自考《互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫》1-11章問答資料(一) -自考串講筆記
§1
1.數(shù)據(jù)庫技術(shù)是隨著數(shù)據(jù)管理的需要而產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)處理的的核心是數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理指的是對(duì)數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、儲(chǔ)存、檢索和維護(hù)。
2.數(shù)據(jù)管理技術(shù)共經(jīng)歷了三個(gè)階段:人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段
3. 人工管理階段:數(shù)據(jù)不保存、數(shù)據(jù)需要由應(yīng)用程序自己進(jìn)行管理、基本上沒有文件概念、數(shù)據(jù)不共享
4.文件系統(tǒng)階段:數(shù)據(jù)可以長期保存、文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)、文件已經(jīng)多樣化、數(shù)據(jù)的存取基本上以記錄為單位。
缺點(diǎn)有:數(shù)據(jù)共享性差,數(shù)據(jù)冗余度大;數(shù)據(jù)和程序缺乏獨(dú)立性
5.數(shù)據(jù)庫管理階段:
(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。
(2)數(shù)據(jù)共享性高、冗余度小、易擴(kuò)充。
(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性高。
(4)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和控制:數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)、數(shù)據(jù)的完整性控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)和并發(fā)控制。
(5)數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。
DB:數(shù)據(jù)庫(Database),DB是統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。
DBMS:數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Management System),DBMS是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件,為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法,包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型,可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮虳BMS.
DBS:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(Database System),DBS是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng),即采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)庫技術(shù):是一門研究數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、管理和使用的軟件學(xué)科。
第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),即層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),即關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),即面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫學(xué)科的研究范圍:數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的研制; 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì); 數(shù)據(jù)庫理論
數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求:一是能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界;二是容易為人所理解;三是便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)模型應(yīng)用目的分為:⑴概念模型,也稱信息模型,它是按用戶的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模。⑵數(shù)據(jù)模型,主要包括層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型,它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模。
數(shù)據(jù)模型三個(gè)要素:
?、艛?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性
?、茢?shù)據(jù)操作 描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性
?、菙?shù)據(jù)的約束條件 是一組完整性規(guī)則的集合
概念模型
數(shù)據(jù)描述的三個(gè)領(lǐng)域:現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和機(jī)器世界
數(shù)據(jù)描述的兩種形式:物理描述和邏輯描述。前者是指數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)設(shè)備上的存取方式,后者是指程序員或用戶以用以操作的數(shù)據(jù)形式。
兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系可以分為三類:
一對(duì)一聯(lián)系(1∶1);一對(duì)多聯(lián)系(1∶n);多對(duì)多聯(lián)系(m∶n)
E-R圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法。實(shí)體-聯(lián)系方法(E-R方法)是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有力工具。
實(shí)體型:用矩形表示,矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。
屬性:用橢圓形表示,并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來。
聯(lián)系:用菱形表示,菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名,并用無向邊分別志有關(guān)實(shí)體連接起來,同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型(1∶1,1∶n或m∶n)。
數(shù)據(jù)模型
數(shù)據(jù)模型: 層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。
其中層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型。
層次模型:用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型
層次模型有以下兩個(gè)限制:
?、胖挥幸粋€(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn),稱之為根結(jié)點(diǎn);
?、聘酝獾钠渌Y(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。
層次數(shù)據(jù)模型可以直接表示一對(duì)多(包括一對(duì)一)的聯(lián)系;
層次模型表示多對(duì)多聯(lián)系,必須首先將其分解成一對(duì)多聯(lián)系。分解方法有兩種:冗余結(jié)點(diǎn)法和虛擬結(jié)點(diǎn)法。
網(wǎng)狀模型:用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。
?。?)允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親;(2)一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。
關(guān)系模型:是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合,其主要特征是用二維表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體集,用外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系。
關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的,即要求關(guān)系模式必須滿足一定的規(guī)范條件,這些規(guī)范條件中最基本的一條就是,關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng),也就是說,不允許表中還有表。
數(shù)據(jù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu):外模式(物理模式)、模式(邏輯模式)和內(nèi)模式
兩級(jí)映象:
外模式/模式映象 一般在外模式中描述。
模式/內(nèi)模式映象 一般在內(nèi)模式中描述。
兩層映象保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能:
?、艛?shù)據(jù)定義
?、茢?shù)據(jù)操縱
⑶數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理
?、葦?shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理
?、蓴?shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)
⑹數(shù)據(jù)通信接口
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成:
?、艛?shù)據(jù)定義語言及其翻譯處理程序
?、茢?shù)據(jù)操縱語言及其編譯(或解釋)程序
⑶數(shù)據(jù)庫運(yùn)行控制程序
?、葘?shí)用程序
一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)良的DBMS:
⑴友好的用戶界面
?、票容^完備的功能
?、禽^高的運(yùn)行效率
?、惹逦南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)和開放性
§2
關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與非關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別是,關(guān)系系統(tǒng)只有“表”這一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);而非關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還有其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),對(duì)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有其他的操作。
關(guān)系模型的組成:關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、關(guān)系完整性約束
關(guān)系數(shù)據(jù)語言
關(guān)系代數(shù)語言 例如ISBL
元組關(guān)系演算語言 例如ALPHA,QUEL
關(guān)系演算語言
域關(guān)系演算語言 例如QBE
具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語言 例如SQL
關(guān)系的三類完整性約束:實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性
實(shí)體完整性規(guī)則:要求關(guān)系中組成主鍵的屬性上不能有空值。
參照完整性規(guī)則:要求不引用不存在的實(shí)體。
用戶定義完整性規(guī)則:由具體應(yīng)用環(huán)境決定,系統(tǒng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制。
關(guān)系數(shù)據(jù)語言的共同特點(diǎn)是:語言具有完備的表達(dá)能力,是非過程化的集合操作語言,功能強(qiáng),能夠嵌入高級(jí)語言中使用。
基本關(guān)系具有以下六條性質(zhì):
?、倭惺峭|(zhì)的(Homogeneous),即每一列中的分量同一類型的數(shù)據(jù),來自同一個(gè)域。②不同的列可出自同一個(gè)域,稱其中的每列為一個(gè)屬性,不同的屬性要給予不同的屬性名。
?、哿械捻樞驘o所謂,即列的次序可以任意交換。
?、苋我鈨蓚€(gè)元組不能完全相同。
?、菪械捻樞驘o所謂,即行的次序可以任意交換。
?、薹至勘仨毴≡又?,即每一個(gè)分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的,即要求關(guān)系模式必須滿足一定的規(guī)范條件。這些規(guī)范條件中最基本的一條就是,關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
關(guān)系是關(guān)系模式在某一個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容。關(guān)系模式是靜態(tài)的,穩(wěn)定的,而關(guān)系是動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的,因?yàn)殛P(guān)系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。但在實(shí)際當(dāng)中,人們常常把關(guān)系模式和關(guān)系都稱為關(guān)系。
實(shí)體完整性規(guī)則說明如下:
(1)實(shí)體完整性規(guī)則是針對(duì)基本關(guān)系而言的。一個(gè)基本表通常對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的一 個(gè)實(shí)體集。例如學(xué)生關(guān)系對(duì)應(yīng)于學(xué)生的集合。
?。?)現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體是可區(qū)分的,即它們具有某種唯一性標(biāo)識(shí)。
?。?)相應(yīng)地,關(guān)系模型中以主碼作為唯一性標(biāo)識(shí)。
(4)主碼中的屬性即主屬性不能取空值。所謂空值就是“不知道”或“無意義”的值。
關(guān)系可以有三種類型:基本關(guān)系(通常又稱為基本表或基表)、查詢表和視圖表
元組變量主要有兩方面的用途:
?、俸喕P(guān)系名。
?、诓僮鳁l件中使用量詞時(shí)必須用元組變量。
§3
SQL語言集數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)控制功能于一體。
特點(diǎn)包括:①綜合統(tǒng)一、②高度非過程化、③面向集合的操作方式、④以同一種語法結(jié)構(gòu)提供兩種使用方式、⑤語言簡潔,易學(xué)易用。
定義和合理地使用視圖能帶來的好處為:
?、?、視圖能夠簡化用戶的操作
?、啤⒁晥D使用戶能以多種角度看待同一數(shù)據(jù)
?、?、視圖對(duì)重構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供了一定程度的邏輯獨(dú)立性
?、取⒁晥D能夠?qū)C(jī)密數(shù)據(jù)提供安全保護(hù)
視圖更新操作規(guī)則的限制:
如果視圖是從多個(gè)基本表使用聯(lián)接操作導(dǎo)出的,則不允許更新。
如果導(dǎo)出的視圖使用了分組和聚合操作,也不允許更新。
如果視圖是從單個(gè)基本表使用選擇和投影操作導(dǎo)出的,并且包括了基本表的主鍵或某個(gè)候選鍵,則可以執(zhí)行操作。
SQL中數(shù)據(jù)控制功能包括事務(wù)管理功能和數(shù)據(jù)保護(hù)功能,即數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)、并發(fā)控制;數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。
§4
數(shù)據(jù)依賴是通過一個(gè)關(guān)系中屬性間值的相等與否體現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系,是現(xiàn)實(shí)世界屬性間相互聯(lián)系的抽象,是數(shù)據(jù)內(nèi)在的性質(zhì),是語義的體現(xiàn)。
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