數據庫技術習題答案(已修改)

　

【正文】 數據庫技術 DataBase Technology Happy You 【 DBT】 ▁▂▃▄▅▆▇ 1 ▇▆▅▄▃▂▁▁ 數據庫技術 習題參考答案 Happy You 2020 – 6 16 （內部使用） （請勿傳播） 西北工業大學出版社 數據庫技術 DataBase Technology Happy You 【 DBT】 ▁▂▃▄▅▆▇ 2 ▇▆▅▄▃▂▁▁ 第 1 章習題答案 ﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌ 1．解釋下列名詞： （ 1）數據：數據（ Data）是用來記錄或者標識事物的本質特征和物理狀況的一串物理符號序列。通常把文本數據、聲音數據、圖形數據、圖像數據、視頻數據和動畫數據的集合，稱為多媒體數據（ Multimedia Data）。 （ 2）數據處 理：數據處理（ Data Processing）是指人們在管理數據時，對大量雜亂無章的原始數據進行收集、整理、存儲、分類、排序、檢索、維護、計算、統計和傳輸等一系列加工處理的過程。 數據處理的過程可概括為：數據的傳輸、數據的收集、數據的存儲、數據的加工和數據的輸出等五大步驟。 （ 3）信息：信息是指對原始數據經過數據處理后所得到的對人類社會實踐和生產活動產生決策影響的有價值的數據。信息是對客觀事物本質的反映，是我們在社會活動中做出正確決策的重要依據。 （ 4）數據模型；數據模型（ Data Model）是指反映客觀 事物本質特征及其相互關系的實際問題的模擬和抽象。即：數據模型是針對實際問題，研究數據以及數據之間的關系，并最終解決實際問題的方法和步驟。它是一組概念或者公式的集合。在數據庫技術中，用數據模型這個工具來抽象、表示和處理現實世界中的數據和信息。 （ 5）數據庫：數據庫（ Database， DB）是組織、存儲、管理數據的電子倉庫，它是存儲在計算機內的通用化的、綜合性的數據的集合。其基本思想就是對所有的數據實行統一的、集中的、獨立的管理，數據庫獨立于程序而存在，并可以提供給各類不同的用戶共享資源。其特點是它具有統一的結 構、較小的冗余度，較高的數據獨立性和易擴展性。 能夠支持文本數據、聲音數據、圖形數據、圖像數據和視頻數據等多媒體數據的數據庫，通常稱為多媒體數據庫（ Multimedia Database， MDB）。 （ 6）數據庫管理系統：數據庫管理系統（ Database Management System， DBMS）是提供給用戶，并幫助用戶建立、使用和管理數據庫的軟件系統。它的職能是維護數據庫、接受和完成用戶提出的訪問數據庫中數據的各種請求。用戶建立數據庫的目的是使用數據庫，并對數據庫中的數據進行加工處理、分析和理解，數據 庫管理系統是幫助用戶達到這一目的的工具和手段。 （ 7）數據庫系統：數據庫系統（ Database System，簡稱 DBS）是指在計算機系統中引入數據庫后，由數據庫、數據庫管理系統、數據庫應用系統、數據庫設計員、數據庫管理員和用戶等構成的完整的計算機系統。 （ 8）數據庫技術：數據庫技術是通過研究數據庫的結構、存儲、設計、管理以及應用的基本理論和實現方法，并利用這些理論來實現對數據庫中的數據 進行 處理、分析和理解 的技術 。即：數據庫技術是研究、管理和應用數據庫的一門軟件科學。 （ 9）關系數據庫管理系統： 基于關系模 型的數據庫管理系統。 （ 10）關系數據庫系統： 基于關系模型的數據庫系統。 （ 11）數據項（屬性）： 在關系模型的結構中，關系模型的每一列稱為數據項，它用來描述每一列數據的共同屬性，數據庫技術 DataBase Technology Happy You 【 DBT】 ▁▂▃▄▅▆▇ 3 ▇▆▅▄▃▂▁▁ 因此關系模型的數據項也稱為屬性（ Attribute）。是關系數據庫系統中的最基本的不可再細分的數據單位。 （ 12）元組： 在關系模型中，關系中的每一行稱為元組（ Tuple）（也稱為記錄）。它是描述一個個體的數據的集合。它是由若干個屬性的屬性值組成。組成元組的所有屬性值的長度的總和稱為元組的長度。 （ 13）關系： 在關系模型的結 構確定之后，關系模型所對應的關系表中的每一列中的數據稱為屬性的值（ Attribute Value）。而所有屬性名和屬性值的集合就是關系（ Relationship）。關系是動態的。 （ 14）關系模式： 如果實際問題所涉及的各個數據之間的關系，能夠表示成二維表格的形式，則把具有這種結構的數據模型稱為關系模型（ Relational Model）（關系模式）。 （ 15）數據倉庫： 數據倉庫就是面向主題的、集成的、不可更新的（穩定的）、隨時間不斷變化的（時變的）數據集合，用以支持經營管理中的決策制定過程。 數據倉庫是 數據的最高存儲層次，是由數據庫經過 ETL 之后生成的用于 OLTP、 OLAP 和數據挖掘等高層數據分析的多維數據的集合。 （ 16）數據挖掘： 數據挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際數據中，提取隱含在其中的、人們所不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。 數據挖掘是融合統計學、關聯規則、神經網絡、遺傳算法、模糊集、粗糙集和人工智能等這些職能軟計算技術，并把它應用數據庫技術中，而發展起來的數據分析技術。數據挖掘模型是用于更高層次數據分析的數據模型。從而挖掘出數據倉庫中的信息，并進行分析、理解和 知識表達。 （ 17）數據可視化分析： 數據可視化分析運用計算機圖形學和圖像處理技術 ,將數據換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來 ,并進行交互處理的理論、方法和技術。涉及內容：到計算機圖形學、圖像處理、計算機輔助設計、計算機視覺及人機交互技術等多個領域 。數據可視化分析是把數據可視化分析的方法和技術引入到數據庫技術之后發展起來的新數據模型。通過數據的直接可視化圖形顯示，從而對數據進行快速有效的分析和理解。 2．簡述數據與信息的區別和聯系。 信息和數據在概念上既有聯系，又有區別。原始數據只是一種原始材料，沒有一定的實用價值，只是在于記錄了客觀世界的事實。只有經過數據處理，才能成為信息。因此，信息來源于數據，數據是信息的載體。信息的價值在于，提供了決策依據。 3．簡述數據處理技術的發展階段及其各階段的特點。 數據的管理技術大致經歷了六個階段：人工管理階段、文件管理階段、數據庫系統階段、數據倉庫階段、數據挖掘階段和數據分析階段。各階段的特點主要表現在以下九個方面的差異。 1）數據結構。 2）數據存儲。 3）數據管理。 4）數據共享。 5）數據冗余。 6）數據獨立。 7）數據挖掘。 8）數據分析。 9）數據可視化分析。 數據庫技術 DataBase Technology Happy You 【 DBT】 ▁▂▃▄▅▆▇ 4 ▇▆▅▄▃▂▁▁ 4．簡述數據庫管理 系統的功能。 （ 1）數據定義：數據庫管理系統應該提供用于定義數據的數據定義語言（ Data Definition Language， DDL），用戶利用 DDL 可以方便的定義數據庫的數據對象以及數據對象之間的關系。 （ 2）數據操縱：數據庫管理系統應該提供用于操作數據的數據操縱語言（ Data Manipulation Language， DML），用戶利用 DML 可以靈活方便的對數據庫進行插入、修改、刪除、查詢、表報和打印等基本操作。 （ 3）數據控制：數據庫管理系統應該提供用于實現對數據庫的安全性、完整性、數據并發和數 據恢復等進行保護控制的數據控制語言（ Data Control Language， DCL），以保證數據的安全、正確、完整和有效。 （ 4）數據存儲：數據庫管理系統能夠實現對數據庫的統一組織、存儲和管理，確定數據庫文件的存儲結構和訪問方式，減少數據冗余，提高數據庫的利用率。 （ 5）數據接口：數據庫管理系統需要提供數據接口功能。用于實現不同軟件系統的之間的數據傳輸。 （ 6）運行管理：數據庫的運行管理是 DBMS 的核心內容。包括數據定義、數據操縱、數據控制和數據存貯的具體實現；對數據庫的安全性、完整性、并發控制和數據恢 復的控制管理；數據庫的備份、重組織、性能的監視與分析等內部維護等。對數據庫的所有訪問操作都要在 DBMS的相應控制程序的統一管理之下進行，以保護和保證數據的安全性、完整性、一致性和共享性。 5．簡述數據庫系統的組成。 數據庫系統一般由硬件、軟件和人員三大部分組成。 （ 1）硬件：硬件一般包括計算機的硬件環境和專門于數據庫管理的硬件設備。前者一般是指計算機的 CPU 個數和性能、內存的性能、主硬盤的性能、多媒體數據的硬件支持能力等；后者一般是指進行快速存取數據的磁盤陣列、磁帶陣列或者光盤陣列、快速數據傳輸的傳輸設備以 及用于數據備份的數據備份設備。 （ 2）軟件：軟件一般包括操作系統、數據庫開發工具（ DBMS、數據庫程序設計主語言和數據庫專用工具）和數據庫應用系統。 （ 3）人員：人員一般包括數據庫設計員、數據庫管理員、數據庫程序員和用戶。 數據庫設計員一般包括數據庫分析人員和數據庫設計人員。主要負責系統的需求分析、性能分析、數據庫的概念設計、數據庫的邏輯設計和數據庫的物理設計等。 6．簡述數據模型的組成要素？數據模型有哪幾種基本類型？數據庫、數據庫管理系統和數據庫系統分別各有哪幾種基本類型？ 數據模型通常是由數據結構、數據 操作和完整性約束三部分組成。 根據數據所描述的對象的特征以及人們所采用的描述方法，數據模型可分為三大類：概念模型、邏輯模型和物理模型。邏輯模型主要包括：層次模型、網狀模型、關系模型、面向對象模型、多維模型、數據挖掘模型和可視化分析模型等。 7．簡述數據庫的五個組成層次。 數據項、元組、關系、數據庫和數據倉庫等五個層次。 8．簡述數據庫技術的特點。 （ 1）數據庫的定義、操縱、控制和統一管理能力。 （ 2）數據的快速處理、分析和理解能力。 （ 3）數據庫技術與 Web 技術的融合。 數據庫技術 DataBase Technology Happy You 【 DBT】 ▁▂▃▄▅▆▇ 5 ▇▆▅▄▃▂▁▁ （ 4）數據庫技術的分布式并行處理能力 。 （ 5）數據庫技術的安全、完整和并發控制機制。 （ 6）數據庫技術的數據恢復機制。 9．簡述 DBA 的職責。 1）決定數據庫中的信息內容和結構。 2）決定數據庫的存儲結構和存取策略。 3）定義數據的安全性要求和完整性約束條件。 4）監控數據庫的使用和運行。 5）數據庫的改進和重組重構。 10．試述文件系統與數據庫系統的區別。 在文件管理階段，數據以文件方式存儲，使用專門文件管理系統按照一定規則和方法對數據文件進行統一組織、存儲和管理，從而加快了數據處理速度，提高了數據處理準確性。特點： 1）數據結構：數據實現 了記錄格式的結構化處理，沒有實現整體數據的結構化存儲。 2）數據存儲：計算機硬件系統的存儲性能得到提高，大量的數據處理可以永久保存。 3）數據管理：計算機軟件系統提供了文件管理系統，程序和數據之間可以按照文件系統提供的存取方法進行管理。 4）數據共享：一個程序仍然對應一組數據，使得數據之間不能共享。只是數據的管理及數據的存取由指定的文件系統來進行管理。 5）數據冗余：由于數據不能共享，因此存在仍然大量的冗余數據，浪費存儲空間。 6）數據獨立：數據和程序不具有相互獨立性。如果數據庫的邏輯結構或者物理結構發生變化時，應用程序必須做相應的修改，從而使程序員做大量重復的工作，不易擴充。 7）數據挖掘：沒有出現數據倉庫和數據挖掘技術，不具有數據挖掘能力。 8）數據分析：沒有數據分析引擎和工具，不具有數據分析能力。 數據庫系統階段是在文件管理階段的基礎上發展起來的數據管理技術。其基本思想是把所有的數據文件組織起來，按照指定的數據結構構成多個數據庫，然后對所有的數據進行有組織的統一結構化管理。使得數據處理的速度更快，準確性更高，尤其是利用計算機處理大量的數據時，更體現出了數據庫系統階段在數據處理方面的快捷、準確、簡單、方便 等優越性。特點： 1）數據結構：數據經過統一的結構化處理，實現整體數據的結構化，并且按照統一的結構化存儲模式進行存儲。 2）數據存儲：計算機硬件系統提供了功能完善的快速存儲設備，數據可以永久保存。 3）數據管理：計算機軟件系統提供了功能完善的數據庫管理系統。數據由數據庫管理系統統一管理和控制。數據庫管理系統提供了數據安全性保護、數據完整性約束、并發控制和數據恢復等嚴密的數據保護機制。 4）數據共享：程序和數據具有較高的共享性，使得數據可以共享。 5）數據冗余：由于數據可以共享，因此存在較少的冗余