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)管理指的是對數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、儲存、檢索和維護。

　　2.數(shù)據(jù)管理技術共經(jīng)歷了三個階段：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)需要由應用程序自己進行管理、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)和程序缺乏獨立性

　　5.數(shù)據(jù)庫管理階段：

　?。?）數(shù)據(jù)結構化。

　?。?）數(shù)據(jù)共享性高、冗余度小、易擴充。

　?。?）數(shù)據(jù)獨立性高。

　?。?）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和控制：數(shù)據(jù)的安全性保護、數(shù)據(jù)的完整性控制、數(shù)據(jù)庫恢復和并發(fā)控制。

　?。?）數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項。

　　DB：數(shù)據(jù)庫（Database），DB是統(tǒng)一管理的相關數(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、關系型、面向?qū)ο笮虳BMS.

　　DBS：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Database System），DBS是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問的計算機軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即采用了數(shù)據(jù)庫技術的計算機系統(tǒng)。

　　數(shù)據(jù)庫技術：是一門研究數(shù)據(jù)庫結構、存儲、管理和使用的軟件學科。

　　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)庫設計；  數(shù)據(jù)庫理論

　　數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎。

　　數(shù)據(jù)模型應滿足三方面要求：一是能比較真實地模擬現(xiàn)實世界；二是容易為人所理解；三是便于在計算機上實現(xiàn)。

　　根據(jù)模型應用目的分為：⑴概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點對數(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、關系模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模。

　　數(shù)據(jù)模型三個要素：

　?、艛?shù)據(jù)結構  描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性

　　⑵數(shù)據(jù)操作  描述系統(tǒng)的動態(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)描述的三個領域：現(xiàn)實世界、信息世界和機器世界

　　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)在存儲設備上的存取方式，后者是指程序員或用戶以用以操作的數(shù)據(jù)形式。

　　兩個實體型之間的聯(lián)系可以分為三類：

　　一對一聯(lián)系（1∶1）；一對多聯(lián)系（1∶n）；多對多聯(lián)系（m∶n）

　　E-R圖提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法。實體-聯(lián)系方法（E-R方法）是抽象和描述現(xiàn)實世界的有力工具。

　　實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。

　　屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來。

　　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實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(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)稱為非關系模型。

　　層次模型：用樹型結構表示實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型

　　層次模型有以下兩個限制：

　?、胖挥幸粋€結點沒有雙親結點，稱之為根結點；

　?、聘酝獾钠渌Y點有且只有一個雙親結點。

　　層次數(shù)據(jù)模型可以直接表示一對多（包括一對一）的聯(lián)系；

　　層次模型表示多對多聯(lián)系，必須首先將其分解成一對多聯(lián)系。分解方法有兩種：冗余結點法和虛擬結點法。

　　網(wǎng)狀模型：用有向圖結構表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。

　?。?）允許一個以上的結點無雙親；（2）一個結點可以有多于一個的雙親。

　　關系模型：是由若干個關系模式組成的集合，其主要特征是用二維表格結構表達實體集，用外鍵表示實體間聯(lián)系。

　　關系模型要求關系必須是規(guī)范化的，即要求關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，關系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項，也就是說，不允許表中還有表。

　　數(shù)據(jù)系統(tǒng)的三級模式結構：外模式（物理模式）、模式（邏輯模式）和內(nèi)模式

　　兩級映象：

　　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立性和物理獨立性。

　　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

　?、菙?shù)據(jù)庫運行管理

　　⑷數(shù)據(jù)組織、存儲和管理

　　⑸數(shù)據(jù)庫的建立和維護

　?、蕯?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

　　⑵數(shù)據(jù)操縱語言及其編譯（或解釋）程序

　?、菙?shù)據(jù)庫運行控制程序

　　⑷實用程序

　　一個設計優(yōu)良的DBMS：

　?、庞押玫挠脩艚缑?/p>

　?、票容^完備的功能

　　⑶較高的運行效率

　?、惹逦南到y(tǒng)結構和開放性

　　§2

　　關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與非關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別是，關系系統(tǒng)只有“表”這一種數(shù)據(jù)結構；而非關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還有其他數(shù)據(jù)結構，對這些數(shù)據(jù)結構有其他的操作。

　　關系模型的組成：關系數(shù)據(jù)結構、關系操作集合、關系完整性約束

　　關系數(shù)據(jù)語言

　　關系代數(shù)語言 例如ISBL

　　元組關系演算語言 例如ALPHA，QUEL

　　關系演算語言

　　域關系演算語言 例如QBE

　　具有關系代數(shù)和關系演算雙重特點的語言 例如SQL

　　關系的三類完整性約束：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性

　　實體完整性規(guī)則：要求關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體。

　　用戶定義完整性規(guī)則：由具體應用環(huán)境決定，系統(tǒng)提供定義和檢驗這類完整性的機制。

　　關系數(shù)據(jù)語言的共同特點是：語言具有完備的表達能力，是非過程化的集合操作語言，功能強，能夠嵌入高級語言中使用。

　　基本關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)，來自同一個域。②不同的列可出自同一個域，稱其中的每列為一個屬性，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。

　　④任意兩個元組不能完全相同。

　?、菪械捻樞驘o所謂，即行的次序可以任意交換。

　　⑥分量必須取原子值，即每一個分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項。

　　關系模型要求關系必須是規(guī)范化的，即要求關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，關系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項。

　　關系是關系模式在某一個時刻的狀態(tài)或內(nèi)容。關系模式是靜態(tài)的，穩(wěn)定的，而關系是動態(tài)的、隨時間不斷變化的，因為關系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。但在實際當中，人們常常把關系模式和關系都稱為關系。

　　實體完整性規(guī)則說明如下：

　?。?）實體完整性規(guī)則是針對基本關系而言的。一個基本表通常對應現(xiàn)實世界的一         個實體集。例如學生關系對應于學生的集合。

　?。?）現(xiàn)實世界中的實體是可區(qū)分的，即它們具有某種唯一性標識。

　?。?）相應地，關系模型中以主碼作為唯一性標識。

　?。?）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。

　　關系可以有三種類型：基本關系（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：

　　①簡化關系名。

　　②操作條件中使用量詞時必須用元組變量。

　　§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以同一種語法結構提供兩種使用方式、⑤語言簡潔，易學易用。

　　定義和合理地使用視圖能帶來的好處為：

　?、拧⒁晥D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)

　?、恰⒁晥D對重構數(shù)據(jù)庫提供了一定程度的邏輯獨立性

　?、?、視圖能夠?qū)C密數(shù)據(jù)提供安全保護

　　視圖更新操作規(guī)則的限制：

　　如果視圖是從多個基本表使用聯(lián)接操作導出的，則不允許更新。

　　如果導出的視圖使用了分組和聚合操作，也不允許更新。

　　如果視圖是從單個基本表使用選擇和投影操作導出的，并且包括了基本表的主鍵或某個候選鍵，則可以執(zhí)行操作。

　　SQL中數(shù)據(jù)控制功能包括事務管理功能和數(shù)據(jù)保護功能，即數(shù)據(jù)庫的恢復、并發(fā)控制；數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。

　　§4

　　數(shù)據(jù)依賴是通過一個關系中屬性間值的相等與否體現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)間的相互關系，是現(xiàn)實世界屬性間相互聯(lián)系的抽象，是數(shù)據(jù)內(nèi)在的性質(zhì)，是語義的體現(xiàn)。