1.3 练习
1. 数据库的发展历程有哪些阶段？各有什么特点？
A：从数据管理的角度来看，数据库技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
人工管理阶段数据管理的特点：数据不保存，没有软件系统管理数据，没有文件的概念，数据不独立。
文件系统阶段数据管理的特点：数据可以长期保存，数据由文件系统管理。文件的形式已经多样化，数据具有一定的独立性。
数据库系统阶段数据管理的特点：采用复杂的结构化数据模型，数据独立性高，冗余最小，数据控制功能强。
2. 简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
答：数据是指描述事物的符号记录。人们使用数据来了解世界并交换信息。
数据库是存储在一起的相关数据的集合，其结构没有有害或不必要的冗余，并服务于各种应用程序；数据的存储独立于使用它的程序；新数据插入数据库，对原始数据的修改和检索可以公开可控的方式进行。
数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统可以为数据库提供数据定义、建立、维护、查询、统计等操作功能，完成控制数据完整性和安全性的功能。它位于用户和操作系统之间，是数据管理的一层。软件。
数据库系统（DataBase System，简称DBS）是指将数据库引入计算机系统后的系统，由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、应用程序和用户组成，即由计算机组成硬件、软件和用户。
3. 使用数据库系统有什么好处？
A：简化管理，提高效率，提供安全保障。
4. 描述数据库系统的三级模式结构和二级映像的特点。
答：从数据库管理系统的角度来看，数据库系统通常采用三级模式结构：外部模式、模式和内部模式。数据库系统的三级模式是数据的三个抽象层次，将数据的具体组织留给DBMS管理，用户可以对数据进行逻辑抽象处理。
为了实现这三个层次上的连接和转换，数据库系统在三层架构中提供了两层图像：外层架构/架构的图像和架构/内层架构的图像。
5. 数据和程序的逻辑独立性是什么？数据和程序的物理独立性是什么？
答：对于每一个foreign schema，数据库都有一个foreign schema/schema image，它定义并保证了foreign schema和data schema之间的对应关系。当模式改变时，外部模式/模式图像也应相应改变，以确保外部模式保持不变。应用程序是按照数据的外部方式编写的为什么数字签名能够确保数据真实性课后答案，不需要对应用程序进行修改，保证了数据和程序的逻辑独立性，即数据的逻辑独立性。
数据库的内部模式取决于其全局逻辑结构模式。它定义并保证了数据的逻辑模式和内部模式之间的对应关系。当数据库的存储结构发生变化时，schema/内部schema映像也必须相应修改，使schema保持不变，从而保证了数据和程序的物理独立性，即数据的物理独立性。
6.例如，在实际工作和生活中，哪些部门使用数据库？这些数据库的作用是
什么？
答：电信、图书馆、银行等部门。
2.4 个练习
1. 信息的三个世界是什么？各有什么特点？它们之间有什么联系？
答：三种信息分为现实世界、信息世界和计算机世界。
信息的真实世界是指人们想要管理的各种事物的客观存在，事物之间的相互联系，事物发生变化的过程。它是客观存在的，不依赖于人们的思想。
信息世界是现实世界在人们心目中的反映。人们使用思维在现实世界的基础上进行进一步的抽象。将选择、命名、分类等事物抽象出来，用文字符号表达出来，就形成了信息世界。.
在计算机世界中，信息世界中的信息是由人抽象和组织起来的，数据按照特定的数据结构即数据模型存储在计算机中。
可以在三个信息世界之间进行转换。人们往往首先将现实世界中客观存在的事物或对象抽象成一定的信息结构。这种结构不依赖于计算机系统，是人们认可的概念模型。然后将概念模型转换为计算机上特定 DBMS 支持的数据模型。
2. 什么是概念模型？
答：概念模型用于对信息世界进行建模，是对现实世界的抽象和概括。真实、全面地反映现实世界中事物与事物之间的关系，具有丰富的语义表达能力，能够表达用户的各种需求，包括描述现实世界中的各种对象及其复杂的联系，以及用户对数据的感知对象。处理要求和手段。它是从现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计者设计数据库的有力工具，是数据库设计者与用户之间交流的语言。
3. 解释概念模型中常用的概念：实体、属性、代码、域、实体类型、实体集、关联。
答：客观存在并能相互区分的事物称为实体。
实体所具有的特性称为属性。
在实体集中唯一标识一个实体的属性称为代码。
属性的取值范围称为属性的域。
由实体名称及其属性名称集合抽象和描述的同类实体称为实体类型。
相同类型的实体的集合称为实体集。
链接在信息世界中反映为实体（类型）内的链接和实体（类型）之间的链接。
4. 实体连接的三种类型是什么？
答：实体之间的关系按形式不同分为三种：一对一关系、一对多关系、多对多关系。
5. 尝试给出一个 ER 图来描述一个实际的部门。该部门必须至少有三个实体，每个实体之间
也有联系。
答：举两个例子：一个是教学部，一个是生产部。
教学部门有“学生、教师、教室”等实体，ER图如下：
生产部门有“供应商、零件、产品、零件库存、部门”等实体，ER图如下。
6. 数据模型通常由哪三个部分组成？
答：数据模型通常由三部分组成：数据结构、数据操作和完整性约束。
7. 实际数据库系统中使用了哪些数据模型？比较关系和非关系数据模型的优势
缺点。
答：实际数据库系统中最常见的数据组织方式有四种：层次模型、网络模型、关系模型、面向对象模型。
关系模型的优点：用表的概念来表示实体之间的关系，简单直观；关系型数据库采用结构化查询语句，访问路径对用户透明，从而提供数据独立性，简化程序。员工工作；关系模型基于具有扎实理论基础的严谨数学概念。
关系模型的缺点：关系模型的join等查询操作成本高，需要高性能计算机的支持，所以必须提供查询优化功能。
8. 给出三个层次模型、网状模型和关系模型的例子。
答：操作系统的文件系统属于分层模型。
计算机网络属于网状模型。
路由器的路由表属于关系模型。
9. 解释关系模型中常用的概念：关系、元组、属性、主键、域、组件、关系模式。
答：关系对应于通常所说的二维表。
表中的一行称为元组。
表中的列称为属性。
表中的一个属性或属性组，其值可以唯一确定一个元组，并且该属性组不包含冗余属性，这样的属性或属性组称为关系的主键。
一个属性的取值范围称为域。
元组中的属性值称为组件。
关系的类型称为关系模式，关系模式是对关系的描述。
10.关系模型中实体之间的连接有哪三种？
答：联系方式分为三种：一对一联系、一对多联系、多对多联系。
11. 解释面向对象模型中的对象、封装、类的概念，并以实例说明面向对象模型。
答：现实世界中的任何实体都称为建模对象，每个对象都有一个唯一的标识符，称为对象标识符。
每个对象都封装了它的状态和行为，其中状态是对象的属性值集合，行为是对象的方法集合。
具有相同属性和方法的对象的集合称为类。
3.6 练习
1. 三种常见的关系数据语言是什么？
答：关系数据语言可以分为三类：关系代数、关系演算、关系代数和关系演算之间
SQL 语言
.
2. 简要描述概念：关系、域、笛卡尔积、属性、候选键、主键。
答：关系模型的数据结构简单明了，关系单一。在关系模型中，现实世界的实体和实体之间的各种联系可以用关系来表示。从用户的角度来看，关系模型中数据的逻辑结构是一个由行和列组成的二维表。在二维表中，存储了数据库数据。
域是具有相同数据类型的值的集合。
令 D 1, D 2, ..., D n 为任意域，定义 D 1, D 2, ..., D n 的笛卡尔积为：
1212{(,,,
,)|,1,2,
,}nnii DDD dddd D in ??
表中的每一行对应一个元组，表中的每一列对应一个字段。为了区分每一列，必须给它一个名称为什么数字签名能够确保数据真实性课后答案，称为属性。如果关系中某个属性组的值能够唯一标识一个元组，则该属性组称为候选键。如果一个关系有多个候选键，选择其中一个作为主键或主键。
3. 关系的基本属性是什么？
答：关系具有以下属性：
1) 列是同构的，即每列中的组件都是相同类型的数据，来自同一个域。
2) 不同的列可以来自同一个域，每一列称为一个属性。同一关系中的属性名称不能相同。
3) 列的顺序无所谓，即列的顺序可以任意切换。4) 没有两个元组（行或记录）可以完全相同
5) 行的顺序也无所谓，即行的顺序也可以任意切换。
6) 行列相交的地方称为组件，每个组件的值必须是一个原子值，即组件不能进一步划分。
4. 在关系模型中，常见的关系操作有哪些？
答：关系模型中常用的关系操作包括：Select、Project、Join、Divide、Union、Intersection、Difference等查询（Query）操作和添加（Insert）、删除（Delete）、修改（Update）操作。
5. 简述关系模型的三种完整性约束。
答：关系模型提供了三种完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。
实体完整性：如果属性（或属性组）A是基本关系R的主要属性，则属性A不能取空值。
参照完整性：如果属性（或属性组）A不是基本关系R的主键，则对应基本关系S的主键B（基本关系R和关系S不一定是不同的关系），A是一个关系S（外键）的外部（部门）代码。那么，对于 R 中的每个元组，A 上的值必须是：要么是空值，要么等于 S 的主码 B 的某个元组的主码值。
用户定义的完整性：用户对特定数据库的约束，反映了特定应用程序所涉及的数据必须满足的语义要求。
6. 描述关系代数中并、差、交、选择、投影、连接和除法的定义。
答：略。
7. 现有工程公司数据库，包括员工、部门、项目、客户四种关系模式：
员工（员工编号、姓名、性别、出生日期、部门编号）
部门（部门编号、部门名称）
项目（项目编号、项目名称、员工编号、客户编号）
客户（客户编号、客户名称、地址）
请参阅每个关系模式中的表 3-22、表 3-23、表 3-24、表 3-25。
表 3-22 人员表
表 3-23 部门表
表 3-24 工程表
表 3-25 客户表
试一下集合运算的并、差、交、广义笛卡尔积这四种运算，求结果。
回答：（这个问题的标题不清楚）。
8. 使用问题7中的公司数据库，尝试特殊的关系运算选择、投影、连接，得到如下结果：
（1) 询问所有男性员工。
(2) 查询1980年以前出生的员工姓名。
(3) 查询客户大宏公司的工程信息。
