1、自考数据库系统原理复习资料自考数据库系统原理复习资料1 数据库原理及应用复习重点 第一章 数据库系统基本概念 要求、目标 了解和掌握数据管理技术的发展阶段数据描述的术语数据抽象的四个级别数据库管理系统的功能数据库系统的组成。 一、 数据管理技术的发展 1 分为四个阶段人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库阶段。 2 数据库阶段数据管理的特点 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 提供四方面的数据控制功能数据库的恢复、数据库的并发控制、数据的完整性、数据安全性。 5 增加了系统的灵活性。 3 数据库DB是长期存
2、储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。 4 数据库管理系统DBMS是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件它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。 5 数据库系统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硬件、软件和数据资源组成的系统即它是采用数据库技术的计算机系统。 二、 数据描述 1 分为三个阶段概念设计、逻辑设计和物理设计。 2 概念设计中的术语 1 实体客观存在可以相互区别的事物称为实体。 2 实体集性质相同的同类实体的集合。 3 属性实体有很多特性每一个特性称为属性。 4 实体标识符关键码或键能惟一标识实体
3、的属性或属性集。 以上概念均有类型和值之分。 3 逻辑设计中的术语 1 字段数据项标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。 2 记录字段的有序集合。 3 文件同一类记录的集合。 4 关键码能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集。 以上概念均有类型和值之分。 4 概念设计和逻辑设计中术语的对应关系 概念设计 逻辑设计 实体 记录 属性 字段数据项 实体集 文件 实体标识符 关键码 5 实体之间联系的元数与一个联系有关的实体集个数。常用二元联系。二元联系的类型有三种一对一联系、一对多联系、多对多联系。 6 一对一联系如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个实体有联系反 2 之亦然那么实体集
4、E1和E2的联系称为“一对一联系”记为“11”。 7 一对多联系如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个零个或多个实体间有联系而E2中每个实体至多和E1中一个实体有联系那么称E1对E2的联系是“一对多联系”记为“1N”。 8 多对多联系如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个零个或多个实体间有联系反之亦然那么称E1和E2的联系是“多对多联系”记为“MN”。 三、 数据抽象的级别 1 数据模型描述数据库的结构和定义对现实世界的数据进行抽象。 2 从现实世界的信息到数据库存储的数据以及用户使用的数据是一个逐步抽象过程根据数据抽象的级别定义了四种模型概念模型、逻辑模型、外部模型和内部模型
5、。 3 概念模型表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型。 4 逻辑模型表达计算机实现观点的DB全局逻辑结构的模型。 5 外部模型表达用户使用观点的DB局部逻辑结构的模型。 6 内部模型表达DB物理结构的模型。 7 数据抽象的过程、即数据库设计的过程具体步骤 1 根据用户需求设计数据库的概念模型 2 根据转换规则把概念模型转换成数据库的逻辑模型 3 根据用户的业务特点设计不同的外部模型给程序员使用 4 数据库实现时要根据逻辑模型设计其内部模型。 通常分为概念设计、逻辑设计2和3步和物理设计三个阶段。 8 常用的概念模型是实体联系ER模型ER模型主要用ER图来表示。 9 逻辑模型的分类层次模型、
6、网状模型、关系模型等。 10 层次模型用树型层次结构表示实体及实体间联系的数据模型。 11 1969年美国IBM公司的IMS系统是典型的层次模型系统。 12 网状模型用有向图结构表示实体及实体间联系的数据模型。 13 1969年CODASYL组织提出DBTG报告中的数据模型是网状模型的主要代表。 14 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。关系模式即记录类型它的实例称为关系每个关系实际上是一张二维表格。 15 1970年美国IBM公司的连续发表论文提出关系模型奠定了关系数据库的理论基础。关系数据库是目前的主流数据库。 16 外部模型中的模式称为视图。 17 三级模式 从用户或应用程序到数据库之
7、间DB的数据结构描述有三个层次 1外模式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。外模式由若干个记录类型组成。 2逻辑模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。 3内模式是数据库在物理存储方面的描述。 注意外模式是逻辑模式的子集。 18 两级映像 1外模式/逻辑模式映像存在于外模式和逻辑模式之间用于定义外模式和逻辑模式之间的对应性。 2逻辑模式/内模式映像存在于逻辑模式和内模式之间用于定义逻辑模式和内模式之间的对应性。 3 19 数据库系统的三级模式、两级映像结构使数据库系统达到了高度的数据独立性。 20 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修改数据结构时尽可能不
8、修改应用程序。分为逻辑数据独立性和物理数据独立性。 21 逻辑数据独立性如果数据库的逻辑模式要修改那么只要对外模式/逻辑模式映像作相应的修改可以使外模式和应用程序尽可能保持不变。这样就认为数据库达到了逻辑数据独立性。 22 物理数据独立性如果数据库的内模式要修改即数据库的物理结构有所变化那么只要对逻辑模式/内模式映像作相应的修改可以使逻辑模式尽可能保持不变。也就是对内模式的修改尽量不影响逻辑模式当然对外模式和应用程序的影响更小这样就认为数据库达到了物理数据独立性。 四、 数据库管理系统DBMS 1DBMS的主要功能数据库的定义功能DBMS提供DDL定义数据库的三级模式、两级映像等、数据库的操纵
9、功能DBMS提供DML实现对数据的操作基本的数据操作有检索和更新两类、数据库的保护功能、数据库的维护功能、数据字典。 五、 数据库系统DBS 1DBS的组成是数据库、硬件、软件和数据库管理员的集合体。 2软件包括DBMS、OS、各种主语言和应用开发支撑软件等程序。其中DBMS是DBS的核心软件要在OS支持下才能工作。 3数据库管理员DBA是控制数据整体结构的一组人员负责DBS的正常运行承担创建、监控和维护数据库结构的责任。 第一章 复习题 一、单项选择题 1在数据库系统中当数据库的内模式发生改变时应用程序也可以不变。这是 A A 物理数据独立性 B逻辑数据独立性 C 位置数据独立性 D存储数据
10、独立性 2在下面列出的数据模型中哪一个是概念数据模型 D A关系模型 B 层次模型 C 网状模型 D 实体-联系模型 3. 下面列出的数据管理技术发展阶段中哪个些阶段数据不能保存在计算机中 A .人工管理阶段 .文件系统阶段 .数据库阶段 A 只有 B 只有 C 和 D 和 4. 用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为 C A 网状模型 B 层次模型 C 关系模型 D 实体-联系模型 5. 下面列出的条目中哪些是数据库技术的主要特点 A .数据共享度高 .数据的冗余小 .较高的数据独立性 .程序的标准化 A 、和 B 和 C 、和 D 都是 6. 数据库管理系统DBMS中用来定义逻辑
11、模式、内模式和外模式的语言是 C 4 A DML BC CDDL DBasic 7. 层次模型的典型代表是 A 数据库管理系统。 A IMS BIBM CDBTG DATM 8. 负责数据库系统的正常运行承担创建、监控和维护数据库结构责任的是 C A 应用程序员 B终端用户 C数据库管理员 D数据库管理系统的软件设计员 9. 在以下各条叙述中正确的叙述有几条 B 1 数据库避免了一切数据重复 2 数据库减少了数据冗余 3 数据库中如果逻辑模式改变则需将与其有关的外模式做相应改变否则应用程序需改写 4 数据库中的内模式如有改变逻辑模式可以不变 A 1 B2 C3 D4 10. 在三级模式之间引入
12、两级映像其主要功能之一是 A A 使数据与程序具有较高的独立性 B 使系统具有较高的通道能力 C 保持数据与程序的一致性 D提高存储空间的利用率 11. 视图对应于数据库系统三级模式结构中的 A A 外模式 B逻辑模式 C内模式 D都不对应 12. 对数据库中数据可以进行查询、插入、删除、修改这是因为数据库管理系统提供了 B A 数据库定义功能 B数据库操纵功能 C数据库维护功能 D数据库控制功能 13. 1970年美国IBM公司研究员提出了数据库的 C A 层次模型 B网状模型 C关系模型 D实体联系模型 14. 具有数据冗余度小、数据共享、以及较高数据独立性等特征的系统是 B A 文件系统
13、 B数据库系统 C管理系统 D高级程序 15. 在概念设计中的事物称为 A A 实体 B记录 C对象 D结点 16. 层次模型表达实体及实体之间联系用的数据结构是 D A 网状 B表 C有向图 D树型 17. DB是 A A 数据库 B数据库管理系统 C数据处理系统 D数据库系统 18. DBMS是 B A 数据库 B数据库管理系统 C数据处理系统 D数据库系统 19. 已知在一个工厂中有多个车间每一个车间有多名职工工厂的产品要经过多个车间的多道工序加工。具体来说一个产品要经过多个工人加工一位工人要加工多个产品。问工厂与车间之间属于 A 联系车间与工人之间属于 A 联系工人与产品之间属于 D
14、联系。 A 一对多 B一对一 C未知 D多对多 20. D 是存储在计算机内的有结构的数据集合。 5 A 网络系统 B数据库系统 C操作系统 D数据库 21. 数据库系统的核心是 D A 编译系统 B数据库 C操作系统 D数据库管理系统 22. 数据库DB、数据库系统DBS和数据库管理系统DBMS三者之间的关系是 A A DBS包括DB和DBMS BDBMS包括DB和DBS CDB包括DBS和DBMS DDBS就是DB也就是DBMS 23. 数据库管理系统DBMS是 B A 一组硬件 B一组软件 C既有硬件也有软件 24. 在DBS中DBMS和OS之间关系是 B A 相互调用 BDBMS调用O
15、S COS调用DBMS D并发运行 25. 数据库系统是在 A 的基础上发展起来的。 A 文件系统 B应用程序系统 C数据库管理系统 D编译系统 26. 三级模式间存在两种映射它们是 A A 逻辑模式与外模式间逻辑模式与内模式间 B 外模式与内模式间外模式与逻辑模式间 C 内模式与外模式间内模式与逻辑模式间 27. 表达用户使用观点的数据库局部逻辑结构的模型是 C A 概念模型 B逻辑模型 C外部模型 D内部模型 二、填空题 1数据管理技术的发展经历了如下四个阶段人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库阶段。 2用二维表结构表示的实体及实体间联系的数据模型称为关系模型。 3两个实体集
16、之间的联系有三种分别是一对一联系一对多联系和多对多联系。 4如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个实体有联系反之亦然那么实体集E1和E2的联系称为一对一联系。 5数据库系统的三级模式、两级映像结构使数据库系统达到了高度的数据独立性。 第二章 数据库设计和ER模型 要求、目标 了解和掌握数据库应用系统设计的全过程掌握ER模型和关系模型的基本概念掌握概念设计中ER模型的设计方法掌握逻辑设计中ER模型向关系模型转换的方法。 一、数据库系统生存期 1数据库系统生存期数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间。 2数据库系统生存期分七个阶段规划、需求分析
17、、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护。 3规划阶段三个步骤系统调查、可行性分析、确定数据库系统总目标。 4需求分析阶段主要任务是系统分析员和用户双方共同收集数据库系统所需要的信息内容和用户对处理的需求并以需求说明书的形式确定下来。 6 5概念设计阶段产生反映用户单位信息需求的概念模型。与硬件和DBMS无关。 6逻辑设计阶段将概念模型转换成DBMS能处理的逻辑模型。外模型也将在此阶段完成。 7物理设计阶段对于给定的基本数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程。数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。 8数据库的实现包括定义数据库结构、数据装载、编制与调
18、试应用程序、数据库试运行。 二、ER模型的基本概念ER模型的基本元素是实体、联系和属性。 2 实体是一个数据对象指应用中可以区别的客观存在的事物。 实体集是指同一类实体构成的集合。 实体类型是对实体集中实体的定义。 一般将实体、实体集、实体类型统称为实体。 3 联系表示一个或多个实体之间的关联关系。 联系集是指同一类联系构成的集合。 联系类型是对联系集中联系的定义。 一般将联系、联系集、联系类型统称为联系。 4 同一个实体集内部实体之间的联系称为一元联系两个不同实体集实体之间的联系称为二元联系以此类推。 5 属性实体的某一特性称为属性。在一个实体中能够惟一标识实体的属性或属性集称为实体标识符。
19、 6 ER模型中方框表示实体、菱形框表示联系、椭圆形框表示属性、实体与联系、实体与其属性、联系与其属性之间用直线连接。实体标识符下画横线。联系的类型要在直线上标注。注意联系也有可能存在属性但联系本身没有标识符。 例假设一个学生可选多门课程而一门课程又有多个学生选修一个教师可讲多门课程一门课程至多只有一个教师讲授。ER图如下 7 概念设计三个步骤设计局部ER模型、设计全局ER模型和全局ER模型的优化。 三、关系模型的基本概念 1关系模型的定义用二维表格表示实体集用关键码表示实体之间联系的数据模型。 2在关系模型中字段称为属性字段值称为属性值记录类型称为关系模式。记录称为元组元组的集合称为关系或实
20、例。有时习惯称关系为表或表格元组为行属性为列。关系中属性个数称为元数元组个数称为基数。 3关键码简称键由一个或多个属性组成。 4超键在关系中能惟一标识元组的属性集称为关系模式的超键。 5候选键不含有多余属性的超键。 6主键用户选作元组标识的候选键。一般如不加说明键是指主键。 7外键如果模式R中属性集K是其他模式的主键那么K在模式R中称为外键。 8值域关系中每一个属性都有一个取值范围称为属性的值域。每一个属性对应一个值域不同的属性可对应于同一值域。 7 9关系的定义关系是一个属性数目相同的元组的集合。 10关系的性质关系是一种规范化了的二维表格。 1关系中每一个属性值都是不可分解的 2关系中不允
21、许出现重复元组 3关系没有行序 4元组中的属性在理论上也是无序的但使用时按习惯考虑列的顺序。 11关系数据库中的数据与更新操作必须遵循三类完整性规则实体完整性规则、参照完整性规则、用户定义的完整性规则。 12实体完整性规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。 13参照完整性规则如果属性集K是关系模式R1的主键K也是关系模式R2的外键那么在R2关系中K的取值只允许两种可能或者为空值或者等于R1关系中某个主键值。这条规则的实质是“不允许引用不存在的实体”。其中R1称为参照关系R2称为依赖关系。 注意这条规则在具体使用时有三点变通 1外键和相应的主键可以不同名只要定义在相同值域上即可 2R1
22、和R2可以是同一个关系模式此时表示了同一个关系中不同元组之间的联系 3外键值是否允许空应视具体问题而定。 14用户定义的完整性规则用户针对具体的数据约束设置的完整性规则由系统来检验实施。 四、ER模型到关系模型的转换 1ER图转换成关系模式集的算法 1实体类型的转换将每个实体类型转换成一个关系模式实体的属性即为关系模式的属性实体标识符即为关系模式的键。 2联系类型的转换主要掌握二元联系类型的转换。 a 若实体间联系是11可以在两个实体类型转换成的关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键作为外键和联系类型的属性。 b 若实体间联系是1N则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实
23、体类型的键作为外键和联系类型的属性。 c 若实体间联系是MN则将联系类型也转换成关系模式其属性为两端实体类型的键作为外键加上联系类型的属性而键为两端实体键的组合。 例下面是教学管理的一个可能的ER图。图中有三个实体类型系、教师和课程有四个联系类型主管、聘用、开设和任教。根据转换算法把该图转换成关系模式集的步骤如下 8 第一步把三个实体类型转换成三个关系模式注意关系模式的表示方法 系系编号系名电话 教师教工号姓名性别职称 课程课程号课程名学分 第二步对于11联系可以在“系”模式中加入教工号教工号为外键。 对于1N联系“聘用”可以在“教师”模式中加入系编号和聘期两个属性系编号为外键 对于1N联系“
24、开设”可以在“课程”模式中加入系编号系编号为外键。这样第一步得到的三个模式改变成如下形式注意外键通常使用波浪线表示 系系编号系名电话主管人的教工号 教师教工号姓名性别职称系编号聘期 课程课程号课程名学分系编号 第三步对于MN联系“任教”则生成一个新的关系模式 任教教工号课程号教材 这样转换成的四个关系模式如下 系系编号系名电话主管人的教工号 教师教工号姓名性别职称系编号聘期 课程课程号课程名学分系编号 任教教工号课程号教材 2采用ER模型的逻辑设计步骤 1导出初始关系模式集把概念设计的结果即全局ER模型转换成初始关系模式集。 M N 1 1 1 1 系 系编号 系名 电话 主管 开设 聘用 教
25、师 课程 任教 学分 姓名 性别 教工号 职称 教材 课程号 课程名 N N 教学管理的ER图 聘期 9 2规范化处理 3模式评价 4模式修正 5设计外模式 第二章 复习题 一、单项选择题 1下面对于关系的叙述中哪个是不正确的 C A关系中的每个属性是不可分解的 B 在关系中元组的顺序是无关紧要的 C 任意的一个二维表都是一个关系 D每一个关系只有一种记录类型 2设属性A是关系R的主键则属性A不能取空值。这是 A A实体完整性规则 B 参照完整性规则 C用户定义完整性规则 D 域完整性规则 3对关系数据库来讲下面 C 说法是错误的 A外键和相应的主键可以不同名只要定义在相同值域上即可 B不同的
26、属性可对应于同一值域 C行的顺序可以任意交换但列的顺序不能任意交换 D 关系中的任意两个元组不能完全相同 4数据库的物理设计是为一个给定的逻辑结构选取一个适合应用环境的 B 的过程包括确定数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。 A 逻辑结构 B物理结构 C概念结构 D层次结构 5在关系中能惟一标识元组的属性集称为 B 。 A外键 B超键 C域 D元组 6在数据库逻辑设计中当将E-R图转换为关系模式时下面的做法 B 是不正确的 A一个实体类型转换为一个关系模式 B一个联系类型转换为一个关系模式 C由实体类型转换成的关系模式的主键是该实体类型的主键 7数据库设计的概念设计阶段表示概念结构的常用方法和描述工具是 D A层次分析法和层次结构图 B数据流程分析法和数据流程 C结构分析法和模块结构图 D实体联系方法和ER图 8关系数据库中实现表与表之间的联系是通过 B A 实体完整性规则 B参照完整性规则 C用户定义的完整性 D值域 9有两个实体集并且它们之间存在着一个MN联系那么按照ER模型转换成关系数据库的规则这个ER结构转换成表的个数为 C A 1 B2 C3 D4 10把E-R图转换为关系模型的过程属于数据库设计的 B A 概念设计 B逻辑设计 C需求分析 D物理.
