数据库系统原理简答

1、数据库系统原理简答 第一章数据库系统基本概念 1. 数据管理技术的发展 1）人工管理阶段 2）文件系统阶段 3）数据库阶段 4）高级数据库阶段 2. 上述中人工管理阶段特点 1）数据不保存在计算机内。计 算机主要用于计算，一般不 需要长期保存数据 2）没有专用的软件对数据 进行 管理 3）只有程序的概念，没有文 件 的概念 4）数据面向程序 3. 上述中文件系统阶段特点 1）数据以文件形式可长 期 保存在外部存储器的磁盘上 2）数据的逻辑结构与物理结构 有了区别，但比较简单 3）文件组织已多样化 4）数据不再属于某个特定的 程序，可以重复使用，即 数据面向应用 5）对数据的操作记录以记 录 为

2、单位 文件系统的三个缺陷： 1）数据冗余。文件之间缺少 联系，同样的数据在多个 文件中重复存储 2）数据不一致。由数据冗余 造成 3）数据联系弱。由文件之间 相互独立，缺乏联系造成 4. 上述中数据库阶段特点 1）采用数据模型表示复杂的 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 了方便的用户接口 4）数据库系统提供以下方面 的好素具控制功能： 1）数据库的恢复 2）数据库的并发控制 3）数据的完整性 4）数据安全性 5）增加了系统的灵活性 Storage）:最流行的 是光盘存储器,CD- ROM （只读不写儿CD- RW. 5. 物理存储介质，按访问数 据的速度、成本和可靠

3、性，进行分类 DVD-RW （可以读写） 6）磁带仃 ape Storage）:属 于顺序存取存储器 1）高速缓冲存储器6.物理存储中的数据描述（Cache）：访问 速度最快，1）位（Bit,比特）：一个二进制位 最昂贵，容 量小，由CPU 直接管理 2弄存储器（Main Memory）: 又称内存， 但掉电后内存数据会丢 失，由操作系统管理 3）快擦写存储器（Flash 3） Memory）:简称，快闪存 失 磁盘存储器（Magnetic 4）Disk）:也称直接存取 存储器，最流行的外部 存储器， 光存储器（Optical 称为位，一位只能取0或 1两个状态 2）字节（Byte,简记为B）

4、 : 8 个比特称为一个字节，可以 存放一个字符对应的 ASCII 码 字（Word）:若干个字节组成 ,在掉电瘩数据不罢所含的二进 制位的位数称为字长， 女口 8位、16位、24位32 位 4）块（Block）:又称为物理块或 物理记录，块是内存和外 存 交换信息的最小单位，每块 的大小通常为210214 字节 5）桶（Bucket）:外存的逻辑 单位，一个桶可以包含一个 物理块或多个在空间上不一 定连续的物理块 6）卷（Volume）: 一个输入输 出设 备所能装载的全部有用信 息，称为卷，如磁带机 的一盘磁带就是一卷，磁盘 的一个盘组也是一卷 7. 根据数据抽象的级别定义 了四种模型 1

5、）概念数据模型：抽象 级别最高 2）逻辑数据模型 3）外部数据模型 4）内部数据模型 8. 上述中概念模型的特点 1）表达了数据的整体 逻辑结构 2）从用户需求的观点 出发，对数据建模 4）是数据库设计人员与 用户之间进行交流的工 3）独立于硬件和软件 9. 现在采用的概念模型主要是 实体联系（ER）模型，ER 模型的优点 1）简单，容易理解，真实 反映用户的需求 2）与计算机无关，用户容 易接受 但是ER模型只能说明实体 间语义的联系，还不能进一 步说明详细的数 据结构。 10. 上述中逻辑模型的 特 占 1）表达了数据库的整体逻辑结 构 2）是从数据库实现的观点岀 发，对数据建模 3）独立

6、于硬件，但依赖于软件 4）是数据库设计人员与应 指针来实现， 查询效率较 用程序员之间进行交流的 工具 11. 逻辑模型主要有： 层次、网状、关系模型 二种 12. 层次模型的特点：优 点：记录之间的联系通过 数据结构简单，容易为初 学者理解关系模型与层 次、网络模型的最大差别 是：用关键 码而不是用指 针导航数据，是数学化的 模型 15.上述中的外部模型的特 占 用二维表格表达实体集, 缺点: 只能表达1： N 1） 是逻辑模型的一个逻辑子集 联系，M : N联系不易实2）独立于硬件，依赖于软件 现占 应用程序的编写复八、 3）反映了用户使用数据库的观 杂外部模型的优点 数据结构复杂和编程1

7、）简化了用户的观点 复杂2）有助于数据库的安全性保护 13. 网状模型的特点：记录之3）是对概念模型的支持 间的联系通过指针实现，M : 16上述中内部模型又称为物理 N联系也容易实现, 查询效率 较高 缺点：数据结构复杂和编 模型，是数据库最底层的抽 象。 程复杂 14. 关系模型的主要特征是 仃.数据库的数据结构有三 个层次：、 外部模型：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 逻辑模型：是数据库中 全部数据的整体逻辑结 构的描述 内部模型：是数据库在 物理存储方面的描述 18. 三层模式体系结构的特占 八、 1）有了外模式后，程序员不必关 心逻辑模式，实际上外模式

8、是逻辑模式的逻辑子集 2）逻辑模式必须不涉及到存储 结构、访问细节等细节 3）内模式并不涉及到物理设备 的约束 19. 数据的独立性指应用程序 和数据库的数据结构之间 相互独立，不受影响，分 为： 1）物理数据独立性 2）将用户的数据请求转 2）逻辑数据独立性 20. 数据库管理系统的工作 模式 1）接受应用程序的数据 请求和处理请求 换成复杂的机器代码 3）实现对数据库的操作 4）从对数据库的操作中 接受查询结果 5）对查询结果进行处理 6）将处理结果返回给用 户 21. 数据库管理系统的主要 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：数 据库的恢复、数据库的

9、并 发控制、数据完整性控 希1）、数据安全性控制 4）数据库的维护功能 5）数据字典 22. 数据库系统的组成 1）数据库 2）硬件：包括中央处理 机、内存、外存、输入输 出设备等硬件设备 3）软件：包括数据库管理 系统、操作系统等 4）数据库管理员 23. 数据库用户的分类：数据 库管理员、专业用户、应 用程序员、终端用户 24. 数据库管理系统的存储管 理器的分类：权限和完整 性管理器、事务管理器、 文件管理器、缓冲区管理 器 25. 数据库管理系统的磁盘存 储器的数据结构的分类： 数据文件、数据字典、索 弓I、统计数据、日志 26. 数据库管理系统的查询处 理器的分类：DDL解释 器、D

10、ML编译器、嵌入式 DML的预编译器、查询求 值引擎 27. 数据库管理系统位于用户 与操作系统的一层数据管 理软件 28.数据库语言分成DDL和 DML两类 29. 数据库管理系统主要由 询处理器和存储管理器两 大部分组成 30. 数据库系统是包含数据库 和数据库管理系统的计算 机系统 31. 数据库系统的效益表现 1）灵活性 2）简易型 3）面向用户 4）有效的数据控制 5）加快应用系统的开发 速度 6）维护方便 7）标准化 第二章数据库设计和ER模 1）分析用户活动，产生业 部概念模型 32.数据库系统的生存期：规 2）将局 戈U、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设 部概念模 计、实成

11、全局概念模型现、运行维护3）评审 型综合 33.规划阶段 1) 系统调查 3）确定数据库系统的总目标 设计阶段 34.需求分析阶段 1）把概 念模型转 2）可行性分析 36.逻辑 务流程图 2）确定系统范围，产生系 统关联图 3）分析用户活动涉及的 数据，产生数据流图 4）分析系统数据，产生数 据字典 35.概念设计阶段-设计能 反 映用户需求的数据库概念 结构，即概念模型，主要 使用ER方法 1）进行数据抽象，设计局 换成逻 辑模型 （主要任务） 2）设计外模型 3）设计应用程序与数据 库的 接口 4）评价模型 5）修正模型 37. 物理设计阶段 1）存储记录结构设计 2）确定数据存放位置

12、3）存取方法的设计 4）完整性和安全性考虑 5）程序设计 38. 数据库的实现阶段 1）定义数据库结构 2）数据装载 3）编制与调试应用程序 4）数据库试运行个价格） 39. 数据库的维护由数据库3）存储属性和派生属性 管理员完成，包括以下内容（实发工资二基本工资+奖 金） 1）数据库的转储和恢复 2）数据库安全性、完整性 4）允许为空值的属性 42.局部ER模型的设计步骤 控制 3）数据库性能的监督、分 2）定义实体 1）确定局部结构范围 析和改进 3）定义联系 4）数据库的重组织和重构 4) 分配属性 43.全局ER模型的设计步 属性和复合属性. 割的属性（性别）、可分解 为其他属性的属性

13、（地 址） 2）根据属性的取值特点： 单值属性和多值属性（同一 实体的属性只能取一个值） （年龄一个、零件多 （不可再分44. 全局ER模型的优化原 则 1）合并实体类型 2）消除冗余属性 45. 关系模型的术语：超键、候 选键、主键、外键 46. 关系模型中对关系做了 40. ER模型的基本元素：实 体、 联系、属性 41. ER模型的属性的分类 1）根据属性的类别：简单 1）确定公共实体类型 2）合并局部ER模型 3）消除冲突 以下规范限制 1）关系中每一个属性值都 是不可分解的 2）关系中不允许出现重复 元组 3）不考虑元组间的顺序， 即没有行序 4）元组中的属性在理论 上也是无序的，但

14、使用时 按 习惯考虑列的顺序 47. 三类完整性规则-关系数据 库的数据与更新操作必须遵 循以下规则 1）实体完整性规则 2）参照完整性规则 3）用户定义的完整性规则 48. 关系数据库的逻辑设计 步骤 1）导出初始关系模式集 2）规范化处理 3）模式评价 4）模式修正 5）设计子模式 49. 增强的ER模型 一个实体对于另一个实 体（强实体）具有很强的 依赖联系，而且该实体主键 的一部分或全部从其强实体 中获得，则称该实体为弱实 体。 ER模型中，弱实体用双线 矩形框表示，与弱实体的联 系用双线菱形表示 第三章关系模式设计理论 50. 关系数据库的基本结构是关 系模式 51. 模式设计理论主

15、要包括：数 据依赖、范式、模式设计方 法 52. 关系模式的非形式化设计准 则 1）关系模式的设计应尽可能只包 含直接联系的属性，不要包 含有间接联系的属性 2）关系模式的设计应尽可能使 得相应关系中不出现插入、 删除和修改等操作异常现象 3）关系模式的设计应尽可能使 得相应关系中避免放置经 常 为空值的属性 4）关系模式的设计应尽可能使 得关系的等值连接在主键和 外键的属性上进行，并且保 证连接以后不会生成 额外的 元组 53. 关系模式的分解特-模式 分解的优缺点 优点：1）模式分解能消除数据 冗余和操作异常现象 2）在分解了的数据库中可以存 储悬挂元组，存储泛关系中无法存 储的信息缺点：

16、1）分解以后，检 索操作需要做笛卡儿积或连接操 作，这将付出时间代价 2）在有泛关系假设时，对 数据库中关系进行自然连 接时，可能产生寄生元组， 即损失了信息。在无泛关 系时，由于数据库中可能 存在悬挂元组，就有可能 不存在泛关系。 54. 第一范式：如果关系模式R的 每个关系的属性值都是不可 分的原子值，那么称R是第 一范式的模式 满足1NF的关系称为规 范化 的关系，否则称为非规范化 的关系，1NF是关系模式应 具备的最起码的条件；不满 足第一范式，就要转换成多 个单值属性或弱实体的方法 来解决。 55. 第二范式：如果关系模式R是 1NF,且每个非主属性完全函 数依赖于候选键，那么称R

17、是第二范 式的模式 不满足2NF的关系模式中 必定存在非主属性对 关键码的局部依赖 56. 第三范式：如果关系模式R 是INF,且每个非主属性 都不传递依赖于R的候选 键，那么称R是第三范式 的模式。不满足3NF的关 系模式中必定存在非主属 性对关键码的传递依赖 57. BCNF :如果关系模式R是 1NF,且每个属性都不传递 依赖于R的候选键，那么 称R是BCNF的模式。 58. 第四范式：4NF是BCNF的 推广 设D是关系模式R上成立的 FD和MVD集合，如果D中每 个平凡的MVD X Y的左部X 都是R的超键，那么称R是 4NF的模式 59. 数据冗余指同一个数据存储 了多次，分解是解

18、决数据冗 余的主要方法。 60. 函数依赖X Y是数据库之间 最基本的一种联系 61. 关系模式在分解时应保 持 等价，有数据等价和语义 等价两种，分别用无损分解 和保持依赖两个特征来衡 量。但无损分解和保持依赖 两者之间没有必然的联系。 62. 范式是衡量模式优劣的标 准，范式表达了模式中数据 依赖之间应满足的联系。 63. 关系模式分解的基本步骤和 特性 别 级 点 特 性 特 解 分 无 损 分 解 保 持 FD 是 值 生值 性子 n 2 非苛邹了注 局锁除属的 能达到 能达到 3dN 3 非苛递了性 传锁绦冨的 好肖主建菰 能达到 能达到 B 每对递了注传陨绦 属的好消一键碗 能达到

19、 不一定能达到 4 E E勺 7TT 7TT 了且余凡 消平FF 能达到 不 定 MVD 能达到 第四章关系运算 66. 67. 68. 69. 关系查询语言根据其理论基 础的不同分成：关系代数语 言、关系演算语言 关系代数的五个基本操作: 并差笛卡儿积投影选择 关系代数的四个组合操 作 交连接自然连接除法 关系代数的两个扩充操作 64. 关系模型有三个重要组成部 分：数据结构、数据操纵、 数据完整性规则 65. 关系数据库的数据操作 语言 的语句分成查询语句和更新 语句两大类 外连接外部并 关系演算可分为：远足关 系演算、域关系演算。（前 者以元组为变量，后者以 属性（域）为变量） 在关系代

20、数运算中，笛卡 儿积和连接运算是最费时 间的，需要优化引出三条 启发式规则，于对表达式 进行转换，减少中间关系 的大小尽可能早地执行选 择操作尽可能早地执行投 影操作避免直接做笛卡儿 积，把笛卡儿积操作之前和 之后的一连串选择和投影合 并起来一起做。关系运算理 论是关系数据库查询语言的 理论基础关系查询语言属于 非过程性语言，但关系代数 73语言的非过程性较弱，域 关系演算语言的非过程性 较强。 70. 71. 72. 1) 2) 3) 关系代数、安全的元组关 75. 76. 系演算、安全的域关系演 算在关系的表达和操作能 力上是完全等价的。 第五章SQL语言 SQL数据库的体系结构 ，存 视

21、 二级结构： 本表 文件 关系模式称为基 ,存储模式称为 ,子模式称为 图，元组称为行 成为列 77. 1) 4) SQL的组成 SQL 数据定义语言，即 DDL , 数据操纵语言 嵌入式SQL语言的使用规 定 数据控制语言 SQL的特点 1） SQL具有十分灵活和强83.事务具有ACID特性，女口 大的查询功能下 2）SQL不是一个应用开发原子性一致性隔离性持 语言，它只提供对数据库 的操作功能 3）SQL是国际标准语言，有 利于各种数据库之间交换 数据 4）SQL的词汇不多，核心 功 能只用了 9个英语动词， 容易学习和使用 79. SQL的数据操纵分成： 数据查询、数据更新 80. SQ

22、L的数据查询用SELECT 语句实现， 81. SELECT语句的格式有三 种：连接查询、嵌套查 询、存在量词方式第六章 数据库管理 82.事务是构成单一逻辑工作 单元的操作集合，要么完 整地执行，要么完全不 执 行。 久性 84. 数据库的故障具体体现 为事务执行的成功与失 败，常见的故障如下： 1）事务故障：分为可以预期 的事务故障、非预期的事 务故障 2）系统故障 3）介质故障 85. 数据库的并发控制-封锁 技术 86. 封锁技术主要有两种封 锁：排他型封锁（简称X 锁，又称写锁）、共享型 封锁（简称S锁，又称读 锁） 87. 数据库的完整性-一SQL把 完整性约束分成三大类： 域约束、基本表约束、断 、 触发器: 是一