河南工业大学数据库考试范围

数据库系统 数据库系统的组成数据库 数据库管理系统 数据库开发工具 数据库应用系统 数据库管理员 用户 特点数据的管理者 DBMS数据面向的对象 现实世界1 数据结构化 整体结构化2 较高的数据共享性 共享性高3 较高的数据独立性 高度的物理独立性和一定的逻辑独立性4 数据由DBMS统一管理和控制 什么是模式 模式 也称逻辑模式 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 所有用户的公共数据视图 综合了所有用户的需求 一个数据库只有一个模式 内模式 外模式 外模式外模式也称子模式或用户模式 它是对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 一个数据库可以有多个外模式 但一个应用程序只能使用同一个外模式 内模式内模式也称存储模式或物理模式 是对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 一个数据库只有一个内模式 数据独立性 逻辑独立性和物理独立性 外模式 模式映像的用途 保证数据的逻辑独立性当模式改变 如增加新关系 属性 改变类型 时 由数据库管理员对各个外模式 模式映像作相应改变 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 因而应用程序不必修改 保证了数据与程序的逻辑独立性 模式 内模式映像的用途 保证数据的物理独立性当数据库的存储结构改变了 例如选用了另一种存储结构 数据库管理员重新定义模式 内模式映像作相应改变 可以保证模式保持不变 因而应用程序也不必改变 保证了数据与程序的物理独立性 概念模型概念模型是现实世界的抽象反映 它表示实体类型及实体间的联系 是独立于计算机系统的模型 是现实世界到机器世界的一个中间层次 人的认识水平的差异决定了最终结果的不同 几个重要概念1 实体 Entity 客观存在并可以相互区分的事物叫实体 2 属性 Attribute 属性是实体所具有的某些特性 通过属性对实体进行描述 实体是由属性组成的 3 码 Key 一个实体往往有多个属性 这些属性之间是有关系的 它们构成该实体的属性集合 如果其中有一个属性或属性集能够唯一标识整个属性集合 则称该属性或属性集为该实体的码 4 实体型 EntityType 具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质 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 例如 学生 学号 姓名 性别 出生年份 系 入学时间 就是一个实体型 5 实体集 EntitySet 同型实体的集合称为实体集 例如 全体学生就是一个实体集 关系 Relation 一个关系对应通常说的一张表 关系模式 对关系的描述关系名 属性1 属性2 属性n 学生 学号 姓名 年龄 性别 系 年级 元组 Tuple 表中的一行即为一个元组 属性 Attribute 表中的一列即为一个属性 给每一个属性起一个名称即属性名 域 Domain 属性的取值范围 主属性和非主属性在一个关系中 包含在任何候选关键字中的各个属性称为主属性 不包含在任一候选码中的属性称为非主属性 例如 职工信息表中的职工号和姓名是主属性 而性别 年龄和工资是非主属性 外键或外码一个关系的某个属性 或属性组合 不是该关系的主键或只是主键的一部分 却是另一个关系的主码 则称这样的属性为该关系的外键或外码 ForeignKey 外码是表与表联系的纽带 数据模型数据模型是对客观事物及联系的数据描述 是概念模型的数据化 即数据模型提供表示和组织数据的方法 三要素 数据结构数据操作数据的完整性约束关系数据模型用二维表格结构表示实体以及实体之间的联系的数据模型称为关系模型 关系模型以关系数学为理论基础 在关系模型中 操作的对象和操作结果都是二维表 三要素 关系结构关系操作关系的完整性约束数据完整性是指关系模型中数据的正确性与一致性 关系数据模型允许定义的三类完整性约束分别是什么 并说明在SQL中实现途径 关系模型允许定义三类完整性约束 1 实体完整性这条规则要求关系中元组在组成主码的属性上不能有空值 要求表中的所有元组都应该有一个唯一标识 即主关键字 2 参照完整性通过在同一个数据库的两个表中进行主键约束和外键约束来实现 参照的列和被参照的列的名字必须相同 在被参照表中 主键值被其它表所参照时 该行不能被删除 也不允许改变 在参照表中 不允许参照不存在的主键值 3 用户自定义的完整性约束需要开发者自己通过创建存储过程和触发器等来实现 请简要说明 与直接的T SQL语句相比 存储过程有哪些优点 一般来讲 应使用SQLServer中的存储过程而不使用存储在客户计算机本地的T SQL程序 其优势主要表现在 1 允许模块化程序设计 2 允许更快速地执行 3 减少网络流量 4 可作为安全机制使用 请列出数据库的三级模式结构与两级映像的内容 简要说明好处 数据库三级模式 外模式 模式和内模式 两级映像 外模式 模式和模式 内模式 优点 1 模式改变 调整外模式 模式映像 可以使外模式保持不变 应用程序保持不变 保证了数据与程序的逻辑独立性 2 内模式改变 调整模式 内模式映像 可以使模式保持不变 应用程序保持不变 保证了数据与程序的物理独立性 数据库设计过程 每一阶段任务 1 需求分析2 概念结构设计3 逻辑结构设计4 物理结构设计5 数据库实施和运行 维护 需求分析阶段准确了解与分析用户需求 包括数据与处理 整个设计过程的基础 最困难 最耗时 概念结构设计阶段整个数据库设计的关键通过对用户需求进行综合 归纳与抽象 形成一个独立于具体DBMS的概念模型 逻辑结构设计阶段将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型对其进行优化4 数据库物理设计阶段为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构 包括存储结构和存取方法 数据库实施阶段运用DBMS提供的数据语言 工具及宿主语言 根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库编制与调试应用程序组织数据入库试运行 数据库运行和维护阶段数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行 在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价 调整与修改 SQLServer2005的数据库文件的类型 1 主数据文件数据库的起点 指向数据库中的其他文件 每个数据库都有且只有一个主数据文件 扩展名是 mdf 2 辅助数据文件除主数据文件以外的所有其他数据文件都是辅助数据文件 每个数据库可以0 N个个辅助数据文件 扩展名是 ndf 可以没有2 3 事务日志文件日志文件包含着用于恢复数据库的所有日志信息 每个数据库有1 N个日志文件 日志文件的推荐文件扩展名是 ldf SQLServer数据库中所有的文件位置都记录在数据库的主文件和master数据库中 逻辑数据库数据库是存储数据的容器 即数据库是一个存放数据的表和支持这些数据的存储 检索 安全性和完整性的逻辑成分所组成的集合 组成数据库的逻辑成分称为数据库对象数据表 视图 同义词 存储过程 函数 触发器 规则 以及用户 角色 架构等 每个SQLServer都包含两种类型的数据库系统数据库用户数据库 1 master数据库最重要的系统数据库 记录系统中所有系统级的信息对其他的数据库实施管理和控制的功能记录所有的登录账户和系统配置 它始终有一个可用的最新master数据库备份 2 model数据库为用户新创建的数据库提供模板包含了用户数据库中应该包含的所有系统表的结构 3 msdb数据库供SQLServer代理程序调度警报作业以及记录操作时使用 4 tempdb数据库保存所有的临时表和临时存储过程 全局资源 所有连接到系统的用户的临时表和存储过程都被存储在该数据库中 使用视图的优点 1 为用户集中数据 简化用户的数据查询和处理使得分散在多个表中的数据 通过视图定义在一起 屏蔽了数据库的复杂性 用户不必输入复杂的查询语句 只需针对此视图做简单的查询即可 2 保证数据的逻辑独立性 3 重新定制数据 使得数据便于共享 合并分割数据 有利于数据输出到应用程序中 4 数据保密对不同的用户定义不同的视图 使用户只能看到与自己有关的数据 同时简化了用户权限的管理 增加了安全性 索引的优点 1 大大加快数据的检索速度创建索引的最主要的原因 2 创建唯一性索引 保证表中每一行数据的唯一性 3 加速表和表之间的连接 4 在使用分组和排序子句进行数据检索时 同样可以显著减少查询中分组和排序的时间 5 查询优化器可以提高系统的性能 但它是依靠索引起作用的 索引类型索引可以是唯一的 即索引列不会有两行记录相同 这样的索引称为唯一索引 如果索引是根据单列创建的 这样的索引称为单列索引 根据多列组合创建的索引则称为复合索引 索引的组织方式的不同 可以将索引分为聚集索引和非聚集索引 创建索引时应考虑的问题 1 对一个表中建大量的索引 应进行权衡 2 对于小型表 行数较少 进行索引可能不会产生优化效果 3 对于主键和外键列应考虑建索引 因为经常通过主键查询数据 而外键用于表间的连接 4 很少在查询中使用的列以及值很少的列不应考虑建索引 5 视图中如果包含聚集函数或连接时 创建视图的索引可以显著提升查询性能 在性能方面 存储过程有如下优点 1 预编译 存储过程预先编译好放在数据库内 减少编译语句所花的时间 2 缓存 编译好的存储过程会进入缓存 所以对于经常执行的存储过程 除了第一次执行外 其他次执行的速度会有明显提高 3 减少网络传输 特别对于处理一些数据的存储过程 不必像直接用T SQL语句实现那样多次传送数据到客户端 4 更好的利用服务器内存 特别对于处理中间数据量不大的情况 存储过程中可以利用存放在内存的表变量 触发器的优点 由于在触发器中可以包含复杂的处理逻辑 应该将触发器用来保持低级的数据的完整性 而不是返回大量的查询结果 使用触发器主要可以实现以下操作 1 强制比CHECK约束更复杂的数据的完整性 2 使用自定义的错误提示信息 3 实现数据库中多张表的级联修改 4 比较数据库修改前后数据的状态 5 调用更多的存储过程 6 维护规范化数据 事务处理是数据库的主要工作 事务由一系列的数据操作组成 是数据库应用程序的基本逻辑单元 用来保证数据的一致性 事务就是作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作 这一系列的操作或者都被执行或者都不被执行 系统提供的事务语句如下 ALTERTABLE CREATE DELETE DROP FETCH GRANT INSERT OPEN REBOKE SELECT UPDATE TRUNCATETABLE 并发带来的问题 1 丢失修改 2 脏读 3 不可重复读 4 幻读并发控制指的是当多个用户同时更新行时 用于保护数据库完整性的各种技术 目的是保证一个用户的工作不会对另一个用户的工作产生不合理的影响 锁是实现并发控制的主要方法 是多个用户能够同时操纵同一个数据库中的数据而不发生数据不一致现象的重要保障 数据库中的锁是指一种软件机制 用来指示某个用户 也即进程会话 下同 已经占用了某种资源 从而防止其他用户做出影响本用户的数据修改或导致数据库数据的非完整性和非一致性 锁的类型 1 共享锁2 排它锁3 更新锁4 意向锁5 模式锁6 大容量更新锁 完整数据库备份完整数据库备份将备份整个数据库所有数据足够的日志先写日志 后写数据库文件3种数据库的恢复模式 完整恢复模式 简单恢复模式 大容量日志恢复模式 SQLServer2005的安全性管理机制可分为三个等级 操作系统级 SQLServer级和数据库级 在身份验证阶段 SQLServer和Windows是组合在一起的 因此SQLServer提供了两种确认用户的验证模式 Windows验证和混合验证模式 什么是登陆账号登录服务器的登陆账号 其名称为登录名什么是数据库帐号使用数据库的用户账号 其名称为数据库用户名 登录帐号与数据库帐号区别联系 Windows用户账号和SQLServer登录账号允许用户登录到SQLServer系统中 如果用户想继续对系统中的某个特定数据库进行操作 就必须有一个数据库用户账号 每个数据库要求单独的用户账户 每个用户账户都为该数据库中对象 表 视图和存储过程等 应用的安全权限 用户在数据库中进行的所有活动由T SQL语句传到SQLServer的服务器上 以确定是否有权限 所以 对于每一个要使用的数据库 用户必须拥有该数据库的账号 当然 如果没有这些特定的账号 用户也可以用guest登录 数据库用户账号可以从已经存在的Windows用户账号 Windows用户组 SQLServer的登录名或者角色映射过来 1 DBMS提供数据定义语言DDL对数据库中的对象进行定义和数据操纵语言DML操纵数据库中的数据 实现对数据库的基本操作 使用户能够定义构成数据库结构的各级模式 也能够对数据库中的数据进行检索 插入 修改和删除等基本操作 2 数据库体系结构 三级模式结构 模式 外模式 内模式 两级映像 外模式 模式映像保证数据的逻辑独立性 模式 内模式映像保证数据的物理独立性 3 关系数据模型三要素 关系结构关系操作关系的完整性约束4 数据依赖共有三种 函数依赖 多值依赖和连接依赖 数据库的存储结构逻辑存储结构物理存储结构5 合并分E R图 生成初步E R图产生的冲突 域冲突属性冲突命名冲突结构冲突6 T SQL语言的几个特点 1 综合统一2 两种使用方式 统一的语法结构3 高度非过程化4 类似于人的思维习惯 容易理解和掌握7 数据库文件的类型 主数据文件扩展名是 mdf辅助数据文件扩展名是 ndf可以没有事务日志文件文件扩展名是 ldf8 主键约束唯一确定表中每一行数据的标识 UNIQUE约束指定表中某一列或多个列不能有相同的两行或两行以上的数据存在 FOREIGN约束实现表与表之间的引用关系 CHECK约束限制用户输入某一列的数据 即在该列中只能输入指定范围的数据 9 SQL SERVER支持备份有完整数据库备份 差异数据库备份 事物日志备份 数据库文件或文件组备份 10 在数据库设计的基本步骤中 为数据库选择存储结构和存取方法的是数据库物理设计阶段11 在数据库的各个组成部分中 数据库管理系统 是核