9.结构数据模型的三个组成部分:
数据结构、数据操作、数据完整性约束是结构数据模型的三个组成部分。
数据结构:是指对实体类型和实体间联系的表达和实现。
数据操作:是指对数据库的检索和更新(插、删、改)两类操作的实现。
数据完整性约束:给出数据及其联系应具有的制约和依赖规则。
10.层次模型的特点:
用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为层次模型。
层次模型的特点是:记录之间的联系通过指针实现,查询效率较高。
缺点是:(1)只能表示1:n联系。
(2)由于树型结构层次顺序的严格复杂,引起数据的查询和更新操作也很复杂,因此编写应用程序也很复杂。
11.网状模型的特点:
用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型。
网状模型的特点是:记录之间联系通过指针实现,m:n联系也容易实现,查询效率较高。
缺点是:编写应用程序比较复杂,程序员必须熟悉数据库的逻辑结构。
12.关系模型的特点:
关系模型的主要特征是用二维**结构表达实体集,用外键表示实体间联系。
特点是:关系模型与层次、网状的最大差别是用关键码而不是用指针导航数据,**简单,用户易懂,编程时不涉及存储结构、访问技术等细节。
13.数据库体系结构中的**结构、两级映象:
数据库的体系结构分为**:内部级、概念级、外部级。
外部级:最接近用户,是单个用户所能看到的数据特性。单个用户使用的数据视图的描述称为“外模式”。
概念级:涉及到所有用户的数据定义,是全局的数据视图。全局数据视图的描述称为“概念模式”。
内部级:最接于物理存储设备,涉及到实际数据存储的结构。物理存储数据视图的描述称为“内模式”。
为实现这三个抽象级别的联系和转换,dbms在级级结构之间提供两个层次的映象:外模式/模式映象,模式/内模式映象。
14.二级数据独立性:
数据独立性是指:应用程序和数据之间相互独立,不受影响。分为物理独立性和逻辑独立性。
1)物理数据独立性:如果数据库的内模式要进行修改,即数据库的存储设备和存储方法有所变化,那么模式/内模式映象也要进行相应的修改,使概念模式尽可能保持不变。也就是对内模式的修改尽量不影响概念模式。
2)逻辑数据独立性:如果数据库的概念模式要进行修改,如增加记录类型或增加数据项,那么外模式/模式映象也要进行相应的修改,使外模式尽可能保持不变。也就是概念模式的修改尽量不影响外模式和应用程序。
的主要功能:
1)数据库的定义功能:dbms提供数据定义语言(ddl)定义数据库的**结构及其相互之间的映象、完整性、安全控制等约束。
2)数据库的操纵功能:dbms提供数据操纵语言(dml)实现对数据库中数据的操作。
3)数据库的保护功能:dbms对数据库的保护主要通过数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库的安全性控制等四个方面实现。
4)数据库的存储管理:dbms的存储管理子系统提供了数据库中数据和应用程序的一个界面,其职责是把各种dml语句转换成低层的文件系统命令,起到数据的存储、检索和更新的作用。
5)数据库的维护功能:dbms中实现数据库维护功能的实用程序主要有数据装载程序、备份程序、文件重组织程序、性能监控程序。
6)数据字典(dd):数据库系统中存放**结构定义的数据库称为数据字典,对数据库的操作都要通过访问dd才能实现。
的组成:dbms是由两大部分组成:查询处理器和存储管理器。
1)查询处理器有四个主要成分:ddl编译器、dml编译器、嵌入型dml的预编译器、查询运行核心程序。
2)存储管理器有四个主要成分:授权和完整性管理器、事务管理器、文件管理器、缓冲区管理器。
的组成:dbs是一个实际可运行的,按照数据库方法存储、维护和向应用系统提供数据支持的系统,它是数据库、硬件、软件、数据库管理员(dba)的集合体。
1)数据库(db):是与一个特定组织各项应用有关的全部数据的集合,由应用数据的集合(物理数据库)、关于各级数据结构的描述(描述数据库)两部分组成。
2)硬件:包括**处理机、内存、输入输出设备、数据通道等硬件设备。
3)软件:包括dbms、os、各种宿主语言和应用开发支持软件等程序。
4)dba:dba是控制数据整体结构的人,负责dbs的正常运行。
的全局结构:
1)数据库用户。可分为四类:dba、专业用户、应用程序员、终端用户。
2)dbms的查询处理器。包括四部分:dml编译器、嵌入型dml的预编译器、dll编译器、查询运行核心程序。
3)dbms的存储管理器。包括四部分:授权和完整性管理器、事务管理器、文件管理器、缓冲区管理器。
4)磁盘存储器中的数据结构。包括四种形式:数据文件、数据字典、索引文件、统计数据组织。
第二章关系模型。
19.超键、主键、候选键的定义:
超键(super key):在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。
候选键(candidate key):不含有多余属性的超键称为候选键。(候选键可以有多个)
主键(primary key):用户选作元组标识的一个候选键称为主键。(主键是候选键中一个)
20.关系模式、关系子模式和存储模式:
关系模型基本上遵循数据库的**体系结构。概念模式是关系模式的集合,外模式是关系子模式的集合,内模式是存储模式的集合。
1)关系模式:关系模式实际上是记录类型。它的定义包括:模式名,属性名,值域名以及模式的主键。
2)关系子模式:是用户所用到的那部分数据的描述。除了指出用户的数据外,还应指出模式与子模式之间的对应性。
3)存储模式:关系存储时的基本组织方式是文件,元组是文件中的记录。存储一个关系可以用散列方法或索引方法实现。如果关系中元组数目较少,也可以用堆文件方式实现。
21.关系模型的三类完整性规则:
1)实体完整性规则:这条规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。
2)参照完整性规则:这条规则要求“不引用不存在的实体”。
3)用户定义的完整性规则:它反映某一具体应用涉及的数据必须满足的语义要求。
22.参照完整性规则的形式定义:
如果属性集k是关系模式r1的主键,k也是关系模式r2的外键,那么在r2的关系中,k的取值只允许两种可能,或者为空,或者等于r1关系中某个主键值。
此规则使用时还要注意三点:
1)外键和相应的主键可以不同名,只要定义在相同值域上即可。
2)r1和r2也可以是同一个关系模式,表示了属性之间的联系。
3)外键值是否允许空,应视具体问题而定。
上述形式定义中,关系模式r1称为“参照关系”模式,r2称为“依赖关系”模式。
23.关系模型的形式定义:
24.关系查询语言根据其理论基础的不同分为哪两类:
关系代数语言:查询操作是以集合操作为基础运算的dml语言。(非过程性弱)
关系演算语言:查询操作是以谓词演算为基础运算的dml语言。(非过程性强)
25.关系代数中的操作有哪些?
关系代数中的操作可分为两类:
传统的集合操作:并、差、交、笛卡尔积。
扩充的集合操作:对关系进行垂直分割(投影)、水平分割(选择),关系的结合(联接、自然联接),笛卡尔积的逆运算(除法)等。
其中五个基本操作为:并、差、笛卡尔积、投影、选择。
四个常用组合操作为:交、连接、自然连接、除法。
两种扩充的关系代数操作为:外连接和外部并。
26.关系演算有哪两种:
关系演算可分为元组关系演算和域关系演算。前者以元组为变量,后者以属性(域)为变量。
27.什么是约束变量、自由变量:
如果元组变量未使用存在量词或全称量词符号定义,那么称为自由元组变量,否则称为约束元组变量。
约束变量类似于程序设计语言过程内部定义的局部变量,自由变量类似于过程外部定义的外部变量或全局变量。
28.什么是安全运算:
在数据库技术中,不产生无限关系和无穷验证的运算称为安全运算,相应的表达式称为安全表达式,所采取的措施称为安全约束。
在关系演算中约定,运算只对表达式中公式在涉及到的关系的值范围内操作。这样就不会产生无限关系和无穷验证问题,关系演算是安全的。
29.为什么要对关系代数表达式进行优化:
查询优化是由dbms对关系代数表达式进行优化组合,以提高dbms的系统效率。要对关系代数进行优化的原因是:由于关系代数表达式是由关系代数操作组合而成。
在关系代数操作中,执行笛卡尔积和联接运算最费时间,并且在执行过程中将产生大量的中间结果,以使系统执行效率较低。在执行前,由dbms查询处理子系统先对关系代数表达式进行优化,尽可能早地执行选择和投影操作,以得到较小的中间关系,减少运算量和读外存块的次数,节省系统的执行时间,提高执行效率。
30.简述查询优化的优化策略:
1)在关系代数表达式中尽可能早地执行选择操作。
2)把笛卡尔积和随后的选择操作合并成f联接运算。
3)同时计算一连串的选择和投影操作,以免分开运算造成多次扫描文件,从而能节省操作时间。
4)如果在一个表达式中多次出现某个子表达式,应该将该子表达式预先计算出结果保存起来。以免重复计算。
5)适当的对关系文件进行预处理。
6)在计算表达式之前应先估计一下怎么计算合算。
31.笛卡尔积、等值连接、自然连接三者之间有什么区别:
等值连接中有笛卡尔积运算;
自然连接是一种等值连接,它是两个关系中所有公共属性进行等值连接的结果。
第三章关系数据库sql语言。
数据库的体系结构及术语:
sql数据库的体系结构也是**,但术语与传统的关系模型不同。
关系模式称为“基本表”,存储模式称为“存储文件”,子模式称为“视图”,元组称为“行”,属性称为“列”。
数据库的体系结构要点是什么:
1)一个sql数据库是表(table)的汇集,它用一个或多个sql模式定义。一个sql模式是表和授权的表态定义。
2)一个sql表由行集构成,一行是列的序列,每列对应一个数据项。
3)一个表或者是一个基本表,或者是一个视图。(视图只保存定义,不保存数据)
4)一个基本表可跨一个或多个存储文件,一个存储文件也可存放一个或多个基本表。每个存储文件与外部存储器上一个物理文件对应。
5)用户可用sql语句对视图和基本表进行查询等操作。
6)sql用户可以是应用程序,也可以是终端用户。
的组成分成几部分:
sql主要分成四部分:
1)数据定义。(sql ddl)用于定义sql模式、基本表、视图和索引的创建和撤消操作。
2)数据操纵。(sql dml)数据操纵分成数据查询和数据更新两类。数据更新又分成插入、删除、和修改三种操作。
3)数据控制。包括对基本表和视图的授权,完整性规则的描述,事务控制等内容。
4)嵌入式sql的使用规定。涉及到sql语句嵌入在宿主语言程序中使用的规则。
模式的撤消有哪两种方式:
cascade(连锁式)方式:执行drop语句时,把sql模式及其下属的基本表、视图、索引等所有元素全部撤消。
restrict(约束式)方式:执行drop语句时,只有当sql模式中没有任何下属元素时,才能撤消sql模式,否则拒绝执行drop语句。
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