数据库实用教程(第三版)董建全(老师给的复习纲要珍藏版)

1/10数据库系统原理参考教材：数据库实用教程（第三版）董健全丁宝康编著施伯乐主审第1章数据库发展史1.1数据库阶段的数据管理有哪些特色？有五方面的特征：（1）采用复杂的数据模型表示数据结构。（2）有较高的数据独立性。（3）数据库系统为用户提供方便的用户接口。（4）系统提供四个方面的数据控制功能：数据库的恢复、并发控制、数据完整性、数据安全性，以保证数据库中数据是安全的、正确的、可靠的。（5）对数据的操作不一定以记录为单位，也可以以数据项为单位，增加了系统的灵活性。1.2什么是数据独立性？在数据库中有哪两级独立性？答：数据独立性是指应用程序与数据库的数据结构之间相互独立。在数据库中有物理数据独立性跟逻辑设计独立性1.3试解释DB、DBMS、和DBS三个概念。◆DB：数据库（Database),DB是统一管理的相关数据的集合。DB能为各种用户共享，具有最小冗余度，数据间联系密切，而又有较高的数据独立性。◆DBMS：数据库管理系统（DatabaseManagementSystem)，DBMS是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型DBMS。◆DBS：数据库系统（DatabaseSystem),DBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。第2章数据库系统结构2.1名词解释。逻辑数据物理数据联系的元数1:1联系1:N联系M:N联系数据模型概念数据模型结构数据模型层次模型网状模型关系模型外模式概念模式内模式外模式/模式映像模式/内模式映像数据独立性物理数据独立性逻辑数据独立性DDLDMLDDDD系统答：逻辑数据－－理论上的数据，它是连续的、全部的、有序的。物理数据－－实际存储的数据，它是全部的、可能是断续的、无序的。联系的元数—--与一个联系有关的实体集个数◆1：1联系：如果实体集E1中的每个实体最多只能和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，好么实体集E1对E2的联系称为“一对一联系”，记为“1：1”。◆1：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，而E2中每个实体至多和E1中的一个实体有联系，那么E1对E2的联系是“一对多联系”，记为“1：N”。◆M：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么E1对E2的联系是“多对多联系”，记为“M：N”。◆数据模型：表示实体类型及实体类型间联系的模型称为“数据模型”。它可分为两种类型：概念数据模型和结构数据模型。◆概念数据模型：它是独门于计算机系统的模型，完全不涉及信息在系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构。◆结构数据模型：它是直接面向数据库的逻辑结构，是现实世界的第二层抽象。这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统，所以称为“结构数据模型”。结构数据模型应包含：数据结构、数据操作、数据完整性约束三部分。它主要有：层次、网状、关系三种模型。◆层次模型：用树型结构表示实体间联系的数据模型◆网状模型：用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。◆关系模型：是由若干个关系模式组成的集合，其主要特征是用二维表格结构表达实体集，用外鍵表示实体间联系。◆概念模式：是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成。概念模式不仅要描述概念记录类型，还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。◆外模式：是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。◆内模式：是数据库在物理存储方面的描述，定义所有的内部记录类型、索引和文件的组成方式，以及数据控制方面的细节。◆模式/内模式映象：这个映象存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式和内模式间的对应性，即概念记录和内部记录间的对应性。此映象一般在内模式中描述。◆外模式/模式映象：这人映象存在于外部级和概念级之间，用于定义外模式和概念模式间的对应性，即外部记录和内部记录间的对应性。此映象都是在外模式中描述。◆数据独立性：在数据库技术中，数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立，不受影响。数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立性两级。◆物理数据独立性：如果数据库的内模式要进行修改，即数据库的存储设备和存储方法有所变化，那么模式/内模式映象也要进行相应的修改，使概念模式尽可能保持不变。也就是对模式的修改尽量不影响概念模式。◆逻辑数据独立性：如果数据库的概念模式要进行修改（如增加记录类型或增加数据项），那么外模式/模式映象也要进行相应的修改，使外模式尽可能保持不变。也就是对概念模式的修改尽量不影响外模式和应用程序。DML---数据操纵语言，用于让用户或程序员使用，实现对数据库中数据的操作。基本的数据操作分为两类四种：检索（查询）和更新（插入、删除、修改）。DML分为交互型DML和嵌入型DML两类。依据语言的级别，DML又可分成过程性DML和非过程性DML两种DDL---数据定义语言，用于定义数据库的三级结构，包括外模式、概念模式，内模式及其相互之间的映像，定义数据的完整性、安全控制等约束DD：数据字典（DataDictionary),数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典。（通常DD还存放数据库运行时的统计信息）◆DD系统：管理DD的实用程序称为“DD系统”。2.2逻辑记录与物理记录，逻辑文件与物理文件有些什么联系和区别？数据描述有两形式：物理描述和逻辑描述。物理数据描述是指数据在存储设备上的存储方式，物理数据是实际存放在存储设备上的数据。物理记录、物理文件（还有物理联系、物理结构等术语），都是用来描述存储数据的细节。逻辑数据描述是指程序员或用户用以操作的数据形式，是抽象的概念化数据。逻辑记录、逻辑文件（还有逻辑联系、逻辑结构等术语），都是用户观点的数据描述。2.3设某商业集团数据库有三个实体集。一是“商品”实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价等；二是“商店”实体集，属性有商店号、商店名、地址等；三是“供应商”实体集，属性有供应商编号、供应商名、地址等。供应商之间存在“供应”联系，每个供应商可供应多种多种商品，每种商品可向多个供应商订购，每个供应商供应每种商品有个月供应量；商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商品，每种商品可在多个商店销售，每个商店销售每种商品有个月计划数。试画出反映上述问题的ER图，并将其转换成关系模型。答：实体：商店（商店编号，店号，店址，店经理）商品（商品编号，商品名，单价，产地）职工（职工编号，职工名，性别，工资）联系：P1－商店销售商品的有销售量间P2－职工参加某商店工作的开始时ER图：关系模式集：商店模式（商店编号，店号，店址，店经理）商品模式（商品编号，商品名，单价，产地）职工模式（职工编号，职工名，性别，工资）P1模式（商店编号，商品编号，月销售量）P2模式（商店编号，职工编号，开始时间）2.4试述ER模型、层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型的主要特点。答：ER模型的主要特点：（1）接近于人的思维，容易理解；（2）与计算机无关，用户容易接受。层次模型的特点：记录之间的联系通过指针实现，查询效率较高。网状模型的特点：记录之间联系通过指针实现，M：N联系也容易实现（每个M：N联系可拆成两个1：N联系），查询效率较高。关系模型的特点：用关鍵码而不是用指针导航数据，表格简单，用户易懂，编程时并不涉及存储结构、访问技术等细节。2.5DB的三级模式结构描述了什么问题？试详细解释。答：DB的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。它把数据的具体组织留给DBMS去做，用户只要抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储，这样就减轻了用户使用系统的负担外模式是数据库用户（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。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。它既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也与具体的应用程序，与所使用的应用开发工具及高级程序设计语言（如C、Cobol、Fortran）无关。内模式也称存储模式（StorageSchema），一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。例如，记录的存储方式是顺序存储、按照B树结构存储、还是按Hash方法存储；索引按照什么方式组织；数据是否压缩存储，是否加密；数据的存储记录结构有何规定等。2.6试述概念模式在数据库结构中的重要地位。答：概念模式（定义）是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成。概念模式不仅要描述概念记录类型，还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。数据按外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存储在磁盘中，而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点，并使得两级的任何一级的改变都不受另一级的牵制。2.7什么是数据独立性？其目的是什么？答：数据独立性是指应用程序与数据之间相互独立，不受影响。数据与程序的独立，把数据的定义从程序中分离出去，加上数据的存取又由DBMS负责，从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护和修改。2.8试述DBMS的主要功能（1）数据库的定义功能（2）数据库的操纵功能（3）数据库的保护功能（4）数据库的存储管理（5）数据库的维护功能（6）数据字典2/102.9从模块结构观察，DBMS由哪些部分组成？答：从模块结构看，DBMS由两大部分组成：查询处理器和存储管理器（1）查询处理器有四个主要成分：DDL编译器，DML编译器，嵌入型DML的预编译器，查询运行核心程序（2）存储管理器有四个主要成分：授权和完整性管理器，事务管理器，文件管理器，缓冲区管理器2.10DBS有哪几部分组成？答：DBS由四部分组成：数据库、硬件、软件、数据库管理员2.11在DBS中，DBMS和OS之间的关系是什么？答：DBMS需要通过OS才能操作DBS。第3章关系运算3.1名词解释。关系模型关系模式关系实例属性域元组超键候选键主键外键实体完整性规则参照完整性规则关系模型：用二维表格结构表示实体集，外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。关系模型是由若干个关系模式组成的集合。关系模式：关系模式实际上就是记录类型。它包括：模式名，属性名，值域名以及模式的主键。关系模式仅是对数据特性的描述。关系实例：就是一个关系，即一张二维表格。属性：在关系模型中，字段称为属性。域：在关系中，每一个属性都有一个取值范围，称为属性的值域。元组：在关系中，记录称为元组。超键：在一个关系中，能唯一标识元组的属性或属性集。候选键：不含有多余属性的超键称为候选键。主键：用户选作元组标识的一个候选键为主键。外键：某个关系的主键相应的属性在另一关系中出现，此时该主键在就是另一关系的外键，如有两个关系S和SC,其中S#是关系S的主键，相应的属性S#在关系SC中也出现，此时S#就是关系SC的外键。实体完整性规则：这条规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。如果出现空值，那么主键值就起不了唯一标识元组的作用。参照完整性规则：这条规则要求“不引用不存在的实体”。其形式定义如下：如果属性集K是关系模式R1的主键，K也是关系模式R2的外键，那么R2的关系中，K的取值只允许有两种可能，或者为空值，或者等于R1关系中某个主键值。3.2笛卡尔积、等值联接、自然联接三者之间有什么区别？答：笛卡尔积对两个关系R和S进行操作，产生的关系中元组个数为两个关系中元组个数之积。等值联接则是在笛卡尔积的结果上再进行选择操作，挑选关系第i个分量与第(r+j)个分量值相等的元组；自然连接则是在等值联接(以公共属性值相等为条件)的基础上再行投影操作，去掉S中的公共属性列，当两个关系没有公共属性时，自然