了应用程序的编制,大大减少了应用程序的维护和修改。 四、
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: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;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;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;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)。下面我们可以得到“什么是数据
库”的一个定义: 数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合。它可以
供各种用户共享,具有最小冗余度和较高的数据独立性。DBMS 在数据库建立、运用和维
护时对数据库进行统一控制,以保证数据的完整性、安全性,并在多用户同时使用数据库时
进行并发控制,在发生故障后对系统进行恢复。数据库系统的出现使信息系统从以加工数据
的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的新阶段。
11 .DBMS 还必须提供__________保护、__________检查、__________、__________等数据
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控制功能。 (问答题)
答案:数据的安全性 数据的完整性 并发控制 数据库恢复
12 .数据库管理系统的主要功能有哪些? (填空题)
答案:① 数据库定义功能; ② 数据存取功能; ③ 数据库运行管理; ④ 数据库的建立
和维护功能。
13 .模式(Schema)是数据库中全体数据的__________和__________的描述,它仅仅涉及到
__________的描述,不涉及到具体的值。 (问答题)
答案:逻辑结构 特征 型
14 .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。 (填空题)
答案: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。一般地讲,数据模型是严格定义的概念的集合。这些概念精确地描
述系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。因此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,是对系统的静态特
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。 *
解析:数据模型是数据库系统中最重要的概念之一。同学们必须通过《概论》的学习真正掌
握数据模型的概念和作用。数据模型是数据库系统的基础。任何一个 DBMS 都以某一个数
据模型为基础,或者说支持某一个数据模型。数据库系统中模型有不同的层次。根据模型应
用的不同目的,可以将模型分成两类或说两个层次:一是概念模型,是按用户的观点来对数
据和信息建模,用于信息世界的建模,强调语义表达能力,概念简单清晰;另一是数据模型,
是按计算机系统的观点对数据建模,用于机器世界,人们可以用它定义、操纵数据库中的数
据。一般需要有严格的形式化定义和一组严格定义了语法和语义的语言,并有一些规定和限
制,便于在机器上实现。
15 .三级模式之间的两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的__________和
__________。 (问答题)
答案:逻辑独立性 物理独立性
16 .试述概念模型的作用。 (填空题)
答案: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。
17 .根据模型应用的不同目的,可以将这些模型划分为两类,它们分别属于两个不同的层次。
第一类是__________,第二类是__________。 (问答题)
答案:概念模型 数据模型
18 .定义并解释概念模型中以下术语:实体,实体型,实体集,属性,码,实体联系图(E-R
图) (填空题)
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答案: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。属性:实体所具有的某一特性,一个实体可由若干个属性来刻画。
码:唯一标识实体的属性集称为码。实体联系图:E-R 图提供了表示实体型、属性和联系的
方法: ? 实体型:用矩形表示,矩形框内写明实体名。 ? 属性:用椭圆形表示,并用无向
边将其与相应的实体连接起来。 ?联系:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分
别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型(1 : 1,1 : n 或 m : n)。
19 .数据模型的三要素是指__________,__________,__________。实际数据库系统中所支
持的主要数据模型是__________,__________,__________。 (问答题)
答案:数据结构 数据操作 完整性约束 关系模型 层次模型 网状模型
20 .试述网状、层次数据库的优缺点。 (填空题)
答案:层次模型的优点主要有: 1)模型简单,对具有一对多的层次关系的部门描述非常自
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) 层次数据模型提供了良好的完整性支持。层次模型的缺点主要有: 1) 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。网状模型: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。
21 .试述关系模型的概念,定义并解释以下术语: (1)关系 (2)属性 (3)域 (4)元
组 (5)主码 (6)分量 (7)关系模式 (填空题)
答案: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。(1) 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) 码:表中的某个属性组,它可以唯一确定
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)。
22 .数据模型中的__________是对数据系统的静态特征描述,包括数据结构和数据间联系的
描述,__________是对数据库系统的动态特征描述,是一组定义在数据上的操作,包括操作
的涵义、操作符、运算规则及其语言等。 (问答题)
答案:数据结构 数据操作
23 .试述关系数据库的特点。 (填空题)
答案:关系数据模型具有下列优点: ? 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。 ? 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。
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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。 ? 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
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软件的难度。
24 .用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为__________模型,上一层的父结
点和下一层的子结点之间的联系是 的联系。 (问答题)
答案:层次 一对多
25 .试述数据库系统三级模式结构,这种结构的优点是什么? (填空题)
答案:数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。(参见书上图 1.29)外模
式,亦称子模式或用户模式,是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)能够看见和使用
的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据
的逻辑表示。模式,亦称逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述,是所有
用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的局部的逻
辑结构,通常是模式的子集。内模式,亦称存储模式,是数据在数据库系统内部的表示,即
对数据的物理结构和存储方式的描述。数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别,它
把数据的具体组织留给 DBMS 管理,使用户能逻辑抽象地处理数据,而不必关心数据在计
算机中的表示和存储。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在这
三级模式之间提供了两层映象:外模式/模式映象和模式/内模式映象。正是这两层映象保
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。
26 .用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为__________模型,数据之间的
联系通常通过__________实现。 (问答题)
答案:
网状 指针
27 .定义并解释以下术语:DDL、DML (填空题)
答案:
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。
28 .__________是目前最常用也是最重要的一种数据模型。采用该模型作为数据的组织方式
的数据库系统称为__________。 (问答题)
答案:
关系模型 关系数据库系统
29 .关系的完整性约束条件包括三大类:__________、__________和__________。 (问答题)
答案:
实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性
30 .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
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