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一、简答题

1． 什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？

【答案】（1）数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变，由数据库管理员对模式/内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。

（2）数据与程序的逻辑独立性：当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改变属性的，由数据库管理员对各个外模式/模式的映像做相应改变，可以使外模式保持不变。数据类型等）

应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。

（3）数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

2． 定义并解释以下术语：模式，外模式，内模式，数据定义语言，数据操纵语言。

【答案】（1）外模式：亦称子模式或用户模式，数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

（2）模式：亦称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。

（3）内模式：亦称存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。

（4）数据定义语言（Data Definition Language，DDL ）:用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言。

（5）数据操纵语言（Data Manipulation Language, DML ）:用来对数据库中的数据进行查询、插入、删除和修改的语句。

3． 试述数据库系统的三级模式结构，并说明这种结构的优点是什么。

【答案】（1）数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。

①外模式，亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

②模式，亦称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。

③内模式，亦称存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。

（2）数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMS 管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

4． 设有如图所示的关系S 、SC 和C ，试用关系代数表达式表示下列查询语句：

图

（1）检索程军老师所授课程的课程号（2）检索年龄大于21的男学生学号（4）检索李强同学不学课程的课程号（5）检索至少选修两门课程的学生学号（6）检索全部学生都选修的课程的课程号（8）检索选修课程号为和的学生学号

和课程名（CNAME ）。 和姓名（SNAME ）。

和课程名（CNAME ）。 ，

（3）检索至少选修程军老师所授全部课程的学生姓名（SNAME ）。

（7）检索选修课程包含程军老师所授课程之一的学生学号（Sifl}）。

（9）检索选修全部课程的学生姓名（SNAME ）。

（10）检索选修课程包含学号为2的学生所修课程的学生学号（11）检索选修课程名为C 语言的学生学号（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）

5． 规范化理论对数据库设计有什么指导意义？

【答案】规范化理论为数据库设计人员判断关系模式的优劣提供了理论标准，可用以指导关系数据模型的优化，用来预测模式可能出现的问题，为设计人员提供了自动产生各种模式的算法工具，使数据库设计工作有了严格的理论基础。

6． 关系数据库管理系统的工作过程是什么？给出数据库管理系统插入一个记录的活动过程，画出活动过程本意图。

DBMS 是一个复杂而有序的整体，【答案】图是DBMS 的运行过程示例。结合图，给出DBMS 插入一条记录的活动过程。

【答案】本题各个查询操作对应的关系代数表达式表示如下：

和姓名（SNAME ）。

图 数据库管理系统的运行过程

（1）用户通过应用程序向DBMS （以RDBMS 为例）发出调用数据库数据的INSERT 命令。