第2章 数据库应用系统的层次体系分析

习题21、试述概念模型的作用。

概念层数据模型，也称为概念模型或信息模型，它是从数据的应用语义角度来抽取模型，并按照用户的观点来对数据和信息进行建模，这类模型主要用于数据库设计阶段，它与具体的数据库管理系统无关。

概念模型一方面应该具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识，另一方面它还应该简单、清晰、易于用户理解，它是用户和设计人员交流的工具。

2、解释“三个世界”之间的联系。

从客观世界、信息世界到数据世界是一个认识的过程，也是抽象和映射的过程。

在计算机数据库中存储的数据，是经过两级抽象而来的，并且反映的是现实世界的有关信息。

现实世界的复杂事物经过两级抽象的结果就是数据模型。

而抽象的过程是先将现实世界抽象为信息世界的实体模型，然后再将实体模型经过二级抽象得到数据库系统支持的数据模型。

3、定义并解释下列术语。

1）实体客观存在并可相互区别的事物称为实体（Entity）。

实体可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的概念或联系。

2）实体型具有相同特征的实体称为实体型（Entity Type）。

3）实体集同属于一个实体型的实体的集合称为实体集（Entity Set）。

4）属性属性（Attribute）就是描述实体的特性或性质的数据。

5）码能够唯一标识一个实体的属性或属性集称为码（Key）。

如果码是由几个属性构成的，则其中不能有多余的属性。

即必须是几个属性全部给出才能唯一标识一个实体。

码是区别实体集中不同实体的关键属性，也称为关键字或键。

6）实体-联系图：采用图形的形式描述实体-联系模型称为实体-联系图。

4、学校中有若干个系，每个系有若干个班级和教研室，每个教研室有若干个教员，其中教授和副教授各带若干研究生，每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课程由若干学生选修。

试用E-R图画出此学校的概念模型。

给出主要实体（系、班级、教研室、学生、教员、课程）的E-R图5、某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，每种零件可用在不同的产品上。

可编辑修改精选全文完整版《数据库技术及应用》课程教学大纲一、课程简介本课程是计算机类专业必修的专业课程。

关系数据库是当今数据库技术的主流，本课程以关系数据库为核心，全面概述了数据库系统的基本概念、基本原理和基本技术。

内容覆盖了数据管理技术的进展和特点、数据库系统的组成、数据库的三级模式结构、数据模型的组成和分类、关系模型、SQL语言（含数据库完整性的实现）、索引和视图、数据库安全性、事务的并发控制和恢复、规范化设计理论、ER模型和数据库设计等。

面对21世纪互联网应用所产生的海量数据和巨大点击量，关系型数据库技术显得有些力不从心，这助推了更注重大数据存储和高并发交互响应的NoSQL数据库技术的诞生。

本课程概要介绍NoSQL数据库技术的概念与特点、存储模式、基本操作和应用场景。

数据库技术是信息处理技术中的核心和关键技术，也是一切信息系统的基础。

本课程采用基本理论与实际应用相结合的原则，在注重理论性、系统性和科学性的同时，结合目前最流行的数据库管理系统（SQL Server 2014和MongoDB）对照讲述数据库的基本技术与应用。

通过Python数据处理技术的学习，训练运用数据库技术解决实际应用问题的知识、素质和能力，为后继课程的学习和今后的工作奠定重要基础。

二、课程目标1、掌握数据库技术的基本概念、原理、方法和技术；2、掌握SQL语言查询和编程的基本技术，具备SQL语言编程能力；3、掌握一个典型的RDBMS（如SQL Server）数据库安全性管理、事务并发控制以及数据库备份和恢复的基本技能；4、掌握关系数据库规范化设计理论和ER模型基本方法，具备独立思考设计数据库的能力；5、初步掌握使用Python语言连接SQL Server数据库的方法，培养学生应用数据库技术解决实际问题的思维方法与基本能力；6、初步掌握自主学习方法，能够阅读并理解数据库相关文献，不断拓展知识面，更新知识结构，从而了解数据库技术的最新发展。

数据库系统原理与应用课后习题答案第1章绪论1.试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。

答：(l)数据(Data)：描述事物的符号记录称为数据。

数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。

数据与其语义是不可分的。

解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。

早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。

现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。

数据与其语义是不可分的。

500这个数字可以表示一件物品的价格是500元，也可以表示一个学术会议参加的人数有500人，还可以表示一袋奶粉重500克。

(2)数据库(DataBase，简称DB)：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

(3)数据库系统(DataBas。

Sytem，简称DBS)：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员构成。

解析数据库系统和数据库是两个概念。

数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。

但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。

希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分"数据库系统"和"数据库"，不要引起混淆。

(4)数据库管理系统(DataBase Management sytem，简称DBMs)：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。

DBMS的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。

解析DBMS是一个大型的复杂的软件系统，是计算机中的基础软件。

目前，专门研制DBMS的厂商及其研制的DBMS产品很多。

第二章数据库的概念结构设计将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构（即概念模型）的过程就是概念结构设计。

它是整个数据库设计的关键步骤。

本章主要介绍以下内容：•数据模型。

•概念模型。

•概念结构设计的方法与步骤。

第一节数据模型一、数据数据是数据库中存储的基本对象，也是数据模型的基本元素。

1．数据在数据库中描述事物的符号记录称为数据，是存储的基本对象。

计算机是人们解决问题的辅助工具，而解决问题的前提是对问题存在条件及环境参数的正确描述，在现实世界中人们可以直接用自然语言来描述世界，为了把这些描述传达给计算机，就要将其抽象为机器世界所能识别的形式。

例如，我们在现实世界中用以下语言来描述一块主板：编号为0001的产品为“技嘉主板”，其型号为GA-8IPE1000-G，前端总线800MHz。

如果将其转换为机器世界中数据的一种形式则为：0001，技嘉主板，GA-8IPE1000-G，800MHz。

因此从现实世界中的数据到机器世界中的符号记录形式的数据，还需要一定的转换工作。

2．数据描述在数据库设计的不同阶段都需要对数据进行不同程度的描述。

在从现实世界到计算机世界的转换过程中，经历了概念层描述、逻辑层描述及存储介质层描述三个阶段。

在数据库的概念设计中，数据描述体现为“实体”、“实体集”、“属性”等形式，用来描述数据库的概念层次；在数据库的逻辑设计中，数据描述体现为“字段”、“记录”、“文件”、“关键码”等形式，用来描述数据库的逻辑层次；在数据库的具体物理实现中，数据描述体现为“位”、“字节”、“字”、“块”、“桶”、“卷”等形式，用来描述数据库的物理存储介质层次。

二、数据模型模型是对现实世界中的事物、对象、过程等客观系统中感兴趣的内容的模拟和抽象表达。

如一座大楼模型、一架飞机模型就是对实际大楼、飞机的模拟和抽象表达，人们从模型可以联想到现实生活中的事物。

数据模型也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。

数据模型一般应满足三个要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易被人们理解；三是便于在计算机上实现。

数据库原理与应⽤第2章答案解析主编肖海蓉、任民宏第2章关系数据库基础2.1关系的概念2.2关系数据模型2.2.1关系模型及其要素2.2.2关系的性质及类型2.3关系代数2.3.1关系代数概述2.3.2传统的集合运算2.3.3专门的关系运算2.3.4关系代数运算实例分析及查询优化2.4关系演算2.4.1元组关系运算2.4.2域关系运算本章⼩结习题2第2 章关系数据库基本理论课后习题参考答案1、选择题（1）~（4）：C、A、C、B（5）~（8）：D、B、C、C（9）~（12）：C、A、D、C2、简答题1）定义并解释下列术语，说明它们之间的联系。

答：候选码：在关系中可以唯⼀标识⼀个元组的属性或属性组。

主码：如果⼀个关系中有多个候选码，则选定其中最⼩属性组为主码；主码⼀般⽤下划横线标⽰。

外码：如果属性 X 不是关系R2 的主码，⽽是另⼀关系R1 的主码，则该属性X 称为关系R2 的外码；外码⼀般⽤波浪线标⽰。

域：域是⼀组具有相同数据的值的集合。

笛卡尔积：设定⼀组域 D1,D2,D3,…,D n，这些域中允许有相同的， D1,D2,D3,…,D n 的笛卡尔积为：D1×D2×D3×…×D n={(d1,d2,d3,…,d n)∣d i∈D i ,i=1,2,…,n} 即诸域 D1,D2,D3,…,D n 中各元素间的⼀切匹配组合构成的集合。

其中每个元素(d1,d2,d3,…,d n)称为⼀个元组，元素中的每个值 d i(i=1,2,…,n)称为⼀个分量。

关系：笛卡尔积 D1×D2×D3×…×D n 的⼦集称为域D1,D2,D3,…,D n 上的⼀个 n 元关系，表⽰为：R(D1,D2,D3,…,D n)；关系是笛卡尔积的⼦集，故关系也是⼀张⼆维表，关系中每个元素(d1,d2,d3,…,d n)是关系的元组，对应⼆维表中的⾏，关系中的每个域 D i(i=1,2,…,n)对应表中的⼀列即属性。

习题参考答案第1 章数据库概述2．与文件管理相比，数据库管理有哪些优点？答：将相互关联的数据集成在一起，具有较少的数据冗余，程序与数据相互独立，保证数据的安全可靠，最大限度地保证数据的正确性，数据可以共享并能保证数据的一致性。

3．比较文件管理和数据库管理数据的主要区别。

答：数据库系统与文件系统相比实际上是在应用程序和存储数据的数据库之间增加了一个系统软件，即数据库管理系统，使得以前在应用程序中由开发人员实现的很多繁琐的操作和功能，都可以由这个系统软件完成，这样应用程序不再需要关心数据的存储方式，而且数据的存储方式的变化也不再影响应用程序。

而在文件系统中，应用程序和数据的存储是紧密相关的，数据的存储方式的任何变化都会影响到应用程序，因此不利于应用程序的维护。

4．数据库管理方式中，应用程序是否需要关心数据的存储位置和结构？为什么？答：不需要。

因为在数据库系统中，数据的存储位置以及存储结构保存在数据库管理系统中，从数据到物理存储位置的转换是由数据库管理系统自动完成的。

6．在数据库系统中，应用程序可以不通过数据库管理系统而直接访问数据库文件吗？答：不能。

7．数据独立性指的是什么？它能带来哪些好处？答：数据独立性指的是数据的逻辑独立性和物理独立性。

逻辑独立性带来的好处是当表达现实世界信息的逻辑结构发生变化时，可以不影响应用程序；物理独立性带来的好处是当数据的存储结构发生变化时，可以不影响数据的逻辑组织结构，从而也不影响应用程序。

8．数据库系统由哪几部分组成，每一部分在数据库系统中的作用大致是什么？答：数据库系统由三个主要部分组成，即数据库、数据库管理系统和应用程序。

数据库是数据的汇集，它以一定的组织形式存于存储介质上；数据库管理系统是管理数据库的系统软件，它可以实现数据库系统的各种功能；应用程序指以数据库数据为核心的应用程序。

9．在文件服务器结构和客户/服务器结构中，对数据的处理有什么区别？.k5．在数据库系统中，数据库的作用是什么？答：在数据库系统中，数据库是存放数据的场所。

第2章数据模型1.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。

解：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。

这些概念精确描述了系统的静态特性、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：是一组完整性规则的集合。

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。

2.模型的作用。

解：模型用于对客观事物及其联系进行有效的描述与刻画。

模型是对现实世界特征的模拟和抽象。

数据模型是现实世界数据特征的抽象，是用来描述数据的一组概念和定义。

不同的数据模型提供给我们模型化数据和信息的不同工具。

3.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)解：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：惟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)。

不同的联系。

数据库系统应用Data Base System Application张建国哈工大计算机科学与技术学院本课程的基本信息课程中文名称：数据库系统应用课程英文名称：Data Base System Application授课对象：0636-121,122,131,132,141,142,143,151,152,153,154,161,162,163,164 总学时: 66理论课学时：36实验课学时：30先修课程：计算机实用基础, 高级语言程序设计课程要求：必修课本课程教师的基本信息主讲教师：张建国工作单位：哈工大计算机学院软件基础教研室办公地点：一区计算机学院楼403室二区计算机学院楼B8205室E-Mail: zjghit@本课资料E-Mail:zjg_db@PW:db06361作业信箱：zjg_dbhw@教学QQ:896851292本课程的教学时间安排周日9-10节9,15周日7-8节9,158-15与同学研究后确定周日13:45-15:45周六7-8节周六5-6节周一5-6节周六3-4节时间答疑格物2070636151,152,153,154,161,162,163,164正心31,32格物207正心41教室0636121,122,131,132,141,142,143,151,152,153,154,161,162,163,16417考试0636121,122,131,132,141,142,1438-15实验讲课0636121,122,131,132,141,142,143,151,152,153,154,161,162,163,164授课班级5,7-14周数本课程的意义通过本课的学习,可以使你了解数据库的基本知识理解数据库的基本概念建立数据库的基本思想熟悉数据库的基本操作体会数据库在计算机文化中的地位掌握数据库应用系统设计的基本方法为以后学习和应用数据库技术打下较扎实的基础本课程主要培养学生掌握数据库系统的基本概念、基本理论和数据库应用的基本方法.本课讲授的主要内容第1章数据库系统概述第2章数据库系统的结构第3章关系数据库第4章SQL Server 数据库系统第5章结构化查询语言SQL 第6章视图,存储过程和自定义函数第7章关系数据库规范化理论第8章数据库设计第9章数据库完整性约束第10章数据库安全性第11章数据库备份与恢复技术第12章数据库应用结构与访问接口第13章数据库应用系统设计本课程的考核要求考试以学生完成日常作业和实验环节为必要条件,期末考试采用笔试;本课程总成绩为100分,其中成绩评定由三部分组成：期末考试成绩: 70%实验成绩: 20%平时成绩:10%本课程的相关软件环境Windows XPWindows ServerSQL Server 2000Visual Basic 6.0IE 5.0及以上Word 2003本课程的教材何玉洁编著, 数据库原理与应用教程, 机械工业出版社2003.1萨师煊、王珊编著, 数据库系统概论(第三版),高等教育出版社,2000.3参考教材周立柆等编著,SQL Server 数据库原理——设计与实现,清华大学出版社,2004.3Abraham Silberschatz ,Database System Concepts(4th Edition), 高等教育出版社2003.2 影印版相关网站微软中文网站SQL Server网页：/china/sql/超越——数据库编程：/ 软件工程专家网：华章图书网站：自己再查找一些相关网站!听课认真听课,吸纳课程的精华复习结合教材和课堂笔记理解课程内涵练习通过练习,从知到会,理解基本概念阅读博览相关参考资料,加深理解、拓宽知识面讨论融汇众人智慧,使认识升华实践通过实践,从会到通,掌握数据库设计的基本方法本课程的学习方法也许具有参考价值!。

《数据库原理与应用》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程目标（一）总体目标：电子商务专业的学生数据库理论够用便可,重要的是掌握数据库领域内的实践动手能力、分析问题和解决问题的能力。

因此,本课程应把培养数据库应用与开发人才作为培养目标，比较系统、完整地讲述数据库的基本原理、基本概念和基本技术，适当介绍当今数据库的新技术和新应用，使学生掌握基础理论；而要求学生熟练掌握的是常用数据库管理系统基本操作、SQL语言，数据库应用系统分析、设计、实施和维护，最终掌握解决实际问题的数据库设计思想和养成良好的数据库程序设计习惯，具备用数据库的知识解决实际问题的能力。

（二）课程目标：学生需要掌握数据库系统的基本原理、方法和应用技术，以便能够有效地使用现有的数据库管理系统和软件开发工具。

此外，他们还需要了解数据库结构的设计以及数据库应用系统的开发方法。

通过这些学习，可以培养学生分析和解决实际问题的能力，以及进行数据库应用系统开发的能力。

课程目标1：数据库设计1．1 数据系统的概述1．2 数据模型1.3 关系型数据设计课程目标2：SQL数据库系统的使用2．1 SQL Server 2012基本知识2．2 数据库的基本操作2．3 数据表的基本操作2．4 数据库查询2．5 T-SQL编程2．6 视图和索引2．7 存储过程和2．8 事务与并发控制2．9 数据库系统的安全性2．10 数据库的备份与还原（要求参照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，对应各类专业认证标准，注意对毕业要求支撑程度强弱的描述，与课程目标对毕业要求的支撑关系表一致）（五号宋体）（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表三、教学内容第一章数据库系统概述1.教学目标：（1）掌握数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念；（2）了解数据库技术的发展；（3）掌握数据库系统的组成和功能以及数据库的体系结构2.教学重难点：数据库系统的基本概念、组成和功能，数据库的体系结构。