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TUhjnbcbe - 2023/8/7 19:57:00

数据库

DBMS的定义及组成,DB

数据库(DB):是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

数据库管理系统定义:是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。

DBMS的主要功能:①数据库定义功能;②数据存取功能;③数据库运行管理;

④数据库的建立和维护功能。

DBMS的组成:数据描述及其翻译,数据操纵及其处理,数据库管理的例行程序

2.简述数据模型

数据模型是数据库中用来对现实世界进行抽象的工具,是数据库中用于提供信息表示和操作手段的形式构架。

一般地讲,数据模型是严格定义的概念的集合。这些概念精确描述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。因此数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。

数据模型是数据库系统的基础。任何一个DBMS都以某一个数据模型为基础,或者说支持某一个数据模型。数据库系统中,模型有不同的层次。根据模型应用的不同目的,可以将模型分成两类或者说两个层次:一类是概念模型,是按用户的观点来对数据和信息建模,用于信息世界的建模,强调语义表达能力,概念简单清晰;另一类是数据模型,是按计算机系统的观点对数据建模,用于机器世界,人们可以用它定义、操纵数据库中的数据,一般需要有严格的形式化定义和一组严格定义了语法和语义的语言,并有一些规定和限制,便于在机器上实现。

3.概念模型

概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模,是现实世界到信息世界的第一层抽象。

是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具,也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。

4.关系模型

基于谓词逻辑和集合论的一种数据模型,对应的数据之间的关系

优点:

1、数据结构单一

2、关系规范化,并建立在严格的理论基础上

3、概念简单,操作方便

一个关系就是一张二维表格,用户只需用简单的查询语言就能对数据库进行操作。

5.E-R图的相关内容,会判断它们之间的联系

实体:客观存在并可以相互区分的事物。

实体型:具有相同属性的实体具有相同的特征和性质,用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体,称为实体型。

实体集:同型实体的集合称为实体集。

属性:实体所具有的某一特性,一个实体可由若干个属性来刻画。

码:惟一标识实体的属性集称为码。

实体联系图(E一R图):提供了表示实体型、属性和联系的方法。

·实体型:用矩形表示,矩形框内写明实体名;

·属性:用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体连接起来;

·联系:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型(1:1,1:n或m:n)。

6.数据库建立分为哪几个阶段

需求分析→概念设计→逻辑设计→物理设计→系统实施→系统运行和维护

7.外编码在什么情况下为空

实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属性,则属性A不能取空值。

若属性(或属性组)F是基本关系R的外码,它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系),则对于R中每个元组在F上的值必须为:

或者取空值;或者等于S中某个元组的主码值。

即属性F本身不是主属性,则可以取空值,否则不能取空值。

8.状态图定义

状态图是描述一个实体基于事件反应的动态行为,

显示了该实体如何根据当前所处的状态对不同的事件做出反应。

9.E-R图像关系模型的转化

(1)实体类型的转换

将每个实体类型转换成一个关系模式,实体的属性即为关系的属性,实体标识符即为关系的键。

(2)联系类型的转换

1)实体间的联系是1:1

可以在两个实体类型转换成两个关系模式中的任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系类型的属性。

2)如实体间的联系是1:N

则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型转换成的关系模式的键和联系类型的属性。

3)如实体间的联系是M:N

则将联系类型也转换成关系模式,其属性为两端实体类型的键加上联系类型的属性,而键为两端实体键的组合

10.外模式和内模式

数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。

外模式,亦称子模式或用户模式,是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

模式,亦称逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的局部逻辑结构,通常是模式的子集。

内模式,亦称存储模式,是数据在数据库系统内部的表示,即对数据的物理结构和存储方式的描述。数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给DBMs管理,使用户能逻辑抽象地处理数据,而不必关心数据在计算机中的表示和存储。

为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像:外模式/模式映像和模式/内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

11.物理独立性和逻辑独立性

逻辑独立性:当模式改变时,由数据库管理员对各个外模式/模式的映像做相应改变,可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。

物理独立性:当数据库的存储结构改变了,由数据库管理员对模式/内模式映像做相应改变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改变,保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。

数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

12.元组为什么没有顺序

关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表,它由行和列组成。(l)关系:一个关系对应通常说的一张表;(2)属性:表中的一列即为一个属性;(3)域:属性的取值范围;(4)元组:表中的一行即为一个元组;(5)主码:表中的某个属性组,它可以惟一确定一个元组;(6)分量:元组中的一个属性值;(7)关系模式:对关系的描述,一般表示为关系名(属性1,属性2,…,属性n)

关系是一个元组的集合,而元组在集合中的顺序无关紧要。因此不考虑元组间的顺序,即没有行序。

13.数据库恢复

数据转储和登录日志文件是数据库恢复的基本技术。

当系统运行过程中发生故障,利用转储的数据库后备副本和日志文件就可以将数据库恢复到故障前的某个一致性状态。

14.关系代数的基本运算有哪些

并、差、笛卡尔积、投影和选择5种运算为基本的运算。

其他3种运算,即交、连接和除,均可以用这5种基本运算来表达。

15.实现数据库安全性控制的常用方法和技术

(l)用户标识和鉴别:该方法由系统提供一定的方式让用户标识自己的名字或身份。每次用户要求进入系统时,由系统进行核对,通过鉴定后才提供系统的使用权。

(2)存取控制:通过用户权限定义和合法权检查确保只有合法权限的用户访问数据库,所有未被授权的人员无法存取数据。例如CZ级中的自主存取控制(DAC),Bl级中的强制存取控制(MAC)。

(3)视图机制:为不同的用户定义视图,通过视图机制把要保密的数据对无权存取的用户隐藏起来,从而自动地对数据提供一定程度的安全保护。

(4)审计:建立审计日志,把用户对数据库的所有操作自动记录下来放入审计日志中,DBA可以利用审计跟踪的信息,重现导致数据库现有状况的一系列事件,找出非法存取数据的人、时间和内容等。

(5)数据加密:对存储和传输的数据进行加密处理,从而使得不知道解密算法的人无法获知数据的内容。

16.数据库的完整性约束条件可分为哪几类

静态列级约束、静态元组约束、静态关系约束

(常见的静态关系约束有:

(l)实体完整性约束;(2)参照完整性约束;(3)函数依赖约束)、

动态列级约束、动态元组约束、动态关系约束。

17.试述事务的概念及事务的4个特性

事务是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。

事务具有4个特性:原子性(Atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(Isolation)和持续性(Durability)。这4个特性也简称为ACID特性。

原子性:事务是数据库的逻辑工作单位,事务中包括的诸操作要么都做,要么都不做。

一致性:事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。

隔离性:一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

持续性:持续性也称永久性(Perfnanence),指一个事务一旦提交,它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。

18.为什么要进行关系模式的分解?分解的依据是什么?

由于数据之间存在着联系和约束,在关系模式的关系中可能会存在数据冗余和操作异常现象,因此需把关系模式进行分解,以消除冗余和异常现象。

分解的依据是数据依赖和模式的标准(范式)。

19.在数据库中为什么要并发控制?

答数据库是共享资源,通常有许多个事务同时在运行。当多个事务并发地存取数据库时就会产生同时读取和/或修改同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据,破坏数据库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。

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