河南理工大学-数据库系统原理
连接运算

连接运算从两个关系的笛卡儿积中选取属 性 间满足一定条件的元组。
•等值连接和自然连接是连接运算的两种最为
重要也最为常用的类型。
RMS
R.B=S.B
A R.B C S.B D
ai
bi
4
bi
3
ai
b2
6
b2
5
a2
b3
8
b3
7
a2
b3
8
b3
6
a2
b4
10
b4
4
2.7.3自然连接
p|自然连接-举例
关系R
ABC
ai
bi
4
ai
b2
6
a2
b3
8
a2
b4 10
求R X S
关系S
BD
bi
3
b2
5
b3
7
b36b44来自RXSABCD
ai
bi
4
3
A R.B C S.B D
ai
bi
4
b2
5
ai
bi
4
b3
7
ai
bi
4
b3
6
ai
b2
6
b3
7
2.7.1 一般连接
自一般连接-要点分析
比较两个关系中的属性 属性间值的比较符合条件的元组
2. 7. 2等值连接
Pl等值连接-定义
R X S=(tTts | treRAtseS Atr[A]=ts[B]}
A=B
Database System
数据库系统概论
Introduction to Database Systems
数据库管理系统的基本原理与构建方法

数据库管理系统的基本原理与构建方法数据库管理系统(Database Management System,DBMS)是指一种用于管理大量数据的软件系统。
它能够提供高效、可靠、安全的数据存储、访问和管理功能,为用户和应用程序提供了方便的数据操作手段。
数据库管理系统的基本原理和构建方法对于数据的组织、管理和运维至关重要。
本文将详细介绍数据库管理系统的基本原理以及构建方法。
1. 数据库管理系统的基本原理数据库管理系统的基本原理包括数据模型、数据结构和数据操作。
首先,数据模型定义了数据在数据库中的组织方式,描述了数据之间的关系和属性。
常用的数据模型主要有层次模型、网状模型和关系模型。
其中,关系模型是最为常用和广泛应用的数据模型,它使用表格来表示数据,并通过关系代数和关系演算来操作数据。
其次,数据结构是指数据库中数据的存储方式和组织形式。
常用的数据结构有B树、B+树、哈希表等。
其中,B树和B+树常用于索引的构建,能够提高数据的查找速度。
哈希表则常用于数据的快速存取,它通过哈希函数将关键字映射为哈希地址,并将数据存储在哈希桶中。
最后,数据操作是对数据库中数据进行查询、插入、修改和删除等操作。
数据库管理系统提供了丰富的数据操作语言和接口,如结构化查询语言(SQL)和程序接口(API)。
用户和应用程序可以通过这些接口与数据库进行交互,并执行各种数据操作。
2. 数据库管理系统的构建方法数据库管理系统的构建方法主要包括数据库设计、数据库实现和数据库运维。
首先,数据库设计是指确定数据库的逻辑结构和物理结构。
在数据库设计中,需要进行数据需求分析、数据模型设计、关系模式设计和数据库规范化等工作。
数据需求分析是通过与用户和应用程序的沟通,确定数据库中存储的数据和数据之间的关系。
数据模型设计是根据数据需求分析结果,选择合适的数据模型,并进行实体-关系图(ER 图)的设计。
关系模式设计是将ER图转化为关系数据库中的表结构和键值。
数据库管理系统的原理与应用

数据库管理系统的原理与应用数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是指一种用于管理和操作数据库的软件系统。
它允许用户创建、更新、查询和管理数据库中的数据,提供高效的数据存储和检索机制。
本文将介绍数据库管理系统的原理与应用,涵盖数据库的基本概念、体系结构、数据模型、查询语言以及常见的数据库管理系统等内容。
一、数据库的基本概念数据库是指存储有组织的数据集合,可以被多个用户共享和访问。
它由数据、数据结构、数据操作和数据描述组成。
数据库管理系统是为了方便用户使用和管理数据库而设计的软件系统。
二、数据库管理系统的体系结构数据库管理系统的体系结构通常包括三层:外模式(用户视图)、概念模式(逻辑视图)和内模式(物理视图)。
外模式是用户对数据库的直接感知,概念模式定义了数据库的逻辑结构,内模式描述了数据库在存储介质上的物理结构。
三、数据库管理系统的数据模型数据模型是描述数据库中数据结构、数据操作和数据约束的概念工具。
常见的数据模型包括层次模型、网络模型、关系模型、面向对象模型等。
其中,关系模型是最常用的数据模型,采用表格形式组织数据,具有结构简单、易于理解和使用的特点。
四、数据库管理系统的查询语言查询语言是用户与数据库系统进行交互的重要工具。
常见的查询语言有结构化查询语言(SQL)和数据库操作语言(DML)。
SQL允许用户查询和操作数据库中的数据,具有较高的灵活性和表达能力。
五、常见的数据库管理系统常见的数据库管理系统包括Oracle、MySQL、SQL Server、DB2等。
它们具有不同的特点和应用场景,适用于各种规模和复杂度的数据库管理需求。
六、数据库管理系统的应用领域数据库管理系统广泛应用于各个行业和领域,如企业管理、金融服务、电子商务、医疗健康等。
它们用于存储和管理大量的数据,支持各种复杂的数据操作和查询需求,提高了数据的安全性和可靠性。
七、数据库管理系统的特点数据库管理系统具有数据独立性、数据共享性、数据完整性、数据安全性和数据一致性等特点。
数据库管理系统的基本原理与实践

数据库管理系统的基本原理与实践数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是一种用于管理和操作数据库的软件系统。
它被广泛应用于各种类型的组织和企业,用于存储和处理大量的数据。
数据库管理系统的基本原理是以数据为中心,通过对数据的存储、检索、更新和删除实现对数据的管理和控制。
数据库管理系统的设计和实现需要考虑数据的完整性、一致性、安全性和性能等方面的要求。
在数据库管理系统的实践中,需要考虑以下几个关键方面:1. 数据模型设计:数据模型是数据库所使用的一种抽象方式,用于描述数据之间的关系。
常见的数据模型有层次模型、网络模型、关系模型和面向对象模型等。
在实践中,我们需要根据应用的需求选择合适的数据模型,并进行适当的优化和规范化,以提高数据库的性能和可维护性。
2. 数据库管理系统的结构:数据库管理系统通常由数据库引擎、存储管理组件、查询处理器和事务管理器等模块组成。
数据库引擎负责与外部应用程序进行交互,并执行数据库操作;存储管理组件负责管理数据的物理存储,包括数据的分配和存储空间的管理;查询处理器负责解析和执行用户的查询语句;事务管理器负责保证数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。
3. 数据库的安全性:数据库中存储的是各种重要的数据,因此必须保证其安全性。
数据库管理系统提供了许多安全机制,如对用户进行身份验证、授权和权限管理,以及数据的加密和访问控制等。
在实践中,我们需要合理设计和管理用户的访问权限,以避免数据的泄露和损坏。
4. 数据库的性能优化:数据库管理系统需要能够处理大量的数据和并发的访问请求。
为了提高数据库的性能,我们可以采取一系列的措施,如合理设计数据库的索引、优化查询语句、设计合理的数据库分区策略和缓存机制等。
同时,还可以利用数据库管理系统提供的性能监控工具,对数据库系统进行监测和调优。
5. 数据库备份与恢复:数据库中的数据是企业和组织非常重要的资产,因此必须做好数据的备份和恢复工作,以应对数据丢失或损坏的风险。
数据库管理系统的原理与实现

数据库管理系统的原理与实现数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是一种用于管理和组织数据的软件工具。
它提供了一种结构化的方法来存储、管理和查询数据。
DBMS在当今信息时代起着至关重要的作用,广泛应用于各行各业,包括企业管理、学术研究、医疗保健等领域。
本文将探讨数据库管理系统的原理与实现。
一、数据库管理系统的基本原理数据库管理系统的基本原理是建立在关系模型理论的基础上的。
关系模型是一种通用且简单的数据组织方式,其中数据以表格的形式呈现,每个表格包含了一组记录,每个记录包含了多个字段。
通过构建表之间的关系,可以实现数据的连接、过滤和查询。
数据库管理系统的基本原理包括以下几个方面:1. 数据库设计:数据库设计是数据库管理系统的基础,它包括确定需要存储的数据以及数据之间的关系。
在数据库设计过程中,需要考虑数据的完整性、一致性和性能等因素。
2. 数据库查询语言:数据库查询语言(如SQL)是与数据库进行交互的工具。
通过使用查询语言,用户可以方便地对数据库进行增删改查操作,实现数据的检索和更新。
3. 数据库事务管理:事务是指一组数据库操作的逻辑单元,它要么全部执行,要么全部取消。
数据库管理系统通过实现事务管理,确保数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性,保证数据的完整性和可靠性。
4. 数据库安全性:数据库管理系统需要提供安全机制来保护数据的安全性和隐私性。
这包括用户身份认证、权限管理、数据加密等功能,以防止非授权用户的访问和恶意攻击。
二、数据库管理系统的实现数据库管理系统的实现可以分为两个层次:逻辑层和物理层。
1. 逻辑层:逻辑层是数据库管理系统与用户之间的接口,它实现了数据库查询语言和事务管理等功能。
逻辑层将用户的请求翻译成对数据库的具体操作,包括数据的查询、插入、更新和删除等操作。
2. 物理层:物理层是数据库管理系统与实际存储介质之间的接口,它负责将数据库的逻辑结构映射到物理存储介质上。
数据库管理系统原理与实践

数据库管理系统原理与实践数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是一种用于管理和操作数据库的软件系统。
它提供了数据的创建、存储、修改、查询和删除等功能,使得用户可以方便地管理和利用数据。
数据库管理系统的原理与实践是数据库领域的重要内容,下面将详细介绍。
一、数据库管理系统的原理1. 数据库基本概念- 数据库:指存储有组织的数据集合的集合。
- 数据库管理系统:用于管理和操作数据库的软件系统。
- 数据模型:描述数据的逻辑结构、数据的操作和数据的约束条件。
- 数据库模式:数据库模型在某一特定时间点的具体实例。
2. 数据库设计- 概念设计:根据用户的需求,确定数据库中的实体、关系、属性和约束条件等。
- 逻辑设计:将概念设计翻译成数据库管理系统能够理解和操作的语言,如SQL。
- 物理设计:确定数据库的存储结构、索引策略以及其他性能优化的方法。
3. 数据库操作- 数据定义语言(DDL):用于定义和修改数据库模式的语言,如创建表、修改表结构等。
- 数据操作语言(DML):用于对数据库中的数据进行操作的语言,如插入、删除、修改和查询等。
- 事务管理:保证数据库中的操作具有原子性、一致性、隔离性和持久性。
4. 数据库恢复与并发控制- 数据库的故障恢复:通过备份、日志和恢复策略等方式,提高数据库的可靠性和可恢复性。
- 数据库的并发控制:通过加锁机制和事务调度算法等方式,保证多个用户对数据库的并发操作的正确性和一致性。
二、数据库管理系统的实践1. 安装和配置DBMS- 下载合适的DBMS软件,如MySQL、Oracle等。
- 执行安装程序,并按照提示进行配置,包括设置管理员用户名和密码等。
- 测试DBMS是否安装成功,如在命令行界面输入命令进行连接和操作。
2. 创建数据库和表- 使用DDL语言,创建一个新的数据库,指定数据库名、字符集和校对规则等。
- 在创建的数据库中,使用DDL语言创建表,指定表名、字段、数据类型和约束条件等。
数据库系统原理_08

数据库系统原理_08在当今数字化的时代,数据成为了企业和组织的重要资产。
而数据库系统作为管理和存储数据的核心技术,其原理的理解和掌握对于信息技术领域的专业人士以及广大数据使用者来说都至关重要。
数据库系统,简单来说,就是一个有组织、可共享、统一管理的数据集合。
它不仅仅是一堆数据的简单堆砌,更包含了一系列用于存储、管理、访问和处理数据的工具和技术。
从数据存储的角度来看,数据库系统采用了特定的数据结构来组织数据。
常见的数据结构包括关系型数据库中的表、行和列,以及非关系型数据库中的文档、键值对、图等。
这些数据结构的选择取决于数据的特点和应用的需求。
在数据库中,数据的一致性和完整性是非常重要的。
一致性意味着数据在任何时候都必须符合预先定义的规则和约束。
例如,在一个学生信息表中,学号不能重复,年龄必须在合理的范围内等。
完整性则确保数据的准确性和可靠性,不会出现缺失或错误的信息。
为了实现这一点,数据库系统通常采用事务处理机制。
事务可以看作是一组不可分割的操作,要么全部成功执行,要么全部回滚,从而保证数据的一致性。
数据库的安全性也是不容忽视的一个方面。
数据库中可能包含着敏感的信息,如个人身份信息、财务数据等。
因此,必须采取严格的访问控制策略,只有授权的用户才能访问和操作特定的数据。
这包括设置用户的权限,如读取、写入、删除等,以及对数据进行加密处理,以防止数据泄露。
查询处理是数据库系统的核心功能之一。
当用户向数据库提出查询请求时,数据库系统需要对查询语句进行解析和优化,以最快的速度返回准确的结果。
这涉及到对索引的合理使用、查询计划的选择等技术。
索引就像是一本书的目录,可以加快数据的检索速度。
而查询计划则是数据库系统决定如何执行查询的策略,比如选择先从哪个表进行检索,以及如何连接多个表等。
数据库的并发控制也是一个关键问题。
在多用户同时访问数据库的情况下,可能会出现并发冲突。
例如,两个用户同时修改同一条数据,就可能导致数据的不一致。
了解数据库管理系统的基本原理与应用方法

了解数据库管理系统的基本原理与应用方法数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是一种用于管理组织数据的软件工具。
它能够实现数据的存储、检索、更新和删除,并提供了一些高级功能,如事务管理和数据安全性。
本文将介绍数据库管理系统的基本原理和应用方法,以帮助读者更好地了解和应用数据库管理系统。
首先,数据库管理系统的基本原理包括数据模型、数据结构、数据操作和数据控制。
数据模型是数据库中数据的逻辑表示,常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。
其中,关系模型是最常用的数据模型,它将数据组织为表格形式的关系,每个表格代表一种实体或关系,并通过主键和外键进行关联。
数据结构是数据库中数据的物理存储方式,如表格、索引、视图、触发器等。
数据库管理系统通过数据结构将数据存储在磁盘上,以便高效地进行数据操作。
数据操作包括查询、插入、修改和删除等操作,用户可以使用结构化查询语言(SQL)进行数据操作。
数据控制则是数据库管理系统对数据的权限和安全性进行管理,包括用户身份验证、访问控制和数据加密等。
其次,数据库管理系统的应用方法包括数据库设计和数据库查询优化。
数据库设计是指根据实际需求设计数据库的结构和关系,其中包括确定实体、属性和关系,并进行规范化处理。
规范化是一种优化数据库结构的方法,通过消除冗余数据和保持数据一致性,提高数据库的性能和可靠性。
数据库查询优化是指对查询语句进行优化,以提高查询速度和效率。
查询优化包括选择合适的索引、使用合适的连接方式、重写查询语句等方法。
索引是数据库中常用的优化手段,通过创建合适的索引,可以加快数据的检索速度。
连接方式是指查询语句中多个表格之间的关联方式,选择合适的连接方式可以减少查询时间。
重写查询语句是指将复杂的查询语句重写为简洁的等价查询语句,以提高查询效率。
此外,数据库管理系统还具有事务管理和数据安全性方面的应用。
事务是指一系列对数据库的操作,它具有原子性、一致性、隔离性和持久性等特性。
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《河南理工大学-数据库系统原理》试题答案
专业:计算机应用班级:______________学号:_____________姓名:______________ 一.选择题(每小题2分,共40分)
1.下列模型中数据抽象级别最高的是()
A.概念模型B.逻辑模型
C.外部模型D.物理模型
2.设有关系R(A,B,C)和S(B,C,D),下列各关系代数表达式不成立
...的是()
A.ПA(R D(S)B.S
C.R∪S D.ПB(R)∩ПB(S)
3.根据关系数据基于的数据模型——关系模型的特征判断下列正确的一项:(___)
A.只存在一对多的实体关系,以图形方式来表示。
B.以二维表格结构来保存数据,在关系表中不允许有重复行存在。
C.能体现一对多、多对多的关系,但不能体现一对一的关系。
D.关系模型数据库是数据库发展的最初阶段。
4.下列说法错误的是()
A.一个基本表可以跨一个或多个存储文件
B.一个存储文件可以跨一个或多个基本表
C.每个存储文件与外部存储器上一个物理文件对应
D.每个基本表与外部存储器上一个物理文件对应
5.在SQL语言中,数值函数COUNT(列名)用于()
A.计算元组个数B.计算属性的个数
C.对一列中的非空值计算个数D.对一列中的非空值和空值计算个数
6.将弱实体转换成关系时,弱实体的主码()
A.由自身的候选关键字组成B.由父表的主码组成
C.由父表的主码和自身的候选关键字组成D.不确定
7.从一个数据库文件中取出满足某个条件的所有记录的操作是()
A.选择B.连接
C.投影D.复制
8.下面关于自然连接与等值连接的各个叙述中,不正确
...的是()
A.自然连接是一种特殊的等值连接
B.自然连接要求两个关系中具有相同的属性组,而等值连接不必
C.两种连接都可以只用笛卡尔积和选择运算导出
D.自然连接要在结果中去掉重复的属性,而等值连接则不必
9.SQL语言是关系数据库的标准语言,它是()
A.过程化的 B.非过程化的
C.格式化的 D.导航式的
10.设有关系表R)
R
A.a B.(a,b)
C.(b,c) D.(a,c)
11.在下面的数据库表中,若学生表的主码是学号,系别表的主码是系别号,用SQL语言不能
..执行的下面操作是:()
学生表系别表
A.从学生表中删除行(′005′,′王明′,20,′01′)
B.将行(′005′,′王山′,19,′04′)插入到学生表中
C.将学号为′001′的年龄改为18
D.将学号为′010′的系别号改为′04′
12.已知关系R和S如下表所示:
R S
试对R 和S 进行交运算,其结果的元组数应是( )
A .0
B .1
C .4
D .6
13.现要查找缺少学习成绩(G)的学生学号(Sno)和课程号(Cno),相应的SQL 语句
SELECT Sno ,Cno FROM SC WHERE
中WHERE 后正确的条件表达式是( ) A .G=0 B .G<=0 C .G=NULL
D .G IS NULL
14.设有教师表Rl 和学生表R2,如下表所示,则R1 R2的行数和列数分别为( )
A .行数为12,列数为5
B .行数为12,列数为4
C .行数为4,列数为4
D .行数为4,列数为5
15.SQL 语言的一次查询的结果是一个( ) A .数据项 B .记录 C .元组
D .表
16.若将如下E-R 模型转换成关系模型,正确的是( )
A .转换成一个职工关系,将亲属的所有属性放入职工关系
B .转换成一个亲属关系,将职工的所有属性放入亲属关系
C .转换成两个关系,职工关系的主码包括亲属关系的主码
D .转换成两个关系,亲属关系的主码包括职工关系的主码.
17.在Transact-SQL 语法中,SELECT 语句的完整语法较复杂,但至少包括的部分(1),使用关键字(2)可以把重复行屏蔽,将多个查询结果返回一个结果集合的运算符是(3),如
果在SELECT 语句中使用集合函数时,一定在后面使用(4)。
⑴ A .SELECT ,INTO B .SELECT ,FROM C .SELECT ,GROUP D .仅SELECT ⑵ A .DISTINCT B .UNION C .ALL D .TOP ⑶ A .JOIN B .UNION C .INTO D .LIKE ⑷ A .GROUP BY B .COMPUTE BY C .HA VING D .COMPUTE(错题) 二.填空(共60分)
1. 在名称为教学库的数据库中包含有学生、课程和选课三个表,它们的定义分别为: 学生(学生号 char(7),姓名 char(6),性别 char(2),出生日期 datetime, 专业 char(10),年级 int)
课程(课程号 char(4),课程名 char(10),课程学分 int 选课(学生号 char(7),课程号 char(4),成绩 int) SQL 语句为: select * from 学生
where 学生号 in
(select 学生号 from 选课
group by 学生号 having count(*)<2 ) or not exists (select * from 选课
where 学生.学生号=选课.学生号 )
上述SQL 查询语句的功能为:查询选修课程数目少于2门的学生信息,与其对应的关系代数表
达式:A
B
A. A.=
B.σρρ-∞∏∞
课程号<>B.课程号学生号学生号学生号
学生学生((((选课)(选课))))。
(10分) 2.设有三个关系分别为:
A(Anum, Aname, Wqty, City)
B(Bnum, Bname, Price) AB(Anum, Bnum, Qty)
其中Anum 为商场编号,Aname 为商场名称,Wqty 为商场人数,City 为商场所在城市,Bnum 为商品号,Bname 为商品名称,Price 为价格,Qty 为销售商品数量。
基于以上关系回答下面(1)--(4)题。
(每小题6分,共24分)
(1)用SQL语句创建基于A、B、AB三个表的视图,其中包含在上海的商场名称以及销售的商品名称和价格。
Create view ShangHai_store&product As
Select Bname,price
From A,B,C
Where city=’shanghai’ and A.Anum=AB.Anum and B.Bnum=AB.Bnum
(2)查询所有商品的名称及销售总额的SQL语句
Select Bname ,sum(price*Qty)
From B,AB
Where B.Bnum=Ab.Bnum
Group by bnum,bname
(3)分析下面SQL语句:
SELECT Bname
FROM B
WHERE Bnum IN
(SELECT Bnum
FROM AB
WHERE Anum=′001′);
其相应的关系代数表达式为:
))
(
(
'001'
A num
AB
B
Bnam e=
∞
∏σ。
(4)查询总共有多少家商场销售“西门子洗衣机”的SQL语句:
Select count(distinct Anum)
From A,B,C
Where A.Anum=AB.Anum and B.Bnum=AB.Bnum and Bname=’西门子洗衣机’
3.已知关系R和关系S,关系R具有列A1,A2,……,An,B1,B2,……Bn,关系S具有A1,A2,……,An,C1,C2,……Cn,则下列SQL语句相应的关系代数描述为:
A1A () R S ∞
∏, 2...An。
(本小题6分) SELECT A1……An FROM R
WHERE EXISTS
(SELECT * FROM S
WHERE R.A1=S.A1 AND R.A2=S.A2 AND …… R.An=S.An )
4.设有关系模式SCT (S#,C#,Tn ),其中,S#表示学生学号,C#表示课程编号,而Tn 表示教师姓名。
SCT 中有以下语义: 每个教师仅上一门课程。
学生与课程的关系确定之后,教师即唯一确定。
根据上述完成下面(1)--(4)小题(20分)
(1)则关系模式的基本函数依赖为:S#C Tn Tn C# →→,#;,关键码(候选键)为:S#,C#或者S#,Tn 。
(2)关系模式SCT 最高可以达到的范式级别为:3NF ,说明理由:Tn 不是超键-。
(3)如果该关系不是3NF ,将其分解成3NF :_____________________________该分解___无损分解(是或不是),___保持函数依赖(是或不是) (如果是3NF ,则该题目不必作答) (4)如果该关系不是BCNF ,将其分解成BCNF :(S#,Tn ) (C#,Tn )该分解是无损分解(是或不是),不是保持函数依赖(是或不是) (如果是BCNF ,则该题目不必作答)。