数据库系统原理简答

1 第一章 数据库系统基本概念 1. 数据管理技术的发展 1) 人工管理阶段 2) 文件系统阶段 3) 数据库阶段 4) 高级数据库阶段 2. 上述中人工管理阶段特点 1) 数据不保存在计算机内。计算机主要用于计算，一般不需要长期保存数据 2) 没有专用的软件对数据进行管理 3) 只有程序的概念，没有文件的概念 4) 数据面向程序 3. 上述中文件系统阶段特点 1) 数据以‘文件’形式可长期保存在外部存储器的磁盘上 2) 数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单 3) 文件组织已多样化 4) 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据面向应用 5) 对数据的操作记录以记录为单位 文件系统的三个缺陷： 1) 数据冗余。文件之间缺少联系，同样的数据在多个文件中重复存储 2) 数据不一致。由数据冗余造成 3) 数据联系弱。由文件之间相互独立，缺乏联系造成 4. 上述中数据库阶段特点 1) 采用数据模型表示复杂的数据结构 2) 有较高的数据独立性 3) 数据库系统为用户提供了方便的用户接口 4) 数据库系统提供以下方面的好素具控制功能： 1) 数据库的恢复 2) 数据库的并发控制 3) 数据的完整性 4) 数据安全性 5) 增加了系统的灵活性 5. 物理存储介质，按访问数据的速度、成本和可靠性，进行分类 1) 高速缓冲存储器(Cache)：访问速度最快，最昂贵，容量小，由CPU直接管理 2) 主存储器(Main Memory)：又称‘内存’，但掉电后内存数据会丢失，由操作系统管理 3) 快擦写存储器(Flash Memory)：简称‘快闪存’，在掉电后数据不丢失 4) 磁盘存储器(Magnetic Disk)：也称‘直接存取存储器’，最流行的外部存储器， 5) 光存储器(Optical Storage)：最流行的是‘光盘存储器’，CD-ROM(只读不写)，CD-RW、DVD-RW(可以读写) 6) 磁带(Tape Storage)：属于‘顺序存取存储器’ 6. 物理存储中的数据描述 1)位(Bit，比特)：一个二进制位称为‘位’，一位只能取0或1两个状态 2)字节(Byte，简记为B)：8个比特称为一个字节，可以存放一个字符对应的ASCII码 3)字(Word)：若干个字节组成一个字，一个字所含的二进制位的位数称为字长，如8位、16位、24位32位 4)块(Block)：又称为物理块或物理记录，块是内存和外存交换信息的最小单位，每块的大小通常为210~214字节 5)桶(Bucket)：外存的逻辑单位，一个桶可以包含一个物理块或多个在空间上不一定连续的物理块 6)卷(Volume)：一个输入输出设备所能装载的全部有用信息，称为‘卷’，如磁带机的一盘磁带就是一卷，磁盘的一个盘组也是一卷 7.根据数据抽象的级别定义了四种模型 1)概念数据模型：抽象级别最高 2)逻辑数据模型 3)外部数据模型 4)内部数据模型 8.上述中概念模型的特点 1)表达了数据的整体逻辑结构 2)从用户需求的观点出发，对数据建模 3)独立于硬件和软件 4)是数据库设计人员与用户之间进行交流的工具 9. 现在采用的概念模型主要是实体联系(ER)模型，ER模型的优点 1)简单，容易理解，真实反映用户的需求 2)与计算机无关，用户容易接受 但是ER模型只能说明实体间语义的联系，还不能进一步说明详细的数据结构。 10. 上述中逻辑模型的特点 1) 表达了数据库的整体逻辑结构 2) 是从数据库实现的观点出发，对数据建模 3) 独立于硬件，但依赖于软件 4) 是数据库设计人员与应用程序员之间进行交流的工具 11. 逻辑模型主要有： 层次、网状、关系模型三种 12. 层次模型的特点： 优点：记录之间的联系通过指针来实现，查询效率较高 缺点：只能表达1：N联系，M：N联系不易实现 2

应用程序的编写复杂 数据结构复杂和编程复杂 13. 网状模型的特点：记录之间的联系通过指针实现，M：N联系也容易实现，查询效率较高 缺点：数据结构复杂和编程复杂 14. 关系模型的主要特征是用二维表格表达实体集，数据结构简单，容易为初学者理解 关系模型与层次、网络模型的最大差别是：用关键码而不是用指针导航数据，是数学化的模型 15. 上述中的外部模型的特点 1)是逻辑模型的一个逻辑子集 2)独立于硬件，依赖于软件 3)反映了用户使用数据库的观点 外部模型的优点 1)简化了用户的观点 2)有助于数据库的安全性保护 3)是对概念模型的支持 16. 上述中内部模型又称为物理模型，是数据库最底层的抽象。 17. 数据库的数据结构有三个层次：、 外部模型：是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述 逻辑模型：是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述 内部模型：是数据库在物理存储方面的描述 18. 三层模式体系结构的特点 1)有了外模式后，程序员不必关心逻辑模式，实际上外模式是逻辑模式的逻辑子集 2)逻辑模式必须不涉及到存储结构、访问细节等细节 3)内模式并不涉及到物理设备的约束 19. 数据的独立性指应用程序和数据库的数据结构之间相互独立，不受影响，分为： 1)物理数据独立性 2)逻辑数据独立性 20. 数据库管理系统的工作模式 1)接受应用程序的数据请求和处理请求 2)将用户的数据请求转换成复杂的机器代码 3)实现对数据库的操作 4)从对数据库的操作中接受查询结果 5)对查询结果进行处理 6)将处理结果返回给用户 21. 数据库管理系统的主要功能 1)数据库的定义功能 2)数据库的操纵功能 3)数据库的保护功能：数据库的恢复、数据库的并发控制、数据完整性控制、数据安全性控制 4)数据库的维护功能 5)数据字典 22. 数据库系统的组成 1)数据库 2)硬件：包括中央处理机、内存、外存、输入输出设备等硬件设备 3)软件：包括数据库管理系统、操作系统等 4)数据库管理员 23. 数据库用户的分类：数据库管理员、专业用户、应用程序员、终端用户 24. 数据库管理系统的存储管理器的分类：权限和完整性管理器、事务管理器、文件管理器、缓冲区管理器 25. 数据库管理系统的磁盘存储器的数据结构的分类：数据文件、数据字典、索引、统计数据、日志 26. 数据库管理系统的查询处理器的分类：DDL解释器、DML编译器、嵌入式DML的预编译器、查询求值引擎 27. 数据库管理系统位于用户与操作系统的一层数据管理软件 28. 数据库语言分成DDL和DML两类 29. 数据库管理系统主要由查询处理器和存储管理器两大部分组成 30. 数据库系统是包含数据库和数据库管理系统的计算机系统 31. 数据库系统的效益表现 1)灵活性 2)简易型 3)面向用户 4)有效的数据控制 5)加快应用系统的开发速度 6)维护方便 7)标准化 第二章 数据库设计和ER模型 32. 数据库系统的生存期：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护 33. 规划阶段 1)系统调查 2)可行性分析 3)确定数据库系统的总目标 34. 需求分析阶段 1)分析用户活动，产生业务流程图 2)确定系统范围，产生系统关联图 3)分析用户活动涉及的数据，产生数据流图 4)分析系统数据，产生数据字典 35. 概念设计阶段---设计能反映用户需求的数据库概念结构，即概念模型，主要使用ER方法 1)进行数据抽象，设计局部概念模型 3

2)将局部概念模型综合成全局概念模型 3)评审 36. 逻辑设计阶段 1)把概念模型转换成逻辑模型(主要任务) 2)设计外模型 3)设计应用程序与数据库的接口 4)评价模型 5)修正模型 37. 物理设计阶段 1)存储记录结构设计 2)确定数据存放位置 3)存取方法的设计 4)完整性和安全性考虑 5)程序设计 38. 数据库的实现阶段 1)定义数据库结构 2)数据装载 3)编制与调试应用程序 4)数据库试运行 39. 数据库的维护由数据库管理员完成，包括以下内容 1)数据库的转储和恢复 2)数据库安全性、完整性控制 3)数据库性能的监督、分析和改进 4)数据库的重组织和重构造 40. ER模型的基本元素：实体、联系、属性 41. ER模型的属性的分类 1)根据属性的类别：简单属性和复合属性.（不可再分割的属性(性别)、可分解为其他属性的属性(地址)） 2)根据属性的取值特点：单值属性和多值属性(同一实体的属性只能取一个值)(年龄一个、零件多个价格) 3)存储属性和派生属性(实发工资=基本工资+奖金…) 4)允许为空值的属性 42. 局部ER模型的设计步骤 1)确定局部结构范围 2)定义实体 3)定义联系 4)分配属性 43. 全局ER模型的设计步骤 1)确定公共实体类型 2)合并局部ER模型 3)消除冲突 44. 全局ER模型的优化原则 1)合并实体类型 2)消除冗余属性 45. 关系模型的术语：超键、候选键、主键、外键 46. 关系模型中对关系做了以下规范限制 1)关系中每一个属性值都是不可分解的 2)关系中不允许出现重复元组 3)不考虑元组间的顺序，即没有行序 4)元组中的属性在理论上也是无序的，但使用时按习惯考虑列的顺序 47. 三类完整性规则---关系数据库的数据与更新操作必须遵循以下规则 1)实体完整性规则 2)参照完整性规则 3)用户定义的完整性规则 48. 关系数据库的逻辑设计步骤 1)导出初始关系模式集 2)规范化处理 3)模式评价 4)模式修正 5)设计子模式 49. 增强的ER模型 一个实体对于另一个实体(强实体)具有很强的依赖联系，而且该实体主键的一部分或全部从其强实体中获得，则称该实体为弱实体。 ER模型中，弱实体用双线矩形框表示，与弱实体的联系用双线菱形表示

第三章 关系模式设计理论 50. 关系数据库的基本结构是关系模式 51. 模式设计理论主要包括：数据依赖、范式、模式设计方法 52. 关系模式的非形式化设计准则 1)关系模式的设计应尽可能只包含直接联系的属性，不要包含有间接联系的属性 2)关系模式的设计应尽可能使得相应关系中不出现插入、删除和修改等操作异常现象 3)关系模式的设计应尽可能使得相应关系中避免放置经常为空值的属性 4)关系模式的设计应尽可能使得关系的等值连接在主键和外键的属性上进行，并且保证连接以后不会生成额外的元组 53. 关系模式的分解特---模式分解的优缺点 优点：1）模式分解能消除数据冗余和操作异常现象 2) 在分解了的数据库中可以存储悬挂元组，存储泛关系中无法存储的信息 缺点：1)分解以后，检索操作需要做笛卡儿积或连接操作，这将付出时间代价 2)在有泛关系假设时，对数据库中关系进行自然连接时，可能产生寄生元组，即损失了信息。在无泛关系时，由于数据库中可能存在悬挂元组，就有可能不存在泛关系。