数据库考研复习攻略-试读

第PAGE第5页目录写在前面的话 2关于N诺 3如何使用本书？ 4目录 5第一章绪论 10数据库系统概述 11数据模型 18两大类数据模型 18数据模型的组成要素 18概念模型 19层次模型 22网状模型 24关系模型 25数据库系统结构 30数据库系统的组成 36数据库管理员(DBA) 36系统分析员和数据库设计人员 37应用程序员及用户 371.5总结 39第二章关系数据库 40关系数据结构及形式化定义 41关系操作 47基本关系操作 47关系数据库语言的分类 47关系的完整性 49关系的三类完整性约束 49实体完整性 49参照完整性 50用户定义的完整性 51关系代数 54关系代数运算符 54传统的集合运算 54专门的关系运算 57关系演算 712.6总结 72第三章关系数据库标准语言SQL 73SQL概述 74SQL的产生与发展 74SQL的特点 74SQL的基本概念 76学生-课程数据库 77数据定义 79模式的定义与删除 79基本表的定义、删除与修改 81索引的建立与删除 88数据查询 91单表查询 92连接查询 102嵌套查询 107集合查询 117Select语句的一般形式 119数据更新 121空值的处理 1293.7视图 132定义视图 132查询视图 136更新视图 139视图的作用 1403.8小结 141第四章数据库安全性 159数据库安全性概述 160数据库的不安全因素 161安全标准简介 161数据库安全性控制 165用户标识与鉴别 166存取控制 167自主存取控制方法 168权限与回收 169数据库角色 173强制存取控制方法 175视图机制 177审计（Audit） 178数据加密 179统计数据库安全性 1804.7小结 181第五章数据库完整性 189实体完整性 190参照完整性 194参照完整性定义 194参照完整性检查和违约处理 194用户定义的完整性 199属性上的约束条件的定义 199属性上的约束条件检查和违约处理 200元组上的约束条件的定义 200元组上的约束条件检查和违约处理 201完整性约束命名子句 2025.5触发器 204定义触发器 204激活触发器 208删除触发器 2095.6小结 210第六章关系数据理论 2176.1问题的提出 2186.2规范化 2226.3数据依赖的公理系统 2386.4小结 245第七章数据库设计 250数据库设计概述 251数据库设计的特点 251数据库设计方法 252数据库设计的基本步骤 253数据库设计过程中的各级模式 256需求分析 258需求分析的任务 258需求分析的方法 259数据字典 261概念结构设计 265概念结构 265概念结构设计的方法与步骤 269数据抽象与局部视图设计 270视图的集成 282逻辑结构设计 284E-R图向关系模型的转换 284数据模型的优化 289设计用户子模式 291数据库的物理设计 292数据库实施和维护 2937.7小结 294第八章数据库设计 297嵌入式SQL 298存储过程 314PL/SQL的块结构 314变量常量的定义 315控制结构 315存储过程 3178.3小结 319第九章关系查询处理和查询优化 324关系数据库系统的查询处理 325关系数据库的查询优化 330代数优化 335关系代数表达式等价变换规则 335查询树的启发式优化 337物理优化 3419.5小结 345第十章数据库恢复技术 350事务的基本概念 351数据库恢复概述 354故障的种类 355恢复的实现技术 358恢复策略 362事务故障的恢复 362系统故障的恢复 363介质故障的恢复 364具有检查点的恢复技术 365数据库镜像 36810.8小结 370第十一章并发控制 37311.1并发控制概述 37411.2封锁 377封锁协议 378活锁和死锁 381并发调度的可串行性 385两段封锁法 388封锁的粒度 389封锁粒度 389多粒度封锁 39011.7.3意向锁 39111.8小结 392完结撒花 396N诺考研系列图书 397计算机考研忠告 错误！未定义书签。PAGEPAGE10页【本章知识点汇总】数据模型数据库系统概述四个基本概念·数据（Data）·数据库（Database）·数据库管理系统（DBMS）·数据库系统（DBS）１.数据是数据库中存储的基本对象。数据的定义：描述事物的符号记录。数据的特点：数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。２.数据库量数据的集合。数据库的基本特征：·数据按一定的数据模型组织、描述和储存·可为各种用户共享·冗余度较小·数据独立性较高·易扩展３.数据库管理系统统。DBMS科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。DBMS·数据定义功能（DDL）定义数据库中的数据对象·确定组织数据的文件结构和存取方式实现数据之间的联系提供多种存取方法提高存取效率·数据操纵功能提供数据操纵语言（DML）实现对数据库的基本操作（查询、插入、删除和修改）·数据库的事务管理和运行管理户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复（实用程序）数据库初始数据装载转换数据库的重组织性能监视分析等·其它功能DBMS异构数据库之间的互访和互操作数据管理技术的产生和发展数据管理：·对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护·数据处理的中心问题数据管理技术的发展过程：·人工管理阶段（20世纪40年代中——50年代中）·文件系统阶段（20世纪50年代末——60年代中）·数据库系统阶段（2060）人工管理阶段特点：·数据的管理者：用户（程序员），数据不保存。·数据面向的对象：某一应用程序。·数据的共享程度：无共享、冗余度极大。·数据的独立性：不独立，完全依赖于程序。·数据的结构化：无结构。·数据控制能力：应用程序自己控制。文件系统阶段特点：·数据的管理者：文件系统，数据可长期保存。·数据面向的对象：某一应用程序。·数据的共享程度：共享性差、冗余度大。·数据的结构化：记录内有结构，整体无结构。·数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序。·数据控制能力：应用程序自己控制。文件系统中数据的结构：·记录内有结构。·数据的结构是靠程序定义和解释的。·数据只能是定长的。可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。·文件间是独立的，因此数据整体无结构。可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系。·数据的最小存取单位是记录。数据库系统阶段时期：2060产生的背景：·应用背景——大规模管理·硬件背景——大容量磁盘、磁盘阵列·软件背景——有数据库管理系统·处理方式——联机实时处理，分布处理，批处理数据库系统的特点·数据结构化：整体结构化。·数据的共享性高，冗余度低，易扩充：从整体角度看待和描述数据，数据面向整个系统，可以被多个用户、多个应用共享使用。·数据独立性高：·数据由ＤＢＭＳ统一管理和控制数据的安全性保护、完整性检查、并发控制、数据库恢复。课后习题这几个阶段中，数据独立性最高的是 阶段。Ａ．数据库系统Ｂ．文件系统Ｃ．人工管理Ｄ．数据项管理参考答案：A数据库的基本特点是 。Ａ．（1）数据可以共享 （2）数据独立性高（3）数据冗余大，易移植（4）统一管理和控制Ｂ．（1）数据可以共享 （2）数据独立性高（3）数据冗余小，易扩充（4）统一管理和控制Ｃ．（1）数据可以共享 （2）数据互换性（3）数据冗余小，易扩充（4）统一管理和控制Ｄ．（1）数据非结构化 （2）数据独立性高（3）数据冗余小，易扩充（4）统一管理和控制参考答案：BDBMS是指 ,它是位于 和 之间的一层管理软件。参考答案：数据库管理系统、OS、用户什么是数据库的数据独立性？参考答案：数据的独立性是数据库系统的最基本的特征之一。数据独立性是指应用程序和数性。数据模型数据模型·在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。·通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。容易为人所理解便于在计算机上实现两大类数据模型数据模型分为两类（分属两个不同的层次）(2)逻辑模型和物理模型:DBMS或磁带上的存储方式和存取方法。数据模型的组成要素数据结构：描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系。数据操作：对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则。据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。概念模型·信息世界中的基本概念·两个实体型之间的联系·两个以上实体型之间的联系·单个实体型内的联系·概念模型的一种表示方法·一个实例信息世界中的基本概念的概念。实体所具有的某一特性称为属性，一个实体可以由若干个属性来刻画。(3)码(Key):唯一标识实体的属性集称为码。域(Domain):属性的取值范围称为该属性的域。实体型(EntityType):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。(6)实体集(EntitySet):同一类型实体的集合称为实体集。(7)联系(Relationship):现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系两个实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间一对多联系:若实体集E1,E2，...，En存在联系，对于实体集Ej(j=1,2，...，n)中的给定实体，最多EiEiE1，E2，...，En之间的联系是一对多的。实例:每一个教师只讲授一门课程，每一本参考书只供一门课程使用。单个实体型内的联系一对多联系:实例职工仅被另外一个职工直接领导，这是一对多的联系。概念模型的一种表示方法实体－联系方法(E-R方法):E-RE-R实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。联系：时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:nm:n）。属性也要用无向边与该联系连接起来。实例：科室名称和科室主任3个属性；医生实体包含工号、姓名、性别和职称4个属性；病人实体包含病历号、姓名、性别、年龄和联系电话5个属性。就诊于不同的医生，每次就诊时需要登记“就诊日期”。PAGEPAGE22页层次模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型：1、有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。2、根以外的其它结点有且只有一个双亲结点。（或者及其字段都必须记录。层次模型的特点：结点的双亲是唯一的。只能直接处理一对多的实体联系。每个记录类型可以定义一个排序字段，也称为码字段。没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在。PAGEPAGE23页层次模型的完整性约束条件：无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值。优点：层次模型的数据结构比较简单清晰。层次数据模型提供了良好的完整性支持。缺点：结点之间的多对多联系表示不自然。查询子女结点必须通过双亲结点。层次命令趋于程序化。网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合称为网状数据模型：允许一个以上的结点无双亲；一个结点可以有多于一个的双亲。1:n，m:n特征：允许单个节点存在多于一个父节点；网状数据模型中需要为每个联系指定对应的名称。优点：网状数据模型可以很方便的表示现实世界中的很多复杂的关系；修改网状数据模型时，没有层次状数据模型的那么多的严格限制，可以删除一个节点的模型中是不被允许的，除非是首先插入的是根节点；较高。缺点：的插入、删除牵动的相关数据太多，不利于数据库的维护和重建；要说明要对数据做些什么，还说明操作的记录的路径；DDL、DML记录之间联系是通过存取路径实现的，用户必须了解系统结构的细节。网状模型与层次模型的区别：网状模型允许结点有多个双亲结点；（复合联系）；网状模型可以更直接地描述现实世界；层次模型实际上是网状模型的一个特例。关系模型关系数据模型的数据结构在用户观点下，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。学生登记表学号姓名年龄性别系名年级2020001小明19男计算机20202020002小红20女数学20202020003小刚18男法律2020·关系(Relation):一个关系对应通常说的一张表。·元组(Tuple):表中的一行即为一个元组。·属性(Attribute):表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。·主码(Key):表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。·域(Domain):属性的取值范围。·分量:元组中的一个属性值。1，2，…，n）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）·关系必须是规范化的，满足一定的规范条件。关系术语一般表格的术语关系名关系术语一般表格的术语关系名表名关系模式表头（表格的描述）元祖记录或行属性列属性名列名属性值列值分量一条记录中的一个列值非规范关系表中有表（大表中嵌有小表）关系数据模型的操纵与完整性约束查询实体完整性参照完整性用户定义的完整性关系数据模型的存储结构表以文件形式存储DBMS关系数据模型的优缺点优点:概念单一。对数据的检索结果也是关系。关系模型的存取路径对用户透明。具有更高的数据独立性，更好的安全保密性。缺点存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型。为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发DBMS的难度。课后习题层次模型不能直接表示 。A.１：１关系 关系C.ｍ：ｎ关系 D.１：１和１：ｍ关系参考答案：C在数据库中，产生数据不一致的根本原因是 A.数据存储量太大 B.没有严格保护数据C.未对数据进行完整性控制 D.数据冗余参考答案：D数据有多个值，产生数据不一致。数据库的概念模型独立于 A.具体的机器和DBMS B.E-R图C.信息世界 D.现实世界参考答案：AA。数据库体系结构按照 、 和 三级结构进行组织。参考答案：外模式、模式、内模式实体之间的联系可抽象为三类，它们是 、 和 。参考答案：1:1、1:n、n:m数据冗余可能导致的问题有 和 。参考答案：浪费存储及修改麻烦、潜在的数据不一致性345机使用，要求在联系中应反映出司机使用汽车的“使用日期”。请按上述数据信息，设计车队、车辆、司机的E―R模型。参考答案：数据库系统结构数据库管理系统角度从数据库最终用户角度看（数据库系统外部的体系结构），数据库系统的结构分为：单用户结构主从式结构分布式结构浏览器／应用服务器／数据库服务器多层结构等数据库系统模式的概念“型”和“值”的概念：对某一类数据的结构和属性的说明。值(Value)：是型的一个具体赋值。例如：学生记录型：（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）一个记录值：（９００２０１，李明，男，计算机，２２，江苏）模式(Schema)：是型的描述；模式是相对稳定的。实例(Instance)：模式的一个具体值；反映数据库某一时刻的状态；同一个模式可以有很多实例；实例随数据库中的数据的更新而变动。数据库系统的三级模式结构模式(Schema)模式（也称逻辑模式）：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述；一个数据库只有一个模式模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层；与数据的物理存储细节和硬件环境无关；模式的定义：（数据项的名字、类型、取值范围等）；数据之间的联系；数据有关的安全性、完整性要求。外模式(ExternalSchema)外模式（也称子模式或用户模式）：（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述；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。外模式的地位：介于模式与应用之间；外模式通常是模式的子集。保密的要求。对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同。外模式与应用的关系：一对多；但一个应用程序只能使用一个外模式。外模式的用途：保证数据库安全性的一个有力措施；每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据。内模式(InternalSchema)内模式（也称存储模式）：是数据在数据库内部的表示方式；hash）；索引的组织方式；数据是否加密；数据存储记录结构的规定。一个数据库只有一个内模式图（a）所示。如果按学号升序存储，则插入一条记录就要找到它应在的位置插入。如图（ｂ）所示。所示。数据库的二级映像功能与数据独立性三级模式是对数据的三个抽象级别。外模式／模式映像模式／内模式映像外模式／模式映象模式：描述的是数据的全局逻辑结构。描述的是数据的局部逻辑结构。同一个模式可以有任意多个外模式。映象定义通常包含在各自外模式的描述中保证数据的逻辑独立性。当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变。性，简称数据的逻辑独立性。模式／内模式映像例如，说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的。数据库中模式／内模式映象是唯一的。该映象定义通常包含在模式描述中保证数据的物理独立性。映象，使模式保持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。课后习题数将数据库的结构划分成多个层次，是为了提高数据库的①和②。①A.数据独立性 B.逻辑独立性 C.管理规范性 D.数据的共享②A.数据独立性 B.物理独立性 C.逻辑独立性 D.管理规范性参考答案:BB数据库的三级模式结构中，描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是 A.外模式 B.内模式 C.模式和内模式 D.模式参考答案：D数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性，内模式则是数据库物理结构和存储方式的描述。数据库系统的数据独立性是指 会因为数据的变化而影响应用程序。C.不会因为存储策略的变化而影响存储结构。D.不会因为某些存储结构的变化而影响其他的存储结构。参考答案：B数据库管理系统是数据库系统的一个重要组成部分它的功能包括数据组织存储和管理、数据库运行管理和事物管理、数据库的建立和维护功能。参考答案：数据定义功能、数据操作功能数据库系统的组成·数据库·数据库管理系统（及其开发工具）·应用系统·数据库管理员·硬件平台及数据库·软件·人员具体职责：(1)决定数据库中的信息内容和结构；决定数据库的存储结构和存取策略；定义数据的安全性要求和完整性约束条件；(4)监控数据库的使用和运行：（数据文件，日志文件）；系统故障恢复；介质故障恢复；监视审计文件。数据库的改进和重组：性能监控和调优；需求增加和改变时，数据库须需要重构造。系统分析员和数据库设计人员系统分析员：负责应用系统的需求分析和规范说明；参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员：确定数据库中的数据；设计数据库各级模式。应用程序员及用户应用程序员：进行调试和安装。用户：用户是指最终用户(EndUser)。最终用户通过应用系统的用户接口使用数据库。如企业或组织机构的高中级管理人员；台服务员；编制自己的应用程序，例如工程师、科学家、经济学家、科技工作者等。课后习题下述 A.完整性约束说明C.数据库安全D.数据库管理系统设计参考答案：D数据库(DB)，数据库系统(DBS)和数据库管理系统(DBMS)之间的关系是 A.DBS包括DB和DBMSD.DBSDB，DBMS参考答案：A和 。系统分析员 B.程序员 C.数据库管理员 D.操作员参考答案：C总结【本章知识点汇总】关系操作关系代数关系演算关系数据结构及形式化定义关系域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。笛卡尔积：１，Ｄ２，…，Ｄｎ，这些域中可以有相同的。Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ的笛卡尔积为：Ｄ１×Ｄ２×…×Ｄｎ＝｛（ｄ１，ｄ２，…，ｄｎ）｜ｄｉＤｉ，ｉ＝１，２，…，ｎ｝所有域的所有取值的一个组合。不能重复。·元组(Tuple):（ｄ１，ｄ２，…，ｄｎ）ｎ元组（ｎ－tuple）或简称元组(Tuple)（张清玫，计算机专业，李勇）、（张清玫，计算机专业，刘晨）等都是元组·分量(Component):（ｄ１，ｄ２，…，ｄｎ）ｄｉ叫作一个分量张清玫、计算机专业、李勇等都是分量·基数(Cardinalnumber):ｉ(ｉ＝１，２，…，ｎ)为有限集，其基数为ｍｉ(ｉ＝１，２，…，ｎ)，则Ｄ１×Ｄ２×…×Ｄｎ的基数Ｍ为：·笛卡尔积的表示方法：笛卡尔积可表示为一个二维表表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域D1、D2、D3PAGEPAGE42页SUPERVISORSPECIALITYPOSTGRADUATE张清玫计算机专业李勇张清玫计算机专业刘晨张清玫计算机专业王敏张清玫信息专业李勇张清玫信息专业刘晨张清玫信息专业王敏刘逸计算机专业李勇刘逸计算机专业刘晨刘逸计算机专业王敏刘逸信息专业李勇刘逸信息专业刘晨刘逸信息专业王敏关系(Relation):·关系：Ｄ１×Ｄ２ｎ１，Ｄ２，…，Ｄｎ上的关系，表示为：Ｒ（Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ），其中，Ｒ：关系名，ｎ：关系的目或度(Degree)。·元组：关系中的每个元素是关系中的元组，通常用ｔ表示。·单元关系与二元关系：ｎ＝１时，称该关系为单元关系，或一元关系。当ｎ＝２时，称该关系为二元关系。·关系的表示：关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。·属性：ｎ目关系必有ｎ个属性。PAGEPAGE43页·码：候选码(CandidateKey)：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码。全码(AllKey)：最极端的情况：关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码。主码(PrimaryKey)：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码。主属性(Primeattribute)：候选码的属性称为主属性，不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性，或非码属性。·三类关系：（基本表或基表）：实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示查询表：查询结果对应的表视图表：由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据列是同质的；不