试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。

• 数据：数据就是描述事物的符号记录。
• 数据库：数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
• 数据库管理系统：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。数据库管理系统和操作系统一样是计算机的基础软件。
• 数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。

试述文件系统与数据库系统的区别和联系。

• 区别：文件是面向应用的，所以数据共享性差，冗余度大、数据独立性差，记录内有结构，整体无结构，由应用程序自己控制。

  数据库系统面向现实世界，共享性高，冗余度小，具有较高的物理独立性和一定的逻辑独立性，整体结构化，用数据模型描述，由数据库管理系统提供数据的安全性、完整性、并发控制和恢复能力

• 联系：文件系统与数据库系统都是计算机系统中管理数据的软件。

  数据库中数据的组织和存储是通过操作系统中的文件系统来实现的。

试述数据库系统的特点。

• 数据结构化；
• 数据的共享性高，冗余度低，易扩充；
• 数据独立性高；
• 数据由 DBMS 统一管理和控制。

数据库管理系统的主要功能有哪些？

• 数据库定义功能；
• 数据组织、存储和管理功能；
• 数据操纵功能；
• 数据库的建立和维护功能；
• 数据库的事务管理和运行管理。

试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？

数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。

• 外模式是数据库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。

• 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。外模式通常是模式的子集。

• 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。

优点：数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，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。

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？

数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变了，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。

数据与程序的逻辑独立性：当模式改变时，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。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。

数据库系统之所以有数据和程序的独立性，是因为数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像，这两层映像保证了逻辑独立性和物理独立性。

关系模型的优缺点

优点是：
1、使用表的概念，简单直观：
2、直接表示实体之间的多对多联系；
3、具有更好的数据独立性；
4、具有坚实的理论基础。
缺点是：
关系模型的联结等操作开销较大，需要较高性能计算机的支持。

ER图和关系模式相互转换

• 判断1对1还是1对多还是多对多的方法是，一句话中前半句只看实体，后半句看量词加实体。
• 注意关系也可能有属性

将ER图转换为关系模型：

• 第一步：转换实体。每个实体就是一个关系模式。实体的属性就是关系模式的属性，实体的标识符就是关系模式的码。

• 第二步：转换联系。联系需要分情况来处理，因为有1对1、1对多、多对多的联系。

  • 1对1：任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的主码作为外码，同时将联系的属性也加入
  • 1对多：在多方关系模式的属性中加入1方关系模式的主码作为外码，同时将联系的属性也加入
  • 多对多：首先将联系转换成关系模式，然后在属性中加入双方实体的主键和自己的属性

• 主码用横线表示，外码用波浪线表示