数据库复习 (2).doc

数据库：长期存储在计算机内的有组织,可共享的数据的集合。DBMS：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。例如：SQLServer2000,Access,Orecal等。物理独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。即，数据在磁盘上怎样存储由DBMS管理，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，即，当数据的逻辑结构改变时，用户程序也可以不变作用：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。数据模型满足三方面要求：1.能比较真实地模拟现实世界.2.容易为人所理解。3.便于在计算机上实现。概念模型特点：独立于具体的机器和MBMS数据模型的三个要素：数据结构、数据操作、数据的完整性约束条件。最常用的数据模型：层次模型，网状模型，关系模型，面向对象模型，对象关系模型，其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。模式：也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式。外模式：也称子模式或用户模式，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，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。一个数据库可以有多个外模式。内模式：也称存储模式，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。一个数据库只有一个内模式。数据库的两级映像功能：外模式/模式映像（对于一个外模式，数据库系统都有一个外模式/内模式映像，保证了数据与程序的逻辑独立性） 、 模式/内模式映像（模式/内模式映像是唯一的，它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系，保证了数据的物理独立性。）按实现的功能来分，SQL可以分为3类：（1）数据定义语句（CREATE 语句）（2）数据操纵语句（查询、统计、分组、排序、检索等操作）（3）数据控制语句（授权和收权命令）数据库系统管理数据的特点：（1）数据库系统以数据模型为基础（2）数据库系统的数据冗余度小，数据共享度高（3）数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性（4）数据库系统通过DBMS进行数据安全性和完整性的控（5）数据库中的数据的最新存取单位是数据项基本术语解释：笛卡儿积：给定一组域D1，D2，Dn，这些域中可以有相同的。 D1，D2，Dn的笛卡儿积为：D1D2 Dn = (d1,d2, ,dn) | diDi, i=1,2, ,n 其中：(d1,d2, ,dn) 叫做一个n元组，简称元组。元组中的每一个值di叫做一个分量。关系：D1D2 Dn的子集叫做在域 D1,D2,Dn上的关系，表示为R(D1, D2, , Dn )。属性：关系是笛卡儿积的有限子集，所以关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。由于域可以相同，为了加以区分，必须对每一列起个名字，称为属性。n目关系必有n个属性。 候选码：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码。 主码：主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码。外码：关系模式R(U，F)中属性或属性集合X并非R的码，但X是另一个关系模式的码，则称X是R的外码(Foreign key)，也称外在码。主属性：候选码的诸属性称为主属性关系的三类完整性约束实体完整性：规定关系中的所有主属性不能为空 参照完整性：外码、参照关系、被参照关系外码取值规则：要么为空，要么等于对应参照关系的某个主码值。用户定义完整性：反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。计算机系统安全性：指为计算机系统建立和采取的各种安全保护措施，以保护计算机系统中的硬件，软件的数据，防止其偶然或恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露等。数据库的完整性：指数据的正确性和相容性。函数依赖的定义：设有关系模式R(U)，X和Y均为U=A1，A2，An的子集，r是R的任一具体关系，r中不可能存在两个元组在X的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称X函数决定Y，或称Y函数依赖于X，记作XY。 XY，但Y不属于 X，则称XY是非平凡的函数依赖。 XY，但Y X，则称XY是平凡的函数依赖。在关系模式R(U)中，如果XY，并且对于X的任何一个真子集X，都有X不确定Y，则称Y对X完全函数依赖，记作X Y。若XY，如果存在X的某一真子集X(X X)，使XY，则称Y对X部分函数依赖。在关系模式R(U)中，X、Y、Z是R的3个不同的属性或属性组，如果XY (Y 不属于X，Y不确定X)，YZ，则称Z对X传递函数依赖。范式：利用规范化理论，使关系模式的函数依赖集满足特定的要求，满足特定要求的关系模式称为范式。规范化：一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换成若干个高一级范式的关系模式的集合，这个过程称作规范化。第一范式：如果关系模式R中不包含多值属性(每个属性必须是不可分的数据项)，则R满足第一范式(First Normal Form)，记作R1NF。第二范式：如果关系模式R(U，F) 1NF，且R中的每个非主属性完全函数依赖于R的某个候选码，则R满足第二范式(Second Normal Form)，记作R2NF。 第三范式:如果关系模式R(U，F) 2NF，且每个非主属性既不传递函数依赖于码也不部分依赖码，则R满足第三范式(Third Normal Form)，记作R3NF。 BCNF:关系模式R(U，F) 1NF，若XY且Y不属于 X时，X必含有码，则R(U，F)BCNF。也就是说，关系模式R(U，F)中，若每个决定因素都包含码，则R(U，F)BCNF。由BCNF的定义可以得出结论，一个满足BCNF的关系模式有：(1) 所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖。(2) 所有的主属性对每一个不包含它的码，也是完全函数依赖。(3) 没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。关系模式R 来说有以下的推理规则：Al.自反律（Reflexivity）： 若Y X U，则X Y为F所蕴含。A2.增广律（Augmentation）：若XY为F所蕴含，且Z U，则XZYZ为F所蕴含。A3.传递律（Transitivity）：若XY及YZ为F所蕴含，则XZ为F所蕴含。关系数据库系统查询处理步骤：查询分析 查询检查 查询优化 查询执行事务具有四个特性：原子性，一致性，隔离性，持续性数据库系统中可能发生的故障大致可以分为事务内部故障 系统故障 介质故障 计算机病毒事务故障 由恢复子系统应利用日志文件撤消（UNDO）此事务已对数据库进行的修改事务故障的恢复由系统自动完成，不需要用户干预系统故障：1.Undo 故障发生时未完成的事务2. Redo 已完成的事务系统故障的恢复由系统在重新启动时自动完成，不需要用户干预介质故障的恢复：1重装数据库使数据库恢复到一致性状态2. 重做已完成的事务并发操作带来的数据不一致性包括 丢失修改 读“脏”数据 不可重复读基本的封锁类型有几种?试叙述它们的含义。答：基本的封锁的类型有排它锁（“X”锁）和共享锁（“S”锁）两种。若事务T对数据A加上X锁，则只允许事务T读取和修改数据A，其他事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁。事务T对数据A加上S锁，则其他事务可以再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的锁。死锁有4个必要条件 互斥条 请求与保持条件 不剥夺条件 循环等待条件例题1：设有关系模式R:授课表（课程号，课程名，学分，授课教师号，教师名，授课时数）。其语义为：一门课程号有唯一的课程名和学分,每名教师有唯一的教师名，每门课程号可以由多名教师讲授，每名教师也可以讲授多门课程，每名教师对每门课程号有唯一的授课时数。1.关系模式R的基本函数依赖 2.候选码 3.最高已经达到第几范式 (1) 课程号 F （课程名，学分） 授课教师号 F 教师名 （授课教师号，课程号） F 授课时数 （授课教师号，课程号） P （课程名，学分） （授课教师号，课程号） P 教师名（2）候选码：授课教师号，课程号（3）存在非主属性对码部分函数依赖，R达到第一范式2.设有关系模式R：学生选课管理（学号，姓名，所在系，性别,课程号，课程名，学分，成绩）。语义如下：一名学生有唯一的所在系，一名学生可以选修多门课程号，一门课程号可以被多名学生选修；每门课程号有唯一的课程名和学分，一名学生选修某一门课程号有唯一的一个成绩。回答以下问题：（1）根据上述规定写出关系模式R的基本函数依赖；（2）找出关系模式R的候选码；（3）试问关系模式R最高已经达到第几范式？为什么？数据库的设计过程：需求分析:调查了解与分析用户需求概念结构设计:整个数据库设计的关键。将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构的过程就是概念结构设计。（E-R图画法）逻辑结构设计：把概念结构转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。（E-R图向关系模式的转换方法）物理结构设计：为一个给定的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：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，并进行试运行数据库运行和维护：经过试运行后即可投入正式运行，完成对数据库的日常维护，对数据库性能的监测、分析和改善；数据库的转储和恢复；维持数据库的安全性和完整性；数据库的重组和重构。例 2设某商业集团数据库中有三个实体集：商店：商店编号、商店名、地址商品：商品编号、商品名、规格、单价职工：职工编号、姓名、性别、业绩每个商店可销售多种商品，每种商品也可放在多个商店销售，每个商店销售一种商品时有月销售量；每个商店有许多职工，每个职工只能在一个商店工作，商店聘用职工有聘期和月薪。 （1）试画出E-R图，要求在图上注明属性及联系的类型；（2）将E-R图转换成关系模型，并注明主码；（2）这个E-R图可转换为4或5个关系模式商店（商店编号，商店名，地址）职工（职工编号，姓名，性别，业绩)聘用（商店编号，职工编号，聘期，月薪）商品（商品编号，商品名，规格，单价）销售（商店编号，商品编号，月销售量）合并方式：商店（商店编号，商店名，地址）职工（职工编号，姓名，性别，业绩，商店编号， 聘期，月薪）商品（商品编号，商品名，规格，单价）销售（商店编号，商品编号，月销售量）CREATE TABLE （ ， ， ）；基本表的修改格式：ALTER TABLE ADD COLUMN 完整性约束 DROP COLUMN CASCADE|RESTRICT ALTER COLUMN ；建立索引语句格式CREATE UNIQUE CLUSTERED INDEX ON (, )；删除索引 DROP INDEX ；删除索引时，系统会从数据字典中删去有关该索引的描述。例 删除Student表的Stusname索引 DROP INDEX Student.Stusname； 数据查询：SELECT ALL|DISTINCT ， FROM ,|(AS) WHERE GROUP BY HAVING ORDER BY ASC|DESC 聚集函数：计数COUNT（DISTINCT|ALL *）COUNT（DISTINCT|ALL ）计算总和SUM（DISTINCT|ALL ） 计算平均值AVG（DISTINCT|ALL ）最大最小值 MAX（DISTINCT|ALL ） MIN（DISTINCT|ALL ）复合条件连接例查询选修2号课程且成绩在90分以上的所有学生SELECT Student.Sno, SnameFROM Student, SCWHERE Student.Sno = SC.Sno AND /* 连接谓词*/ SC.Cno= 2 AND SC.Grade 90； /* 其他限定条件 */插入元组：语句格式INSERTINTO (，)VALUES ( ， )修改数据语句格式 UPDATE SET =，= WHERE ；删除数据语句格式 DELETE FROM WHERE ；建立视图语句格式 CREATE VIEW ( ，) AS WITH CHECK OPTION；关系模型的实体完整性CREATE TABLE中用PRIMARY KEY定义关系模型的参照完整性定义在CREATE TABLE中用FOREIGN KEY短语定义哪些列为外码用REFERENCES短语指明这些外码参照哪些表的主码 用户定义的完整性就是针对某一具体应用的数据必须满足的语义要求CREATE TABLE时定义列值非空（NOT NULL）列值唯一（UNIQUE）检查列值是否满足一个布尔表达式（CHECK） 将E-R图转换为关系模型的转换规则如下：1) 实体集转换为关系实体集对应于一个关系关系名：与实体集同名。属性：实体集的所有属性。主码：实体集的主码。2) 联系转换为关系联系转换成为关系模式。联系转换成为关系模式时，要根据联系方式的不同采用不同的转换方式1:1联系的转换方法a) 将1:1联系转换为一个独立的关系：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，且每个实体的码均是该关系的候选码。第一步：联系形成的关系独立存在：职工表（职工号，姓名，年龄）主码：职工号产品表（产品号，产品名，价格）主码：产品号负责（职工号，产品号）主码：职工号或产品号合并方案1：“负责”与“职工”两关系合并： 职工（职工号，姓名，年龄，产品