數(shù)據(jù)庫原理簡答題總結(jié)

　第一章 數(shù)據(jù)庫概論 1.人工管理階段數(shù)據(jù)管理的特點： （1） 數(shù)據(jù)不保存在機器中 （2） 無專用的軟件對數(shù)據(jù)進行管理 （3） 只有程序的概念，沒有文件的概念 （4） 數(shù)據(jù)面向程序 2.文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理的特點： （1） 數(shù)據(jù)可長期保存在外存的磁盤上 （2） 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別 （3） 文件組織已呈多樣化。有索引、鏈接和散列文件 （4） 數(shù)據(jù)不再屬于某個特定的程序，可重復使用。 3.文件系統(tǒng)顯露出三個缺陷： （1） 數(shù)據(jù)冗余性 （2） 數(shù)據(jù)不一致性 （3） 數(shù)據(jù)聯(lián)系弱 4.數(shù)據(jù)庫階段的管理方式具有以下特點： （1） 采用復雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （2） 有較高的數(shù)據(jù)獨立性 （3） 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供方便的用戶接口 （4） 系統(tǒng)提供四方面的數(shù)據(jù)控制功能 （5） 對數(shù)據(jù)的操作既可以以記錄為單位，又可以以數(shù)據(jù)項為單位 5.數(shù)據(jù)描述三個領(lǐng)域之間的關(guān)系： 從事物的特性到計算機中的數(shù)據(jù)表示，經(jīng)歷了三個領(lǐng)域：現(xiàn)實世界、信息世界、機器世界。 （1） 現(xiàn)實世界：存在于人們頭腦之外的客觀世界，稱為現(xiàn)實世界。 （2） 信息世界：是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映。 （3） 機器世界：信息世界的信息在機器世界中以數(shù)據(jù)形式存儲。 信息世界中數(shù)據(jù)描述的術(shù)語有：實體、實體集、屬性、實體標識符 機器世界中數(shù)據(jù)描述的術(shù)語有：字段、記錄、文件、關(guān)鍵碼 它們的對應關(guān)系是： 在數(shù)據(jù)庫中每個概念都有類型和值之區(qū)分，類型是概念的內(nèi)涵，值是概念的外延 6.數(shù)據(jù)描述的兩種形式： 數(shù)據(jù)描述有物理描述和邏輯描述兩種形式。 物理數(shù)據(jù)描述指數(shù)據(jù)在存儲設(shè)備上的存儲方式，物理數(shù)據(jù)是實際存放在存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)。 邏輯數(shù)據(jù)描述指程序員或用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念化數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)管理軟件的功能之一，就是要把邏輯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理數(shù)據(jù)，以及把物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成邏輯數(shù)據(jù)。 7.物理存儲介質(zhì)層次： 8.數(shù)據(jù)模型的種類： 目前廣泛使用的數(shù)據(jù)模型可分為兩種類型：概念數(shù)據(jù)模型、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 概念數(shù)據(jù)模型：是獨立于計算機系統(tǒng)的模型，完全不涉及信息在系統(tǒng)中的表示，只是用來描述某個特定組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu); 它是現(xiàn)實世界的第一層抽象，是用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員之間進行交流的工具; 這一類中著名的模型是“實體聯(lián)系模型”，簡稱“ER”模型。 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型：是直接面向數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu); 它是現(xiàn)實世界的第二層抽象，涉及到計算機系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng); 這一類中的例子有層次、網(wǎng)狀、關(guān)系、面向?qū)ο蟮饶Ｐ汀?9.結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型的三個組成部分： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)完整性約束是結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型的三個組成部分。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是指對實體類型和實體間聯(lián)系的表達和實現(xiàn) 數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫的檢索和更新（插、刪、改）兩類操作的實現(xiàn) 數(shù)據(jù)完整性約束：給出數(shù)據(jù)及其聯(lián)系應具有的制約和依賴規(guī)則。 10.層次模型的特點： 用樹型結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型。 層次模型的特點是：記錄之間的聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，查詢效率較高。 缺點是：（1）只能表示1:N聯(lián)系 （2）由于樹型結(jié)構(gòu)層次順序的嚴格復雜，引起數(shù)據(jù)的查詢和更新操作也很復雜，因此編寫應用程序也很復雜。 11.網(wǎng)狀模型的特點： 用有向圖結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。 網(wǎng)狀模型的特點是：記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，M:N聯(lián)系也容易實現(xiàn)，查詢效率較高。 缺點是：編寫應用程序比較復雜，程序員必須熟悉數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)。 12.關(guān)系模型的特點： 關(guān)系模型的主要特征是用二維表格結(jié)構(gòu)表達實體集，用外鍵表示實體間聯(lián)系。 特點是：關(guān)系模型與層次、網(wǎng)狀的最大差別是用關(guān)鍵碼而不是用指針導航數(shù)據(jù)，表格簡單，用戶易懂，編程時不涉及存儲結(jié)構(gòu)、訪問技術(shù)等細節(jié)。 13.數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)中的三級結(jié)構(gòu)、兩級映象： 數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)分為三級：內(nèi)部級、概念級、外部級。 外部級：最接近用戶，是單個用戶所能看到的數(shù)據(jù)特性。單個用戶使用的數(shù)據(jù)視圖的描述稱為“外模式”。 概念級：涉及到所有用戶的數(shù)據(jù)定義，是全局的數(shù)據(jù)視圖。全局數(shù)據(jù)視圖的描述稱為“概念模式”。 內(nèi)部級：最接于物理存儲設(shè)備，涉及到實際數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)。物理存儲數(shù)據(jù)視圖的描述稱為“內(nèi)模式”。 為實現(xiàn)這三個抽象級別的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，DBMS在級級結(jié)構(gòu)之間提供兩個層次的映象：外模式/模式映象，模式/內(nèi)模式映象。 14.二級數(shù)據(jù)獨立性： 數(shù)據(jù)獨立性是指：應用程序和數(shù)據(jù)之間相互獨立，不受影響。分為物理獨立性和邏輯獨立性。 （1） 物理數(shù)據(jù)獨立性：如果數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式要進行修改，即數(shù)據(jù)庫的存儲設(shè)備和存儲方法有所變化，那么模式/內(nèi)模式映象也要進行相應的修改，使概念模式盡可能保持不變。也就是對內(nèi)模式的修改盡量不影響概念模式。 （2） 邏輯數(shù)據(jù)獨立性：如果數(shù)據(jù)庫的概念模式要進行修改，如增加記錄類型或增加數(shù)據(jù)項，那么外模式/模式映象也要進行相應的修改，使外模式盡可能保持不變。也就是概念模式的修改盡量不影響外模式和應用程序。 15.DBMS的主要功能： （1） 數(shù)據(jù)庫的定義功能：DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL）定義數(shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu)及其相互之間的映象、完整性、安全控制等約束。 （2） 數(shù)據(jù)庫的操縱功能：DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言（DML）實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作。 （3） 數(shù)據(jù)庫的保護功能：DBMS對數(shù)據(jù)庫的保護主要通過數(shù)據(jù)庫的恢復、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫的完整性控制、數(shù)據(jù)庫的安全性控制等四個方面實現(xiàn)。 （4） 數(shù)據(jù)庫的存儲管理：DBMS的存儲管理子系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)和應用程序的一個界面，其職責是把各種DML語句轉(zhuǎn)換成低層的文件系統(tǒng)命令，起到數(shù)據(jù)的存儲、檢索和更新的作用。 （5） 數(shù)據(jù)庫的維護功能：DBMS中實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫維護功能的實用程序主要有數(shù)據(jù)裝載程序、備份程序、文件重組織程序、性能監(jiān)控程序。 （6） 數(shù)據(jù)字典（DD）：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中存放三級結(jié)構(gòu)定義的數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)字典，對數(shù)據(jù)庫的操作都要通過訪問DD才能實現(xiàn)。 16.DBMS的組成： DBMS是由兩大部分組成：查詢處理器和存儲管理器。 （1） 查詢處理器有四個主要成分：DDL編譯器、DML編譯器、嵌入型DML的預編譯器、查詢運行核心程序。 （2） 存儲管理器有四個主要成分：授權(quán)和完整性管理器、事務管理器、文件管理器、緩沖區(qū)管理器。 17.DBS的組成： DBS是一個實際可運行的，按照數(shù)據(jù)庫方法存儲、維護和向應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持的系統(tǒng)，它是數(shù)據(jù)庫、硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）的集合體。 （1） 數(shù)據(jù)庫（DB）:是與一個特定組織各項應用有關(guān)的全部數(shù)據(jù)的集合，由應用數(shù)據(jù)的集合（物理數(shù)據(jù)庫）、關(guān)于各級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述（描述數(shù)據(jù)庫）兩部分組成。 （2） 硬件：包括中央處理機、內(nèi)存、輸入輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)通道等硬件設(shè)備。 （3） 軟件：包括DBMS、OS、各種宿主語言和應用開發(fā)支持軟件等程序。 （4） DBA：DBA是控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的人，負責DBS的正常運行。 18.DBS的全局結(jié)構(gòu)： （1） 數(shù)據(jù)庫用戶?？煞譃樗念悾篋BA、專業(yè)用戶、應用程序員、終端用戶 （2） DBMS的查詢處理器。包括四部分：DML編譯器、嵌入型DML的預編譯器、DLL編譯器、查詢運行核心程序。 （3） DBMS的存儲管理器。包括四部分：授權(quán)和完整性管理器、事務管理器、文件管理器、緩沖區(qū)管理器。 （4） 磁盤存儲器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。包括四種形式：數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)字典、索引文件、統(tǒng)計數(shù)據(jù)組織。 　第二章 關(guān)系模型 19. 超鍵、主鍵、候選鍵的定義： 超鍵（super key）：在關(guān)系中能唯一標識元組的屬性集稱為關(guān)系模式的超鍵。 候選鍵（candidate key）：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。（候選鍵可以有多個） 主鍵（primary key）：用戶選作元組標識的一個候選鍵稱為主鍵。（主鍵是候選鍵中一個） 20. 關(guān)系模式、關(guān)系子模式和存儲模式： 關(guān)系模型基本上遵循數(shù)據(jù)庫的三級體系結(jié)構(gòu)。概念模式是關(guān)系模式的集合，外模式是關(guān)系子模式的集合，內(nèi)模式是存儲模式的集合。 （1） 關(guān)系模式：關(guān)系模式實際上是記錄類型。它的定義包括：模式名，屬性名，值域名以及模式的主鍵。 （2） 關(guān)系子模式：是用戶所用到的那部分數(shù)據(jù)的描述。除了指出用戶的數(shù)據(jù)外，還應指出模式與子模式之間的對應性。 （3） 存儲模式：關(guān)系存儲時的基本組織方式是文件，元組是文件中的記錄。存儲一個關(guān)系可以用散列方法或索引方法實現(xiàn)。如果關(guān)系中元組數(shù)目較少，也可以用堆文件方式實現(xiàn)。 21. 關(guān)系模型的三類完整性規(guī)則： （1） 實體完整性規(guī)則：這條規(guī)則要求關(guān)系中元組在組成主鍵的屬性上不能有空值。 （2） 參照完整性規(guī)則：這條規(guī)則要求“不引用不存在的實體”。 （3） 用戶定義的完整性規(guī)則：它反映某一具體應用涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。 22. 參照完整性規(guī)則的形式定義： 如果屬性集K是關(guān)系模式R1的主鍵，K也是關(guān)系模式R2的外鍵，那么在R2的關(guān)系中，K的取值只允許兩種可能，或者為空，或者等于R1關(guān)系中某個主鍵值。 此規(guī)則使用時還要注意三點： （1） 外鍵和相應的主鍵可以不同名，只要定義在相同值域上即可。 （2） R1和R2也可以是同一個關(guān)系模式，表示了屬性之間的聯(lián)系。 （3） 外鍵值是否允許空，應視具體問題而定。 上述形式定義中，關(guān)系模式R1稱為“參照關(guān)系”模式，R2稱為“依賴關(guān)系”模式。 23. 關(guān)系模型的形式定義： 24. 關(guān)系查詢語言根據(jù)其理論基礎(chǔ)的不同分為哪兩類： 關(guān)系代數(shù)語言：查詢操作是以集合操作為基礎(chǔ)運算的DML語言。（非過程性弱） 關(guān)系演算語言：查詢操作是以謂詞演算為基礎(chǔ)運算的DML語言。（非過程性強） 25. 關(guān)系代數(shù)中的操作有哪些？ 關(guān)系代數(shù)中的操作可分為兩類： 傳統(tǒng)的集合操作：并、差、交、笛卡爾積 擴充的集合操作：對關(guān)系進行垂直分割（投影）、水平分割（選擇），關(guān)系的結(jié)合（聯(lián)接、自然聯(lián)接），笛卡爾積的逆運算（除法）等。 其中五個基本操作為：并、差、笛卡爾積、投影、選擇。 四個常用組合操作為：交、連接、自然連接、除法 兩種擴充的關(guān)系代數(shù)操作為：外連接和外部并 26. 關(guān)系演算有哪兩種： 關(guān)系演算可分為元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算。前者以元組為變量，后者以屬性（域）為變量。 27. 什么是約束變量、自由變量： 28. 什么是安全運算： 在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，不產(chǎn)生無限關(guān)系和無窮驗證的運算稱為安全運算，相應的表達式稱為安全表達式，所采取的措施稱為安全約束。 在關(guān)系演算中約定，運算只對表達式中公式在涉及到的關(guān)系的值范圍內(nèi)操作。這樣就不會產(chǎn)生無限關(guān)系和無窮驗證問題，關(guān)系演算是安全的。 29. 為什么要對關(guān)系代數(shù)表達式進行優(yōu)化： 查詢優(yōu)化是由DBMS對關(guān)系代數(shù)表達式進行優(yōu)化組合，以提高DBMS的系統(tǒng)效率。要對關(guān)系代數(shù)進行優(yōu)化的原因是：由于關(guān)系代數(shù)表達式是由關(guān)系代數(shù)操作組合而成。在關(guān)系代數(shù)操作中，執(zhí)行笛卡爾積和聯(lián)接運算最費時間，并且在執(zhí)行過程中將產(chǎn)生大量的中間結(jié)果，以使系統(tǒng)執(zhí)行效率較低。在執(zhí)行前，由DBMS查詢處理子系統(tǒng)先對關(guān)系代數(shù)表達式進行優(yōu)化，盡可能早地執(zhí)行選擇和投影操作，以得到較小的中間關(guān)系，減少運算量和讀外存塊的次數(shù)，節(jié)省系統(tǒng)的執(zhí)行時間，提高執(zhí)行效率。 30. 簡述查詢優(yōu)化的優(yōu)化策略： （1） 在關(guān)系代數(shù)表達式中盡可能早地執(zhí)行選擇操作。 （2） 把笛卡爾積和隨后的選擇操作合并成F聯(lián)接運算。 （3） 同時計算一連串的選擇和投影操作，以免分開運算造成多次掃描文件，從而能節(jié)省操作時間。 （4） 如果在一個表達式中多次出現(xiàn)某個子表達式，應該將該子表達式預先計算出結(jié)果保存起來。以免重復計算。 （5） 適當?shù)膶﹃P(guān)系文件進行預處理。 （6） 在計算表達式之前應先估計一下怎么計算合算。 31. 笛卡爾積、等值連接、自然連接三者之間有什么區(qū)別： 等值連接中有笛卡爾積運算; 自然連接是一種等值連接，它是兩個關(guān)系中所有公共屬性進行等值連接的結(jié)果。 第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL語言 32. SQL數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)及術(shù)語： SQL數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)也是三級，但術(shù)語與傳統(tǒng)的關(guān)系模型不同。 關(guān)系模式稱為“基本表”，存儲模式稱為“存儲文件”，子模式稱為“視圖”，元組稱為“行”，屬性稱為“列”。 33. SQL數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)要點是什么： （1） 一個SQL數(shù)據(jù)庫是表（table）的匯集，它用一個或多個SQL模式定義。一個SQL模式是表和授權(quán)的表態(tài)定義。 （2） 一個SQL表由行集構(gòu)成，一行是列的序列，每列對應一個數(shù)據(jù)項。 （3） 一個表或者是一個基本表，或者是一個視圖。（視圖只保存定義，不保存數(shù)據(jù)） （4） 一個基本表可跨一個或多個存儲文件，一個存儲文件也可存放一個或多個基本表。每個存儲文件與外部存儲器上一個物理文件對應。 （5） 用戶可用SQL語句對視圖和基本表進行查詢等操作。 （6） SQL用戶可以是應用程序，也可以是終端用戶。 34. SQL的組成分成幾部分： SQL主要分成四部分： （1） 數(shù)據(jù)定義。（SQL DDL）用于定義SQL模式、基本表、視圖和索引的創(chuàng)建和撤消操作。 （2） 數(shù)據(jù)操縱。（SQL DML）數(shù)據(jù)操縱分成數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新兩類。數(shù)據(jù)更新又分成插入、刪除、和修改三種操作。 （3） 數(shù)據(jù)控制。包括對基本表和視圖的授權(quán)，完整性規(guī)則的描述，事務控制等內(nèi)容。 （4） 嵌入式SQL的使用規(guī)定。涉及到SQL語句嵌入在宿主語言程序中使用的規(guī)則。 35. SQL模式的撤消有哪兩種方式： CASCADE（連鎖式）方式：執(zhí)行DROP語句時，把SQL模式及其下屬的基本表、視圖、索引等所有元素全部撤消。 RESTRICT（約束式）方式：執(zhí)行DROP語句時，只有當SQL模式中沒有任何下屬元素時，才能撤消SQL模式，否則拒絕執(zhí)行DROP語句。 36. SQL提供的基本數(shù)據(jù)類型有哪些？每種舉兩個例子： （1） 數(shù)值型：INTEGER長整數(shù)、SMALLINT短整數(shù) （2） 字符串型：CHAR（N）長度為N的定長字符串、VARCHAR（N）具有最大長度為N的變長字符串。 （3） 位串型：BIT（N）長度為N的二進制位串、BIT VARYING（N）最大長度為N的變長二進制位串 （4） 時間型：DATE日期、TIME時間 SQL2允許用戶使用“CREATE DOMAIN”語句定義新的域。 37. 完整性約束主要有哪三種子句： 完整性約束主要有三種子句：主鍵子句（PRIMARY KEY），檢查子句（CHECK）和外鍵子句（FOREIGN KEY） 38. 什么是視圖，它與表的區(qū)別是什么： 在SQL中，外模式一級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本單位是視圖，視圖是從若干基本表和（或）其他視圖構(gòu)造出來的表。我們創(chuàng)建一個視圖時，只是把其視圖的定義存放在數(shù)據(jù)字典中，而不存儲視圖對應的數(shù)據(jù)，因此，視圖被稱為“虛表”，這是它與表的主要區(qū)別。 39. 對于視圖元組的更新操作（INSERT、DELETE、UPDATE）有哪三條規(guī)則： （1） 如果一個視圖是從多個基本表使用聯(lián)接操作導出的，那么不允許對這個視圖執(zhí)行更新操作。 （2） 如果在導出視圖的過程中，使用了分組和聚合操作，也不允許對這個視圖執(zhí)行更新操作。 （3） 如果視圖是從單個基本表使用選擇、投影操作導出的，并且包含了基本表的主鍵或某個候選鍵，那么這樣的視圖稱為“行列子集視圖”，并且可以被執(zhí)行更新操作。 SQL2中，允許更新的視圖在定義時，必須加上“WITH CHECK OPTION”短語。 40. SQL語言有哪兩種使用方式： 一種是在終端交互方式下使用，稱為交互式SQL； 另一種是嵌入在高級語言的程序中使用，稱為嵌入式SQL，而這些高級語言可以是C、PASCAL、COBOL等，稱為宿主語言。 41. 嵌入式SQL的實現(xiàn)有哪兩種處理方式： 一種是擴充宿主語言的編譯程序，使之能處理SQL語句； 另一種是采用預處理方式。目前多數(shù)系統(tǒng)采用后一種。 42. 在宿主語言的程序中使用SQL語句有哪些規(guī)定： （1） 在程序中要區(qū)分SQL語言與宿主語句。所有SQL語句前必須加上前綴標識“EXEC SQL”，并以“END_EXEC”作為語句的結(jié)束標志。（結(jié)束標志在不同的宿主語言中不同） （2） 允許嵌入的SQL語句引用宿主語言的程序變量（共享變量），但有兩條規(guī)定： 1） 引用時，這些變量前必須加冒號“：”作為前綴，以示與數(shù)據(jù)庫中變量有區(qū)別。 2） 這些變量由宿主語言的程序定義，并用SQL的DECLARE語句說明。 43. 用游標機制協(xié)調(diào)SQL的集合處理方式所用的SQL語句有哪些： 與游標有關(guān)的SQL語句有下列四個： （1） 游標定義語句（DECLARE） （2） 游標打開語句（OPEN） （3） 游標推進語句（FETCH） （4） 游標關(guān)閉語句（CLOSE） 44. SQL DML的嵌入使用技術(shù)： （1） 若是INSERT、DELETE、UPDATE語句，則不必涉及游標，只要加上前綴標識和結(jié)束標志就能嵌入宿主語言程序中使用。 （2） 若是已知查詢結(jié)果肯定是單元組的SELECT語句，則不必涉及游標，也可加上前綴標識和結(jié)束標志后嵌入宿主語言程序中使用，但此時應該在SELECT語句中增加一個INTO子句，指出找到的值應送到相應的共享變量中去。 （3） 若是已知查詢結(jié)果為多個元組的SELECT語句，則必須涉及到游標，用游標機制把多個元組一次一個地傳送給宿主程序處理。 第四章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式設(shè)計 45. 什么是關(guān)系數(shù)據(jù)庫： 關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以關(guān)系模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫，它利用關(guān)系來描述現(xiàn)實世界。一個關(guān)系既可以用來描述一個實體及其屬性，也可以用來描述實體間的聯(lián)系。關(guān)系實質(zhì)上是一張二維表。 46. 一個關(guān)系模型有哪兩個方面內(nèi)容： 一個關(guān)系模型包括外延和內(nèi)涵兩個方面的內(nèi)容。 外延就是通常所說的關(guān)系，或?qū)嵗虍斍爸?。它與時間有關(guān)，隨著時間的推移在不斷變化。（由于元組的插入、刪除、修改引起的） 內(nèi)涵是與時間獨立的，包括關(guān)系、屬性、及域的一些定義和說明，還有各種數(shù)據(jù)完整性約束。 47. 數(shù)據(jù)完整性約束分為哪兩類： 數(shù)據(jù)完整性約束分為靜態(tài)約束和動態(tài)約束。 靜態(tài)約束：包括各種數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系（數(shù)據(jù)依賴），主鍵的設(shè)計和關(guān)系值的各種限制等等。這一類約束是如何定義關(guān)系的有效數(shù)據(jù)問題。 動態(tài)約束：主要定義如插入、刪除、和修改等各種操作的影響。 48. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論主要包括哪些內(nèi)容： 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論主要包括三個方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)依賴、范式、模式設(shè)計方法。其中數(shù)據(jù)依賴起著核心的作用。 49. 數(shù)據(jù)庫使用過程中存在的問題是什么： 數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常、刪除異常。 50. 函數(shù)依賴（FD）的定義： 設(shè)有關(guān)系模式R（A1，A2，……，An）（即R（U）），X，Y是U的子集，r是R的任一具體關(guān)系，如果對r的任意兩個元組t1，t2，由t1[X]=t2[X]導致t1[Y]=t2[Y]，則稱X函數(shù)決定Y，或Y函數(shù)依賴于X，記為X→Y，X→Y為模式R的一個函數(shù)依賴。 或者說，對于X的每一個具體值，都有Y惟一的具體值與之對應，即Y值由X值決定，因而 這種數(shù)據(jù)依賴稱為函數(shù)依賴。 51. 函數(shù)依賴的邏輯蘊涵、FD的閉包F+： 52. 候選鍵、主屬性、非主屬性： 設(shè)有關(guān)系模式R（A1，A2，……，An），F(xiàn)是R的一個函數(shù)依賴集，X是{A1，A2，……，An}的一個子集。如果 ① X→A1A2……An∈F+，且 ② 不存在X真子集Y，使得Y→A1A2……An成立，則稱X是R的候選鍵。 包含在任何一個候選鍵中的屬性稱為主屬性，不包含在任何一個候選鍵中的屬性稱為非主屬性。 53. 函數(shù)依賴的推理規(guī)則： 設(shè)有關(guān)系模式R（A1，A2，……，An）和屬性集U= A1，A2，……，An，X，Y，Z，W是U的一個子集，F(xiàn)是R的一個函數(shù)依賴集，推理規(guī)則如下： 54. 什么是平凡的FD？平凡的FD可根據(jù)哪一條推理規(guī)則推出？ 55. 關(guān)系模式的分解有幾個不同的衡量標準： 分解具有無損聯(lián)接; 分解要保持函數(shù)依賴; 分解既要保持依賴，又要具有無損聯(lián)接。 56. 什么是無損連接： 57. 試敘保持函數(shù)依賴的定義： 58. 第一范式（1NF）： 如果關(guān)系模式R的所有屬性的值域中每一個值都是不可再分解的值，則稱R是屬于第一范式模式。 59. 第二范式（2NF）： 如果關(guān)系模式R為第一范式，并且R中每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于R的候選鍵，則稱R是第二范式模式。 60. 第三范式（3NF）： 如果關(guān)系模式R是第一范式，且每個非主屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，則稱R是第三范式的模式。 61. BCNF： 如果關(guān)系模式R是第一范式，且每個屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，那么稱R是BCNF的模式。從BCNF的定義可明顯地得出如下結(jié)論： （1） 所有非主屬性對鍵是完全函數(shù)依賴。 （2） 所有主屬性對不包含它的鍵是完全函數(shù)依賴。 （3） 沒有屬性完全函數(shù)依賴于非鍵的任何屬性組。 如果模式R是BCNF，則它必定是第三范式，反之，則不一定。 62. 模式設(shè)計方法的原則： 關(guān)系模式R相對于函數(shù)依賴集F分解成數(shù)據(jù)庫模式ρ＝｛R1，R2，……Rk｝，一般應具有下面三個特性： （1） ρ中每個關(guān)系模式Ri是3NF或BCNF （2） 保持無損聯(lián)結(jié) （3） 保持函數(shù)依賴集 （4） ρ中模式個數(shù)最少和屬性總數(shù)最少。 63. 一個好的模式設(shè)計方法應符合哪三條原則： 表達性，分離性，最小冗余性。 表達性涉及到兩個數(shù)據(jù)庫模式的等價性問題，即數(shù)據(jù)等價和依賴等價，分別用無損聯(lián)接和保持函數(shù)依賴性來衡量。 分離性是指屬性間的“獨立聯(lián)系”應該用不同的關(guān)系模式表達。 最小冗余性要求在分解后的數(shù)據(jù)庫能表達原來數(shù)據(jù)庫的所有信息這個前提下實現(xiàn)。 關(guān)系模式設(shè)計方法基本上可以分為分解與合成兩大類。 64. 多值依賴MVD： 設(shè)R（U）是屬性集U上的一個關(guān)系模式，X，Y是U的子集，若對R（U）的任一關(guān)系r，對于X的一個給定的值存在著Y的一組值與其對應，同時Y的這組值又不以任何方式與U-X-Y中的屬性相關(guān)，那么稱Y多值依賴于X，記為X→→Y。 65. 平凡多值依賴： 66. 第四范式（4NF）： 設(shè)關(guān)系模式R，D是一個多值依賴集，如果D中存在一個非平凡多值依賴X→→Y，并且X必是R的超鍵，那么稱R是4NF模式。 第五章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 67. 什么是軟件生存期： 軟件生存期是軟件工程的一個重要概念。是指從軟件的規(guī)劃、研制、實現(xiàn)、投入運行后的維護，直到它被新的軟件所取代而停止使用的整個期間。通常分為六個階段： （1） 規(guī)劃階段 （2） 需求分析階段 （3） 設(shè)計階段 （4） 程序編制階段 （5） 調(diào)試階段 （6） 運行維護階段 68. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的生存期： 一般分為七個階段，即： （1） 規(guī)劃階段 （2） 需求分析階段 1）信息要求 2）處理要求 3）安全性和完整性要求 （3） 概念設(shè)計階段 （4） 邏輯設(shè)計階段 兩部分：數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計和應用程序設(shè)計 （5） 物理設(shè)計階段 兩部分：物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的選擇和邏輯設(shè)計中程序模塊說明的精確化 （6） 實現(xiàn)階段 （7） 運行維護階段 69. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的輸入有哪些內(nèi)容： （1） 總體信息需求 （2） 處理需求 （3） DBMS的特征 （4） 硬件和OS特征 70. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的輸出有哪兩部分： 一部分是完整的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，其中包括邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)。 另一部分是基于數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和處理要求的應用程序的設(shè)計原則。 71. 常見的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法有哪幾種： （1） 視圖模式化及視圖匯總設(shè)計方法 （2） 關(guān)系模式的設(shè)計方法 （3） 新奧爾良設(shè)計方法 （4） 基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法 （5） 基于3NF的設(shè)計方法 （6） 基于抽象語法規(guī)范的設(shè)計方法 （7） 計算機輔助數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法 72. 實用的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法至少應包括哪些內(nèi)容： （1） 設(shè)計過程 （2） 設(shè)計技術(shù) （3） 評價準則 （4） 信息需求 （5） 描述機制 73. 一種設(shè)計方法學需要有三種基本類型的描述機制： （1） 實現(xiàn)設(shè)計過程的最終結(jié)果將用DBMS的DDL表示。 （2） 信息輸入的描述。 （3） 在信息輸入和DDL描述之間的其它中間步驟的結(jié)果的描述。 74. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的規(guī)劃階段的主要任務： 是進行建立數(shù)據(jù)庫的必要性及可行性分析，確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在組織中和信息系統(tǒng)中的地位，以及各個數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系。 75. 需求分析階段的任務： 需求分析階段應該對系統(tǒng)的整個應用情況作全面的、詳細的調(diào)查，確定企業(yè)組織的目標，收集支持系統(tǒng)總的設(shè)計目標的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和對這些數(shù)據(jù)的要求，確定用戶的需求，并把這些要求寫成用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計者都能接受的文檔。 76. 需求分析的步驟： 大致可分為三步來完成，即需求信息的收集、分析整理和評審。 77. 數(shù)據(jù)字典由哪幾部分組成： （1） 數(shù)據(jù)項 （2） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （3） 數(shù)據(jù)流 （4） 數(shù)據(jù)存儲 （5） 加工過程 78. 數(shù)據(jù)抽象： 抽象是對實際的人、物、事或概念的人為處理，它抽取人們關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成了某種模型。 抽象有兩種形式，系統(tǒng)狀態(tài)抽象（抽象對象）和系統(tǒng)轉(zhuǎn)換抽象（抽象運算）。 79. 對象的兩種形式： （1） 聚集：的數(shù)學意義就是笛卡爾積的概念。通過聚集，形成對象之間的一個聯(lián)系對象。 （2） 概括：是從一類其它對象形成一個對象。對于一類對象{O1，O2，……，On}可以概括成對象O，那么Oi稱為O的其中一個。 80. 依賴聯(lián)系： 在現(xiàn)實世界中，常常有某些實體對于另一些實體具有很強的依賴關(guān)系，即一個實體的存在必須以另一個實體的存在為前提。我們通常把前者稱為弱實體。在ER圖中，用雙線框表示弱實體，用指向弱實體的箭頭表明依賴聯(lián)系。 81. 子類、超類： 某個實體類型中所有實體同時也是另一實體類型中的實體。此時，我們稱前一實體類型是后一實體類型的子類，后一實體類型稱為超類。在ER圖中，帶有子類的實體類型（超類）以兩端雙線的矩形框表示，并用加圈的弧線與其子類相連，子類本身仍用普通矩形框表示。 子類具有一個很重要的性質(zhì)：繼承性。它可繼承超類上定義的全部屬性，其本身還可包含其它另外的屬性。 82. ER模型的操作： （1） 實體類型的分裂：垂直分割、水平分割 （2） 實體類型合并：分裂的逆過程。 （3） 聯(lián)系類型的分裂 （4） 聯(lián)系類型的合并 83. 采用ER方法的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計分成哪三步： （1） 設(shè)計局部ER模式：1）確定局部結(jié)構(gòu)范圍 2）實體定義 3）聯(lián)系定義 4）屬性分配 （2） 設(shè)計全局ER模式：1）確定公共實體類型 2）局部ER模式的合并 3）消除沖突。 （3） 全局ER模式的優(yōu)化：1）實體類型的合并 2）冗余屬性的消除 3）冗余聯(lián)系的消除 84. 沖突分為哪三種： 屬性沖突，包括屬性域的沖突、屬性取值單位沖突。 結(jié)構(gòu)沖突，包括： （1） 同一對象在不同應用中的不同抽象。 （2） 同一實體在不同局部ER圖中屬性組成不同。 （3） 實體之間的聯(lián)系在不同的局部ER圖中呈現(xiàn)不同的類型。 命名沖突，包括屬性名，實體名，聯(lián)系名之間的沖突：同名異義、異名同義 85. ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換： ER模型中的主要成分是實體類型和聯(lián)系類型。 對實體類型，將每個實體類型轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式，實體的屬性即為關(guān)系模式的屬性，實體標識符即為關(guān)系模式的鍵。 對聯(lián)系類型，就視1：1、1：N、M：N三種不同的情況做不同處理。 （1） 對1：1可在兩個實體類型轉(zhuǎn)換成的兩個關(guān)系模式中任意一個關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 （2） 對1：N，則在N端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入1端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 （3） 對M：N，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為兩端實體類型的鍵盤加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為兩端實體鍵的組合。 86. 什么是物理設(shè)計： 對一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，稱為數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計。物理結(jié)構(gòu)，主要指數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法。 87. 物理設(shè)計的步驟： 物理設(shè)計可分五步完成，前三步涉及到物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計，后兩步涉及約束和具體的程序設(shè)計。 （1） 存儲記錄結(jié)構(gòu)設(shè)計 （2） 確定數(shù)據(jù)存儲安排 （3） 訪問方法的設(shè)計 （4） 完整性和安全性 （5） 程序設(shè)計 88. 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期中，生存期的總開銷可分為幾項： 規(guī)劃開銷、設(shè)計開銷、實現(xiàn)與測試開銷、操作開銷、維護開銷。 89. 用戶使用和計算機資源的操作開銷是： （1） 查詢響應時間 （2） 更新事務的開銷 （3） 報告生成的開銷 （4） 改組頻率和開銷 （5） 主存儲空間 （6） 輔助存儲空間 90. 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)階段的主要工作： （1） 建立實際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) （2） 試運行 （3） 裝入數(shù)據(jù) 91. 數(shù)據(jù)庫的重新組織設(shè)計： 對數(shù)據(jù)庫的概念模式、邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)的改變稱為重新組織，其中改變概念模式或邏輯結(jié)構(gòu)又稱為重新構(gòu)造，改變物理結(jié)構(gòu)則稱為重新格式化。 92. 運行維護階段的主要工作： （1） 維護數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性控制及系統(tǒng)的轉(zhuǎn)儲和恢復。 （2） 性能的監(jiān)督、分析與改進。 （3） 增加新功能。 （4） 發(fā)現(xiàn)錯誤，修改錯誤。