關系數(shù)據(jù)庫相關知識練習與答案

1、關系數(shù)據(jù)庫相關知識練習與答案1.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)模型的三個要素。答：數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用來對現(xiàn)實世界進行抽象的工具，是數(shù)據(jù)庫中用于提供信息表示和 操作手段的形式構(gòu)架。一般地講，數(shù)據(jù)模型是嚴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、 動態(tài)特性和完整性約束條件。因此數(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)：是所研究的對象類型的集合，是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。（2）數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許進行的操作的集合，包括操 作及有關的操作規(guī)則，是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。（3）數(shù)據(jù)的約束條件：是一組完整性規(guī)則的集合。完

2、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。解析數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最重要的概念之一。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎。任何一個DBMS都以某一個數(shù)據(jù)模型為基礎，或者說 支持某一個數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，模型有不同的層次。根據(jù)模型應用的不同目的，可以將模型分成兩類 或者說兩個層次：一類是概念模型，是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，用于信息世界的 建模，強調(diào)語義表達能力，概念簡單清晰；另一類是數(shù)據(jù)模型，是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù) 據(jù)建模，用于機器世界，人們可以用它定義、操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，一般需要有嚴格

3、的形式 化定義和一組嚴格定義了語法和語義的語言，并有一些規(guī)定和限制，便于在機器上實現(xiàn)。試述概念模型的作用。答：概念模型實際上是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次。概念模型用于信息世界的建 模，是現(xiàn)實世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設計人員進行數(shù)據(jù)庫設計的有力工具， 也是數(shù)據(jù)庫設計人員和用戶之間進行交流的語言。定義并解釋概念模型中的術語：實體，實體型，實體集，屬性，碼，實體聯(lián)系圖E R 圖）。答：實體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物叫實體。實體型：具有相同屬性的實體具有相同的特征和性質(zhì)，用實體名及其屬性名集合來抽象 和刻畫同類實體，稱為實體型。實體集：同型實體的集合稱為實體集。屬性：實體所具有的

4、某一特性，一個實體可由若干個屬性來刻畫。碼：惟一標識實體的屬性集稱為碼。實體聯(lián)系圖（E-R圖）：提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法：實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名；屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來；聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同 時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（1： 1，1： n或m： n）。試述關系模型的概念，定義并解釋以下術語：（1）關系（2）屬性域（4）元組（5）主碼（6）.分量關系模式答：關系模型由關系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關系操作集合和關系完整性約束三部分組成。在用戶觀點下， 關系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組

5、成。關系：一個關系對應通常說的一張表；屬性：表中的一列即為一個屬性；域：屬性的取值范圍；元組：表中的一行即為一個元組；主碼：表中的某個屬性組，它可以惟一確定一個元組；分量：元組中的一個屬性值；關系模式：對關系的描述，一般表示為關系名(屬性1，屬性2,，屬性n)，試述關系數(shù)據(jù)庫的特點。答：關系數(shù)據(jù)模型具有下列優(yōu)點：關系模型與非關系模型不同，它是建立在嚴格的數(shù)學概念的基礎上的。關系模型的概念單一，無論實體還是實體之間的聯(lián)系都用關系表示，操作的對象和 操作的結(jié)果都是關系，所以其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰，用戶易懂易用。關系模型的存取路徑對用戶透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨立性、更好的安全保密性， 也簡化了程序員

6、的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作。當然，關系數(shù)據(jù)模型也有缺點，其中最主要的缺點是，由于存取路徑對用戶透明，查 詢效率往往不如非關系數(shù)據(jù)模型。因此為了提高性能；必須對用戶的查詢請求進行優(yōu)化，增 加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度。試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是什么?。答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)由外模式、模式和內(nèi)模式組成。外模式，亦稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶(包括應用程序員和最終用戶)能夠看見 和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關 的數(shù)據(jù)的邏輯表示。模式，亦稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公 共數(shù)據(jù)視圖。模式

7、描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)。外模式涉及的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)，通 常是模式的子集。內(nèi)模式，亦稱存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲 方式的描述。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管 理，使用戶能邏輯抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關心數(shù)據(jù)在計算機中的表示和存儲。為了能夠在內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提 供了兩層映像：外模式/模式映像和模式/內(nèi)模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。定義并解釋以下術語：DDL、DML。答：DDL：數(shù)據(jù)定義語言，用來定義數(shù)據(jù)庫

8、模式、外模式、內(nèi)模式的語言。DML：數(shù)據(jù)操縱語言，用來對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行查詢、插入、刪除和修改的語句。什么叫數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性?什么叫數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性?為什么數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)具有數(shù)據(jù)與程序的獨立性？答：數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性：當模式改變時(例如增加新的關系、新的屬性、改變屬性的 數(shù)據(jù)類型等)，由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式/模式的映像做相應改變，可以使外模式保持 不變。應用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的 邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性：當數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變了，由數(shù)據(jù)庫管理員對模式/內(nèi)模 式映像做相應改變，可以使模式保持不變

9、，從而應用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的 物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式之間提供的兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有 較高的邏輯獨立性和物理獨立性。試述關系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外部碼屬性的值也可以為空?什么 情況下才可以為空？答：關系模型的完整性規(guī)則是對關系的某種約束條件。關系模型中可以有三類完整性約束： 實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。其中實體完整性和參照完整性是關系模型必須滿足的完整性約束條件，被稱做是關系的 兩個不變性，應該由關系系統(tǒng)自動支持。（1）實體完整性規(guī)則：若屬性A是基本關系尺的主屬性，則屬性4不能取空值。（2）參照完整性規(guī)則：若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關系尺的外碼，它與基本關系S的主碼 K相對應（基本關系尺和S不一定是不同的關系），則對于尺中每個元組在F上的值必須為：或者取空值（F的每個屬性值均為空值）；或者等于S中某個元組的主碼值。（3）用戶定義的完整性：用戶定義的完整性是針對某一具體關系數(shù)據(jù)庫的約束條件。它 反映某一具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。在參照完整性中，外部碼屬性的值可以為空，它表示該屬性的值尚未確定，但前提條件 是該外部碼屬性不是其所在關系的主屬性。例如，在下面的“學生”表中，“專業(yè)號”是一個外部碼，不