數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本原理

1、第一章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)要求、目標(biāo)： 了解和掌握數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段，數(shù)據(jù)描述的術(shù)語，數(shù)據(jù)抽象的四個(gè)級別，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組 成。一、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1 .分為四個(gè)階段：人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫階段和 高級數(shù)據(jù)庫階段。2 .數(shù)據(jù)庫階段數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)：1）采用數(shù)據(jù)模型表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2）有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。4）提供四方面的數(shù)據(jù)控制功能：數(shù)據(jù)庫的 恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制、數(shù)據(jù)的完整性、數(shù)據(jù)安全性。5）增加了 系統(tǒng)的靈活性。3 .數(shù)據(jù)庫（DB）:是長期存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理 的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。4 .數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DB

2、MS）:是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù) 據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問 DB的方法，包括DB的 建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。5 .數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）:是實(shí)現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù) 據(jù)、方便多用戶訪 問的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)， 即它是采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。二、數(shù)據(jù)描述1 .分為三個(gè)階段：概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)。2 .概念設(shè)計(jì)中的術(shù)語：1）實(shí)體：客觀存在，可以相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。2）實(shí)體集：性質(zhì)相同的同類實(shí)體的集合。3）屬性：實(shí)體有很多特性，每一個(gè)特性稱為屬性。4）實(shí)體標(biāo)識符（關(guān)鍵碼或鍵）：能惟一標(biāo)識實(shí)體的屬性或?qū)傩约?。以上概念均有類型和值?/p>

3、分。3 .邏輯設(shè)計(jì)中的術(shù)語：1）字段（數(shù)據(jù)項(xiàng)）：標(biāo)記實(shí)體屬性的命名單位稱為字段或數(shù)據(jù)項(xiàng)。2）記錄：字段的有序集合。3）文件： 同一類記錄的集合。4）關(guān)鍵碼：能惟一標(biāo)識文件中每個(gè)記錄的字段或字段集。 以上概念均有類型和值之分。4 . 概念設(shè)計(jì)和邏輯設(shè)計(jì)中術(shù)語的對應(yīng)關(guān)系： 概念設(shè)計(jì) 邏輯設(shè)計(jì)實(shí)體 一 記錄屬性 一 字段（數(shù) 據(jù)項(xiàng)）實(shí)體集 一 文件實(shí)體標(biāo)識符一關(guān)鍵碼5 .實(shí)體之間聯(lián)系的元數(shù)：與一個(gè)聯(lián)系有關(guān)的實(shí)體集個(gè)數(shù)。常用二元 聯(lián)系。二元聯(lián)系的 類型有三種：一對一聯(lián)系、一對多聯(lián)系、多對多 聯(lián)系。6. 一對一聯(lián)系：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體至多和實(shí)體集 E2中的 一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反應(yīng)屆生求職季寶典開啟你

4、的職場征途簡歷撰寫 筆試真題 面試攻略 專業(yè)技能指導(dǎo) 公務(wù)員專區(qū) 2之亦然，那么實(shí) 體集E1和E2的聯(lián)系稱為“一對一聯(lián)系”，記為“ 1: 1”。7. 一對多聯(lián)系：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E2中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí)體 間有聯(lián)系，而E2中每個(gè)實(shí)體至多和E1中一個(gè) 實(shí)體有聯(lián)系，那么稱E1對E2的聯(lián)系是“一對多聯(lián)系”，記為“1: N”。8. 多對多聯(lián)系：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體可以與實(shí)體集 E2中任 意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)） 實(shí)體間有聯(lián)系，反之亦然，那么稱 E1和E2的 聯(lián)系是“多對多聯(lián)系”，記為“M: N”。三、數(shù)據(jù)抽象的級別1 .數(shù)據(jù)模型：描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和定義，對現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)進(jìn)行 抽象。2

5、 .從現(xiàn)實(shí)世界的信息到數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)以及用戶使用的數(shù)據(jù)是 一個(gè)逐步抽象過程，根據(jù)數(shù)據(jù)抽象的級別定義了四種模型：概念模型、邏輯模型、外部模型和內(nèi)部模型。3 .概念模型：表達(dá)用戶需求觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)的模型。4 .邏輯模型：表達(dá)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)的 DB全局邏輯結(jié)構(gòu)的模型。5 .外部模型：表達(dá)用戶使用觀點(diǎn)的 DB局部邏輯結(jié)構(gòu)的模型。6 .內(nèi)部模型：表達(dá)DB物理結(jié)構(gòu)的模型。7 .數(shù)據(jù)抽象的過程、即數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的過程具體步驟：1）根據(jù)用戶需求，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的概念模型；2）根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，把概念模型轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫的邏輯模型；3）根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同的外部模型，給程序員使用；4）數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)時(shí)，要根據(jù)邏輯

6、模型設(shè)計(jì)其內(nèi)部模型。通常分為概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)（2和3步）和物 理設(shè)計(jì)三個(gè)階段8 .常用的概念模型是實(shí)體聯(lián)系（ER）模型，ER模型主要用ER圖 來表示。9 .邏輯模型的分類：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型等。10 .層次模型：用樹型（層次）結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù) 模型。11. 1969年，美國 舊M公司的IMS系統(tǒng)是典型的層次模型系 統(tǒng)。12 .網(wǎng)狀模型：用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。13 . 1969年，CODASYL組織提出DBTG報(bào)告中的數(shù)據(jù)模型是網(wǎng) 狀模型的主要代表。14 .關(guān)系模型：是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合。關(guān)系模式即記錄 類型，它的實(shí)例 稱為關(guān)系，每個(gè)關(guān)系實(shí)

7、際上是一張二維表格。15. 1970年，美國 舊M公司的E.F.Codd連續(xù)發(fā)表論文，提出 關(guān)系模型，奠定了關(guān) 系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫是目前的 主流數(shù)據(jù)庫。外部模型中的模式稱為視圖。17 .三級模式：從用戶（或應(yīng)用程序）到數(shù)據(jù)庫之間，DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述有三個(gè)層次：1）外模式：用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口，是用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。外模式由若干個(gè)記錄類型組成。2）邏輯模式：是數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。3）內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫在物理存儲方面的描述。注意：外模式是邏輯模式的子集。18 .兩級映像：1）外模式/邏輯模式映像：存在于外模式和邏輯模式之間，用于定義外模式和邏輯模式之間的對應(yīng)性

8、。2）邏輯模式/內(nèi)模式映像：存在于邏輯模式和內(nèi)模式之間，用于定義邏輯模式 和內(nèi)模式之間的對應(yīng)性。19 .數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式、兩級映像結(jié)構(gòu)使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)達(dá)到 了高度的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。20 .數(shù)據(jù)獨(dú)立性：是指應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互 獨(dú)立，在修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，盡可能不修改應(yīng)用程序。分為邏輯數(shù) 據(jù)獨(dú)立性和物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。21 .邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性：如果數(shù)據(jù)庫的邏輯模式要修改，那么只 要對外模式/邏輯模式映像作相應(yīng)的修改，可以使外模式和應(yīng)用 程序盡可能保持不變。這樣就認(rèn)為數(shù)據(jù)庫達(dá)到了邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。22 .物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性：如果數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式要修改，即數(shù)據(jù)庫 的物理結(jié)構(gòu)有所變化，那么只要對邏輯模式/內(nèi)模

9、式映像作相應(yīng) 的修改，可以使邏輯模式盡可能保持不變。也就是對內(nèi)模式的修 改盡量不影響邏輯模式，當(dāng)然對外模式和應(yīng)用程序的影響更小， 這樣就認(rèn)為數(shù)據(jù)庫達(dá)到了物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。四、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）1. DBMS的主要功能：數(shù)據(jù)庫的定義功能（DBMS提供DDL定義 數(shù)據(jù)庫的三級模式、兩級映像等）、數(shù)據(jù)庫的操縱功能（DBMS提供DML實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的操作，基本的數(shù)據(jù)操作有檢索和更新兩類）、數(shù)據(jù) 庫的保護(hù)功能、數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能、數(shù)據(jù)字典。五、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）1 . DBS的組成：是數(shù)據(jù)庫、硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫管理員的集合體。2 .軟件包括DBMS、OS、各種主語言和應(yīng)用開發(fā)支撐軟件等程序。其中，DB

10、MS是DBS的核心軟件，要在 OS支持下才能工作。3 .數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）:是控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的一組人員，負(fù)責(zé)DBS的正常運(yùn)行，承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的責(zé)任。三、 第一章復(fù)習(xí)題四、一、單項(xiàng)選擇題1 .在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式發(fā)生改變時(shí)，應(yīng)用程序也可以不變。這是（A ）A）物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性B）邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性C）位置數(shù)據(jù)獨(dú)立性D） 存儲數(shù)據(jù)獨(dú)立性2 .在下面列出的數(shù)據(jù)模型中，哪一個(gè)是概念數(shù)據(jù)模型（ D ）A）關(guān)系模型B）層次模型C）網(wǎng)狀模型D）實(shí)體-聯(lián)系模型3,下面列出的數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展階段中， 哪個(gè)（些）階段數(shù)據(jù)不能保存在計(jì)算機(jī)中？（ A） i,人工管理階段 n.文件系統(tǒng)階段

11、出.數(shù)據(jù)庫階段A） 只有I B）只有n C） I和n D） ii和田4,用二維表結(jié)構(gòu)表示實(shí)體以及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為（ C ）A）網(wǎng)狀模型B）層次模型C）關(guān)系模型D）實(shí)體-聯(lián)系模型5.下面列出的條目中，哪些是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主要特點(diǎn)（A） I . 數(shù)據(jù)共享度高 n .數(shù)據(jù)的冗余小 m .較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性 iv .程序 的標(biāo)準(zhǔn)化 A） I、II和田 B） I和n C） I、II和IV D）都是6 .數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS中用來定義邏輯模式、內(nèi)模式和外模式的 語言是（C ）4 A） DML B）C C）DDL D）Basic7 .層次模型的典型代表是（A ）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。A） IMS B）IBM

12、 C）DBTG D）ATM8 .負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)責(zé)任的是（C ）A）應(yīng)用程序員B）終端用戶C）數(shù)據(jù)庫管理員D）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)員9 .在以下各條敘述中，正確的敘述有幾條（ B ）1）數(shù)據(jù)庫避免了一切數(shù)據(jù)重復(fù)2）數(shù)據(jù)庫減少了數(shù)據(jù)冗余 3）數(shù)據(jù)庫中，如果邏輯模式改變，則需將與其有關(guān)的外模式做相應(yīng)改變，否則應(yīng)用程序需改寫 4）數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)模式如有改變，邏輯模式可以 不變A） 1 B） 2 C） 3 D） 410 .在三級模式之間引入兩級映像，其主要功能之一是（ A ）A）使數(shù)據(jù)與程序具有較高的獨(dú)立性 B ）使系統(tǒng)具有較高的通道能 力C）保持?jǐn)?shù)據(jù)與程序的

13、一致性 D）提高存儲空間的利用率11 .視圖對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)中的（ A ）A）外模式B）邏輯模式C）內(nèi)模式D）都不對應(yīng)12 .對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)可以進(jìn)行查詢、插入、刪除、修改，這是因?yàn)閿?shù) 據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了（ B ）A）數(shù)據(jù)庫定義功能B）數(shù)據(jù)庫操縱功能 C）數(shù)據(jù)庫維護(hù)功能D）數(shù)據(jù)庫控制功能13 . 1970年，美國IBM公司研究員E.F.Codd提出了數(shù)據(jù)庫的（C ）A）層次模型 B）網(wǎng)狀模型 C）關(guān)系模型 D）實(shí)體聯(lián)系模型14 .具有數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享、以及較高數(shù)據(jù)獨(dú)立性等特征的系統(tǒng)是（B ）A）文件系統(tǒng) B）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) C）管理系統(tǒng) D）高級程序15 .在概念設(shè)計(jì)中的事物稱為（

14、A ）A）實(shí)體 B）記錄 C）對象 D）結(jié)點(diǎn)16 .層次模型表達(dá)實(shí)體及實(shí)體之間聯(lián)系用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是（ D ）A） 網(wǎng)狀 B）表 C）有向圖 D）樹型17 . DB是（A ） A）數(shù)據(jù)庫 B）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) C）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)D）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)18 . DBMS 是（B ）19 . A）數(shù)據(jù)庫 B）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)C）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)D）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)19.已知在一個(gè)工廠中有多個(gè)車間，每一個(gè)車間有多名職工，工廠的產(chǎn)品要經(jīng)過多個(gè) 車間的多道工序加工。具體來說，一個(gè)產(chǎn)品要經(jīng)過多個(gè)工人加工，一位工人要加工多個(gè)產(chǎn)品。問：工廠與車間之間屬于（A ）聯(lián)系，車間與工人之間屬于（ A ）聯(lián)系，工人與產(chǎn)品之間屬于（D ）聯(lián)系。A）

15、 一對多 B） 一對一 C）未知 D）多對多20 . （ D ）是存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)的有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合。A）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) B）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) C）操作系統(tǒng) D）數(shù)據(jù)庫21 .數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心是（D ）A）編譯系統(tǒng) B）數(shù)據(jù)庫 C）操作系統(tǒng) D）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)22 .數(shù)據(jù)庫（DB）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） 三者之間的關(guān)系是 （A ） A） DBS包括DB和DBMS B） DBMS 包括DB和DBS C） DB包括DBS和DBMS D） DBS就是DB, 也就是DBMS23 .數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是（B ） A） 一組硬件B） 一組軟件C）既有硬件，也有軟件24 .在DBS中，DBMS和OS之間關(guān)系是（B ）A）相互調(diào)用B） DBMS調(diào)用OS C） OS調(diào)用DBMS D）并發(fā)運(yùn)行25 .數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在（A ）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。A）文件系統(tǒng)B）應(yīng)用程序系統(tǒng) C）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) D）編譯系統(tǒng)26 .三級模式間存在兩種映射，它們是（ A ）A）邏輯模式與外模式間，邏輯模式與內(nèi)模式間 B）外模式與內(nèi)模 式間，外模式與邏輯模式間 C）內(nèi)模式與外模式間，內(nèi)模式與邏輯 模式間27 .表達(dá)用戶使用觀點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫局部邏輯結(jié)構(gòu)的模型是（C ）A）概念模型 B