数据库系统概述

简要回答下列问题

1. 关系是二维表、属性是表中的一列、元组是表中的一行。
2. 3 种数据模型是层次数据模型、网络数据模型和关系数据模型。
3. 在层次模型中，无双亲节点称为根节点。
4. 网络数据模型用指针实现数据之间的联系。
5. 关系模型用公共属性实现表与表之间的联系。
6. 文件系统数据管理的基本方法是什么？
   答：
   （1）在文件系统中，人们与数据打交道是通过编写程序按文件名进行的，不必关心数据的物理位置，由操作系统的文件系统提供存取方法（读/写）。
   （2）当存储设备改变时，不必改变程序，但当数据的物理结构（即文件的存储结构）改变时，需修改程序，即程序员不必熟悉文件的存储结构（称为文件系统的数据依赖于程序）。
   （3）文件系统中的文件只存储数据，不存储文件结构的描述信息，因此，文件的建立、存取、查询、插入、删除、修改等操作都要由应用程序来完成。
7. 举例说明什么是数据冗余？它可能产生什么后果？
   答：
   数据冗余是指在两个或更多文件中重复出现的数据。例如，职工的信息可能同时在人事部文件，销售部文件和财务部文件中存在。它可能产生的后果有：数据异常、数据不一致和影响数据的完整性。
8. 举例说明什么是数据异常？
   答：
   数据异常是由数据冗余引起的，当一个数据项变化时，必须修改多处，否则，就可能是同样的数据在不同的文件中不一样。例如，职工方英明家的电话号码改变了，不仅要修改职工文件中方英明的电话号码，还必须交销售文件等其他文件中涉及到方英明的电话号码作相应修改。
9. 什么是数据模型？什么是概念模型？什么是实施模型？常见的实施模型有哪几种？
   答：
   数据模型用于描述数据的结构、数据的性质、数据之间的联系、完整型约束条件，以及某些数据变换规则，即描述数据及数据间联系的整体逻辑结构。
   概念模型用于描述事物、事物的特征和事物之间的联系，如ER模型。它是独立于计算机系统的（硬件与软件）。
   实施模型是一种数据模型，侧重于数据库中数据的表达方式和数据库结构的实现方法。它依赖于具体的 DBMS 。常见的实施模型有3种：层次数据模型、网络数据模型和关系数据模型。
10. 数据库设计主要任务是什么?
    答：
    （1）设计系统的概念模型。
    （2）依据所使用的 DBMS 软件，将概念模型转换成相应的数据模型（关系、层次、网络）。
    （3）用数据定义语言定义数据库的结构和某些约束条件。数据模型是数据库设计的基础和核心任务。
11. 举例说明什么是实体、实体集、属性、联系？
    答：
    实体是客观存在并可以相互区别的事物。例如，一个男学生、一辆汽车等。
    实体集是性质相同的同一类实体的集合。例如，所有的男学生。
    属性是实体的一个特征。例如，学生有学号、姓名、年龄、性别等属性。
    实体的联系有两种：一种是实体内部各属性之间的联系；另一种是实体之间的联系，它有三种类型（一对一，一对多、多对多联系）。
12. 举例说明实体之间联系类型有哪些？
    答：
    实体之间有3种联系模型：
       一对一联系，例如，飞机的座位与乘客之间的联系；
       一对多联系，例如，工厂里车间与工人之间的联系；
       多对多联系，例如，学生和课程之间的联系。
13. 层次数据库是如何实现数据之间的联系的？
    答：
    层次数据库通过指针（数据的存储地址）实现数据之间的联系。每一个存储记录都包括数据区和指针区，指针将所有数据联系起来，构成一个树形的存储结构。
14. DBTG最终提交的数据库与数据操作规范是什么？
    答：
    （1）模式是对整个数据库的描述，通常称为 DBA （数据库管理员）视图。
    （2）子模式是应用程序所“看到”和使用的数据库，是模式的一部分。
    （3）数据管理语言定义数据的各种特征和数据结构，以及对数据进行的各种操作。它有三个部分：模式定义语言模式（DDL）、子模式定义语言（子模式DDL）和数据操纵语言（DML）。
15. 网络数据库是如何实现数据之间的联系的?
    答：
    网络数据库通过指针（数据的存储地址）实现数据之间的联系。指针将所有数据联系起来，构成一个有向图（网络）的存储结构。
16. 关系数据库是如何实现数据之间的联系的?
    答：
    关系数据库通过表（关系）与表（关系）之间的公共属性实现数据之间的联系。这个公共属性是一个表的主码，是另一个表的外码。
17. DBTG 为实现网络数据模型的标准化定义了哪 3 种语言？为什么说这种标准化对用户和设计人员是重要的?
    答：
    DBTG 定义了 3 种语言为用户和设计人员使用，方便了他们进行设计、使用数据库及进行应用程序的编写；使网络数据库的设计和应用具备可移置性。3种语言为：
    （1）模式定义语言(模式 DDL)，数据库管理员利用这种语言定义模式。
    （2）子模式定义语言(子模式 DDL)，在应用程序中利用这种语言定义子模式，即用户将要使用的数据库的内容。
    （3）数据操纵语言(DML)，用于操纵数据库中的数据。
18. 为什么文件系统缺乏数据独立性？
    答：
    数据独立性是指数据不依赖于程序。文件系统中文件的结构和数据发生变化时,相应的程序就必须修改或重新编写，即文件系统中的数据依赖于程序，所以文件系统缺乏数据独立性。
19. 什么是 DBMS ？它的主要功能是什么？
    答：
    DBMS 是数据库管理系统，它是数据库系统中管理数据的软件系统。其主要功能有 5 个方面：①数据定义；②数据操作；③数据库运行的管理；④数据库维护；⑤数据通信。
20. 层次数据库结构如何解决数据冗余问题？
    答：
    由于层次数据库结构中的片段不能重复存储，整个数据库作为一个整体存储，实现数据共享；查找任何片段的路径都是从根开始，按层次顺序访问片段及其内容，直到找到目标片段为止。所以，我们看到在层次数据库中用指针反映数据间的联系，并按一定方式（层次顺序）访问到目标数据，故相同数据就不必重复存储，这也就解决了数据冗余问题。
21. 下列缩写词表示什么意思？它们与网络数据库的问世有什么关系？
    A. CODASYL    B. SPAR    C. ANSI    D. DBTG
    答：
    CODASYl：Committee on Data Systems and Languages 即数据系统和语言协会，它下面的DBTC提出的数据模型是网络模型的主要代表。
    SPARC：Standards Planning and Requirements Committee 即标准需求计划委员会、它扩充了数据库标准，所有主要的网络数据库软件都遵循 DBTG 提出的标准。
    ANSI：American National Standards Institute 即美国国家标准化协会，它对网络数据库的贡献与 SPARC 一样。
    DBTG：DataBase Task Goup 即数据库任务组，它提出了 3 个重要规范（包括 3 种语言)。
22. 什么是数据独立性？数据独立性的重要性是什么？
    答：
    通常把 “数据不依赖于应用程序” 称为数据独立性；但更具体地讲，数据要在计算机中实现至少有两个层次，即定义数据的逻辑结构和在计算机中实现（存储）数据的物理（存储）结构，当数据的逻辑结构或物理结构发生变化时，应用程序不变，这就分别称为数据的逻辑独立性或数据的物理独立性。
    数据独立性的重要性在于数据独立于环境，从而减少了程序设计与程序维护的工作量。

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