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。 (填空题)

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　　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。这些概念精确地描述系统的静态特性、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，是对系统的静态特性的描述。 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。 *解析：数据模型是数据库系统中最重要的概念之一。同学们必须通过《概论》的学习真正掌握数据模型的概念和作用。数据模型是数据库系统的基础。任何一个DBMS都以某一个数据模型为基础，或者说支持某一个数据模型。数据库系统中模型有不同的层次。根据模型应用的不同目的，可以将模型分成两类或说两个层次：一是概念模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，用于信息世界的建模，强调语义表达能力，概念简单清晰;另一是数据模型，是按计算机系统的观点对数据建模，用于机器世界，人们可以用它定义、操纵数据库中的数据。一般需要有严格的形式化定义和一组严格定义了语法和语义的语言，并有一些规定和限制，便于在机器上实现。

　　三级模式之间的两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的__________和__________。 (问答题)

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　　逻辑独立性 物理独立性

　　试述概念模型的作用。 (填空题)

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　　概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。

　　根据模型应用的不同目的，可以将这些模型划分为两类，它们分别属于两个不同的层次。第一类是__________，第二类是__________。 (问答题)

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　　概念模型 数据模型

　　定义并解释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) (填空题)

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　　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：唯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)。

　　数据模型的三要素是指__________，__________，__________。实际数据库系统中所支持的主要数据模型是__________，__________，__________。 (问答题)

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　　数据结构 数据操作 完整性约束 关系模型 层次模型 网状模型

　　试述网状、层次数据库的优缺点。 (填空题)

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　　层次模型的优点主要有： 1)模型简单，对具有一对多的层次关系的部门描述非常自然、直观，容易理解，这是层次数据库的突出优点; 2) 用层次模型的应用系统性能好，特别是对于那些实体间联系是固定的预先定义好的应用，采用层次模型来实现，其性能优于关系模型; 3) 次数据模型提供了良好的完整性支持。层次模型的缺点主要有： 1) 现实世界中很多联系是非层次性的，如多对多联系、一个结点具有多个双亲等，层次模型不能自然地表示这类联系。只能通过引入冗余数据或引入虚拟结点来解决。 2 )对插入和删除操作的限制比较多。 3)查询子女结点必须通过双亲结点。网状模型：网状数据模型的优点主要有： 1) 能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲。 2)具有良好的性能，存取效率较高。网状数据模型的缺点主要有： 1) 结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握。 2)其DDL，DML语言复杂，用户不容易使用。由于记录之间联系是通过存取路径实现的，应用程序在访问数据时必须选择适当的存取路径。因此，用户必须了解系统结构的细节，加重了编写应用程序的负担。

　　试述关系模型的概念，定义并解释以下术语： (1)关系 (2)属性 (3)域 (4)元组 (5)主码 (6)分量 (7)关系模式 (填空题)

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　　关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。(1) 关系：一个关系对应通常说的一张表。(2) 属性：表中的一列即为一个属性;(3) 域：属性的取值范围;(4) 元组：表中的一行即为一个元组;(5) 码：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组;(6) 分量：元组中的一个属性值;(7) 关系模式：对关系的描述，一般表示为　　　　　　　　关系名(属性1，属性2，???，属性n)。