数据库系统原理期末复习大全 - 图文

数据库系统原理期末复习指导

第一章 概论

数据库（DB）：按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

数据库管理系统（DBMS）：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

数据库系统（DBS）：在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。 数据库管理员（DBA)：负责数据库的建立、使用和维护的专门的人员。

模式（schema）：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的描述，是所有用户的公共数据视图。

外模式（external schema）：外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）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。

内模式（internal schema）：内模式也称存储模式，它是数据物理结构和存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方式 。 数据独立性：逻辑独立性+物理独立性

实体(entity)：客观存在并可相互区别的事物。

属性（attribute）：实体或联系所具有的某一特性。一个实体或属性可以由若干个属性来刻画。

联系（relation）：实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系 域（domain）：属性的取值范围。

候选键（candidate key）：超键的最小集合。能唯一确定一个实体的一个属性或属性组，并且它的任意真子集不具备这样的功能。

主键(primary key)：当一个实体集中包括多个候选码时，选取的作为实体标识的候选码称为主码。

元组（tuple）：表中的一行即为一个元组。

关系模式（relation schema）：关系的描述称为关系模式，通常简记为：R(U)或R(A1，A2，?,An) 其中R为关系名，U为属性名集合，A1，A2，?,An为各属性名。 二、简述：

1 使用数据库来管理数据时数据的特征。（提示：有结构的，可共享的，少冗余的，满足数据独立性、数据完整性要求） （1）结构化

数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之一，所谓“整体”结构化是指在数据库中的数据不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织，不仅数据内部是结构化的，而且整体是结构化的，数据之间是具有联系的。在数据库系统中实现了整体的数据结构化，不仅要考虑到某个应用的数据结构，还要考虑整个组织的数据结构。不仅数据是整体结构化的，而且存取数据的方式也很灵活，可以存取某一个数据项，一组数据项，一个记录或一组记录。 （2）共享性，冗余度

数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此数据可以被多个用户，多个应用共享使用。数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。数据共享还能够避免数据之间的不相容性与不一致性。 （3）独立性

数据独立性是数据库领域中一个常用的术语和重要概念，包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的，逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，也就是说，数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。 （4）完整性

数据的完整性指数据的正确性，有效性和相容性，完整性检查数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。

2 DBMS的功能是什么？

（1）数据定义 用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义。

（2）数据操纵 用户可以使用DML操纵数据，实现对数据库的基本操作，如查询，插入，删除，和修改等。

（3）数据库的事务管理和运行管理 数据库在建立，运用和维护时由数据库管理系统统一管理，统一控制，以保证数据的安全性，完整性，多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。

（4）数据组织，存储和管理 数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率和方便存取，提供多种存取方法（如，索引查找，HASH查找，顺序查找等）来提高存取效率。

（5）数据库的建立和维护功能 包括：数据库初始数据的输入，转换功能，数据库的转储，恢复功能，数据库的重组织功能和性能监视，分析功能等。

（6）其它功能 DBMS与网络中其他软件系统的通信功能，一个DBMS与另一个DBMS或文件系统的数据转换功能，异构数据库之间的互访和互操作功能等。

3 DBA的功能是什么?

（1）决定数据库中的信息内容和结构。 （2）决定数据库的存储结构和存取策略。 （3）定义数据的安全性要求和完整性约束条件。 （4）监控数据库的使用和运行。 （5）数据库的改进和重组结构。 4数据库系统的构成是怎样的？

数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统和数据库管理员构成。

5简述数据库三级模式体系结构及其功能？

数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成

模式（schema）也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。数据库模式以某一种数据模型为基础。

外模式（external schema）也称子模式或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）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。

内模式(external schema)也称存储模式，它是数据物理结构和存储结构的描述，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。

对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式／模式映象，它定义了该外模式与模式之间的对应关系。这些映象定义通常包含在各自外模式的描述中。当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式／模式的映象作相应改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了数据的逻辑独立性。数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式／内模式映象是唯一的，它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。该映象定义通常包含在模式描述中。当数据库的存储结构改变了（例如采用了更先进的存储结构），由数据库管理员对模式／内模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而保证了数据的物理独立性。

6 数据模型的三要素是什么？ 数据结构、数据操作和完整性约束

7简述概念模型的成分及其表示。 成分:实体型，属性，联系

实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。

属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体型连接起来

联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无

向边旁标上联系的类型（1:1,1：n或m:n）

8 简述数据库管理阶段数据的结构模型及其数据表示形式。（提示：层次，网状，关系，面

向对象）

（1）在数据库中定义满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型 ①有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点； ②根以外的其他结点有且只有一个双亲结点

在层次模型中，每个结点表示一个记录类型，记录（类型）之间的联系用结点之间的连线（有向边）表示，这种联系是父子之间的一对多的联系。这使得层次模型数据库只能处理一对多的实体联系。

（2）在数据库中定义满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型

①允许一个以上的结点无双亲。 ②一个结点可以有多于一个的双亲。

网状模型中每个结点表示一个记录类型（实体），每个记录类型可包含若干个字段（实体的属性），结点间的连线表示记录类型（实体）之间一对多的父子联系。

（3）从用户观点看，关系模型由一组关系组成。每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。

第二章 关系代数 一、术语释义：

主码（primary key）：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码

外码(foreign key)：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。Ks是基本关系S的主码。如果F与Ks相对应，则称F是R的外码。 主属性（primary attribute）：候选码的诸属性

非主属性（nonprimary attribute）：不包含在任何候选码中的属性 数据完整性：指数据的精确性和可靠性

实体完整性（entity integrity）：若属性A是基本关系R的主属性，则A不能取空值 参照完整性（referential integrity）：对于两个关系R和S,R中存在属性F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K相对应（R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为空值或者等于S中某个元组的主码值。

用户自定义完整性（user-defined integrity）：针对某一个具体应用的数据必须满足的语意要求

并运算（union）： 算数符号表示R∪S={t|t∈R∪t∈S},

交运算(intersection)：算数符号表示 R∩S={t|t∈R∩t∈S } 差运算(difference)：算数符号表示R－S={t|t∈R∩t! ∈S} 笛卡尔积(cartesian product)：算数符号表示R×S={（x，y）|x∈R∧y∈S} 选择运算(selection)：从关系R中选择使逻辑表达式F为真的元组。

投影运算（projection）：关系R上的投影是从R中选出若干属性列组成新关系 连接运算(join)：从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。 除运算(division)：给定关系R(X,Y)和S(Y,Z)，其中X,Y,Z为属性组。R中的Y与S中的Y可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。R与S的除运算得到一个新的关系P(X)，P是R中满足下列条件的元组在X属性列上的投影：元组在X上分量x的像集Yx包含S在Y上投影的集合。

自然连接(natual join)： 所谓自然连接就是在等值连接的情况下，当连接属性X与Y具有相同属性组时，把在连接结果中重复的属性列去掉。即如果R与S具有相同的属性组Y，则自然连接可记作：R*S={t r⌒ts |tr∈R∧ts∈S∧tr[Y]=ts[Y]} 自然连接是在广义笛卡尔积R×S中选出同名属性上符合相等条件元组，再进行投影，去掉重复的同名属性，组成新的关系。

等值连接(equijoin)：等值连接是条件连接在连接运算符为“=”号时的特例。它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A，B属性值相等的那些元组

二．简答

1.说明关系模型定义的数据完整性有哪三种？解释含义并举例说明。 答：

实体完整性:若属性（指一个或一组属性）A是基本关系R的主属性，则A不能取空值。

举例：学生选课关系——选修（学号，课程号，成绩）中，“学生，课程号”为主码，则这两个属性不能取空值。

参照完整性：现实世界中的实体之间往往存在某种联系，在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的。这样就自然存在着关系与关系间的引用。

举例：学生实体和专业实体可以用下面的关系来表示，其中主码用下划线标识： 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 专业（专业号，专业名）

这两个关系之间存在着属性的引用，即学生关系引用了专业关系的主码“专业号”。显然，学生关系中的“专业号”值必须是确实存在的专业的专业号，即专业关系中有盖专业的记录。也就是说，学生关系中的某个属性的取值需要参照专业关系是属性取值。

用户定义的完整性：它就是针对某一具体关系数据库的约束条件。它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。

例如：某个属性必须取唯一值，某个非主属性也不能取空值（例如：学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）学生关系中必须给出学生姓名，就可以要求学生姓名不能取空值），某个属性的取值范围在0--100之间等。

2.关系代数的基本运算集合是怎样的？最小运算集合呢？

答：关系代数包括 交，并，差，笛卡尔积运算，还有专门的关系运算包括 选择，投影，连接，除运算。

3.简述关系演算及其类型。

答：关系演算是以数理逻辑中的谓词演算谓基础的。按谓词变元的不同，关系演算可分为元祖关系演算和域关系演算。 三．实践：

有数据库S_C (S ,C,SC)，其中 S(SNO,SNAME,SEX,SAGE,SDEPT) C(CNO,CNAME,CREDIT) SC(SNO,CNO,GRADE)

使用关系代数表达以下问题：

1、查询计算机系学生的年龄。 S where sdept=‘cs’[sage]

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