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)。