?數(shù)據(jù)庫概論

?1.1?基本內(nèi)容分析?

1.1.1?本章的重要概念?

（1）DB、DBMS和DBS的定義?

（2）數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段??人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段和高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段等各階段的特點。?

（3）數(shù)據(jù)描述??概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計等各階段中數(shù)據(jù)描述的術(shù)語，概念設(shè)計中實體間二元聯(lián)系的描述（1:1，1:N，M:N）。?

（4）數(shù)據(jù)模型??數(shù)據(jù)模型的定義，兩類數(shù)據(jù)模型，邏輯模型的形式定義，ER模型，層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及聯(lián)系的實現(xiàn)方式。?

（5）DB的體系結(jié)構(gòu)??三級結(jié)構(gòu)，兩級映像，兩級數(shù)據(jù)獨立性，體系結(jié)構(gòu)各個層次中記錄的聯(lián)系。?

（6）DBMS?

DBMS的工作模式、主要功能和模塊組成。?（7）DBS??DBS的組成，DBA，DBS的全局結(jié)構(gòu)，DBS結(jié)構(gòu)的分類。

1.2?教材中習(xí)題1的解答?

1.1?名詞解釋?

·邏輯數(shù)據(jù)：指程序員或用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式。

?·物理數(shù)據(jù)：指存儲設(shè)備上存儲的數(shù)據(jù)。?

·聯(lián)系的元數(shù)：與一個聯(lián)系有關(guān)的實體集個數(shù)，稱為聯(lián)系的元數(shù)。

?·1:1聯(lián)系：如果實體集E1中每個實體至多和實體集E2中的一個實體有聯(lián)系，反之亦然，那么E1和E2的聯(lián)系稱為“1:1聯(lián)系”。?

·1:N聯(lián)系：如果實體集E1中每個實體可以與實體集E2中任意個（零個或多個）實體有聯(lián)系，而E2中每個實體至多和E1中一個實體有聯(lián)系，那么E1和E2的聯(lián)系是“1:N聯(lián)系”。?

·M:N聯(lián)系：如果實體集E1中每個實體可以與實體集E2中任意個（零個或多個）實體有聯(lián)系，反之亦然，那么E1和E2的聯(lián)系稱為“M:N聯(lián)系”。?

·數(shù)據(jù)模型：能表示實體類型及實體間聯(lián)系的模型稱為“數(shù)據(jù)模型”。?

·概念數(shù)據(jù)模型：獨立于計算機系統(tǒng)、完全不涉及信息在計算機中的表示、反映企業(yè)組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型。?

·結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型（或邏輯數(shù)據(jù)模型）：與DBMS有關(guān)的，直接面向DB的邏輯結(jié)構(gòu)、從計算機觀點對數(shù)據(jù)建模的數(shù)據(jù)模型。?

·層次模型：用樹型（層次）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。?·網(wǎng)狀模型：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。?·關(guān)系模型：用二維表格表達實體集的數(shù)據(jù)模型。?

·外模式：是用戶用到的那部分數(shù)據(jù)的描述。?

·概念模式：數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。?

·內(nèi)模式：DB在物理存儲方面的描述。 ?

?·外模式/模式映象：用于定義外模式和概念模式之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對應(yīng)性。?

·模式/內(nèi)模式映象：用于定義概念模式和內(nèi)模式之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對應(yīng)性。?

·數(shù)據(jù)獨立性：應(yīng)用程序和DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨立，不受影響。?

·物理數(shù)據(jù)獨立性：在DB的物理結(jié)構(gòu)改變時，盡量不影響應(yīng)用程序。?

·邏輯數(shù)據(jù)獨立性：在DB的邏輯結(jié)構(gòu)改變時，盡量不影響應(yīng)用程序。

?·主語言：編寫應(yīng)用程序的語言（如C一類高級程序設(shè)計語言），稱為主語言。?

·DDL：定義DB三級結(jié)構(gòu)的語言，稱為DDL。?

·DML：對DB進行查詢和更新操作的語言，稱為DML。

?·過程性語言：用戶編程時，不僅需要指出“做什么”，還需要指出“怎么做”的語言。

?·非過程性語言：用戶編程時，只需指出“做什么”，不需要指出“怎么做”的語言。?

·DD（數(shù)據(jù)字典）：存放三級結(jié)構(gòu)定義的DB，稱為DD。

?·DD系統(tǒng)：管理DD的軟件系統(tǒng)，稱為DD系統(tǒng)。?

1.2?試解釋DB、DBMS和DBS三個概念。?

答：DB是長期存儲在計算機內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。?DBMS是位于用戶與OS之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法。?

DBS是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計算機硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機系統(tǒng)。?

1.3?人工管理階段和文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理各有哪些特點？?

答：人工管理階段主要有四個特點：數(shù)據(jù)不保存在計算機內(nèi)；沒有專用的軟件對數(shù)據(jù)進行管理；只有程序的概念，沒有文件的概念；數(shù)據(jù)面向程序。?文件系統(tǒng)階段主要有五個特點：?數(shù)據(jù)以“文件”形式長期保存；數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別；文件組織已多樣化；數(shù)據(jù)面向應(yīng)用；對數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。?

1.4?文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有些什么缺陷？試舉例說明。?答：主要有三個缺陷：數(shù)據(jù)冗余；數(shù)據(jù)不一致性；數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。?

例如學(xué)校里教務(wù)處、財務(wù)處、保健處建立的文件中都有學(xué)生詳細資料，譬如聯(lián)系電話，家庭住址等。這就是“數(shù)據(jù)”冗余；如果某個學(xué)生搬家，就要修改三個部門文件中的數(shù)據(jù)，否則會引起同一數(shù)據(jù)在三個部門中不一致；產(chǎn)生上述問題的原因是這三個部門的文件中數(shù)據(jù)沒有聯(lián)系。?

1.5?數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫階段產(chǎn)生的標志是哪三件事情？?

答：進入數(shù)據(jù)庫階段的標志是20世紀60年代末發(fā)生的三件事件：?·1968年IBM公司研制的IMS系統(tǒng)是一個典型的層次DBS；?·1969年美國CODASYL組織DBTG報告，提出網(wǎng)狀DBS的概念；?·1970年美國IBM公司的E.F.Codd發(fā)表論文，提出關(guān)系模型的思想。?

1.6?數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理有哪些特點？

答：主要有五個特點：??采用數(shù)據(jù)模型表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；有較高的數(shù)據(jù)獨立性；為用戶提供了方便的用戶接口；提供了四個方面的數(shù)據(jù)控制功能；對數(shù)據(jù)的操作以數(shù)據(jù)項為單位，增加了系統(tǒng)的靈活性。??

1.7?與“文件”結(jié)構(gòu)相比，“數(shù)據(jù)庫”結(jié)構(gòu)有些什么不同？?

答：與文件結(jié)構(gòu)相比，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)主要有下面三點不同：?

·數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。文件由記錄組成，但各文件之間缺乏聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)在磁盤中仍以文件形式組織，但這些文件之間有著廣泛的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型來描述，整體結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)模型不僅描述數(shù)據(jù)本身的特點，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。?

·數(shù)據(jù)獨立性。文件只有設(shè)備獨立性，而數(shù)據(jù)庫還具有邏輯獨立性和物理獨立性。?

·訪問數(shù)據(jù)的單位。訪問文件中的數(shù)據(jù)，以記錄為單位。訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)項（字段）為單位，增加了系統(tǒng)的靈活性。

1.8?什么是數(shù)據(jù)獨立性？在數(shù)據(jù)庫中有哪兩級獨立性？?

答：數(shù)據(jù)獨立性是指應(yīng)用程序與DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨立。在物理結(jié)構(gòu)改變時，盡量不影響應(yīng)用程序，稱為物理數(shù)據(jù)獨立性；在邏輯結(jié)構(gòu)改變時，盡量不影響應(yīng)用程序，稱為邏輯數(shù)據(jù)獨立性。?

1.9?分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)各有哪些特點？?

答：DDBS主要有三個特點：??

·數(shù)據(jù)物理上分布在各地，但邏輯上是一個整體；?

?·每個場地既可以執(zhí)行局部應(yīng)用，也可以執(zhí)行全局應(yīng)用；??

·各地的計算機由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相連接。?面向?qū)ο髷?shù)據(jù)系統(tǒng)主要有兩個特點：?

?·面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能表達數(shù)據(jù)間嵌套、遞歸的聯(lián)系。??·具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性和繼承性的特點，提高了軟件的可重用性。?

1.10?邏輯記錄與物理記錄，邏輯文件與物理文件有些什么聯(lián)系和區(qū)別？?

答：邏輯數(shù)據(jù)是用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念化數(shù)據(jù)。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)與物理數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)上可以差別很大，需通過兩級映象來進行數(shù)據(jù)傳輸和格式轉(zhuǎn)換。??從以上的解釋可以看出，邏輯記錄和邏輯文件是用戶在程序中使用的記錄和文件，而物理記錄和物理文件是指磁盤上的記錄和文件。邏輯記錄、文件與物理記錄、文件在結(jié)構(gòu)、組成上有很大的差異，而數(shù)據(jù)管理軟件就是通過三級結(jié)構(gòu)兩級映象來實現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。?

1.11?試述ER模型、層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷闹饕攸c。?

答：ER模型直接表示實體類型及實體間聯(lián)系，與計算機系統(tǒng)無關(guān)，充分反映用戶的需求，用戶容易理解。??層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為樹結(jié)構(gòu)，記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，查詢較快，但DML屬于過程化的，操作復(fù)雜。??網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為有向圖，記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，查詢較快，并且容易實現(xiàn)M:N聯(lián)系，但DML屬于過程化的語言，編程較復(fù)雜。??關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為二維表格，容易為初學(xué)者理解。記錄之間聯(lián)系通過關(guān)鍵碼實現(xiàn)。DML屬于非過程化語言，編程較簡單。??面向?qū)ο竽Ｐ湍芡暾枋霈F(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有豐富的表達能力，能表達嵌套、遞歸的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但涉及的知識面較廣，用戶較難理解，這種模型尚未普及。?

1.12?數(shù)據(jù)之間聯(lián)系在各種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型中是怎么實現(xiàn)的？?

答：在層次、網(wǎng)狀模型中，數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系通過指針實現(xiàn)的；??在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)之間聯(lián)系通過外鍵和主鍵間聯(lián)系實現(xiàn)的；??在面向?qū)ο竽Ｐ椭校瑪?shù)據(jù)之間嵌套、遞歸聯(lián)系通過對象標識符（OID）實現(xiàn)的（見第8章）。?

1.13?DB的三級模式結(jié)構(gòu)描述了什么問題？試詳細解釋。?

答：DB的三級模式結(jié)構(gòu)是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，分別從外部（用戶）級、概念級和內(nèi)部級去觀察數(shù)據(jù)庫。??外部級是用戶使用的局部數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，其描述稱為外模式。??概念級是DB的整體邏輯結(jié)構(gòu)，其描述稱為概念模式。??內(nèi)部級是DB的物理結(jié)構(gòu)，其描述稱為內(nèi)模式。?

1.14?試述概念模式在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中的重要地位。???

答：數(shù)據(jù)按外模式的描述提供給用戶，按內(nèi)模式的描述存儲在磁盤中，而概念模式提供了連接這兩級的相對穩(wěn)定的中間觀點，并使得兩級的任何一級的改變都不受另一級的牽制。?

1.15?試敘述用戶、DB的三級模式結(jié)構(gòu)、磁盤上的物理文件之間有些什么聯(lián)系和不同？??

答：用戶、外模式、概念模式、內(nèi)模式和物理文件中的記錄分別稱為用戶記錄、外部記錄、概念記錄、內(nèi)部記錄和物理記錄。?用戶記錄與外部記錄的結(jié)構(gòu)是一致的，它們之間只是數(shù)據(jù)傳輸問題。??而外部記錄、概念記錄和內(nèi)部記錄之間的結(jié)構(gòu)可能是不一致的，除了數(shù)據(jù)傳輸問題，還?有格式轉(zhuǎn)換問題。??內(nèi)部記錄與物理記錄的結(jié)構(gòu)是一致的，它們之間只是數(shù)據(jù)傳輸問題。?

1.16?數(shù)據(jù)獨立性與數(shù)據(jù)聯(lián)系這兩個概念有什么區(qū)別？?

答：數(shù)據(jù)獨立性是指應(yīng)用程序和DB的數(shù)據(jù)之間相互獨立，不受影響，對系統(tǒng)的要求是“數(shù)據(jù)獨立性要高”，而數(shù)據(jù)聯(lián)系是指記錄之間的聯(lián)系，對系統(tǒng)的要求是“數(shù)據(jù)聯(lián)系密切”。?

1.17?試述DBMS的工作模式和主要功能。?

答：DBMS的工作模式有六點：??·接受應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)請求和處理請求；??·將用戶的數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)換成低層指令；??·實現(xiàn)對DB的操作；??·從對DB的操作中接受查詢結(jié)果；??·對查詢結(jié)構(gòu)進行處理；??·將處理結(jié)果返回給用戶。?

DBMS的主要功能有DB的定義、操縱、保護、維護和數(shù)據(jù)字典等五個功能。?1.18?試敘述DBMS對數(shù)據(jù)庫的維護功能。?

答：包括DB的數(shù)據(jù)載入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)儲、DB的改組以及性能監(jiān)控等功能。這些功能分別由各個實用程序完成。?

1.19?從模塊結(jié)構(gòu)觀察，DBMS由哪些部分組成？?

答：DBMS由兩大部分組成：查詢處理器和存儲管理器。（解釋略）?1.20?DBS有哪幾部分組成？其中DD有什么作用？?

答：DBS由DB、硬件、軟件和DBA等四個部分組成。（解釋略）?

在DBS中，DD是存儲三級結(jié)構(gòu)描述（即元數(shù)據(jù)）的DB。DBMS的所有工作都要以DD中的元數(shù)據(jù)為依據(jù)，也就是所有工作都要通過DD訪問DB。?

1.21“元數(shù)據(jù)”與“數(shù)據(jù)”之間有些什么聯(lián)系與區(qū)別？?答：元數(shù)據(jù)（metadata）是指“數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”，即數(shù)據(jù)的描述。DB中的元數(shù)據(jù)是指三級模式結(jié)構(gòu)的詳細描述。?

數(shù)據(jù)（data），一般是指用戶使用的具體值。?

1.22?什么是DBA？DBA應(yīng)具有什么素質(zhì)？DBA的職責(zé)是什么？?

答：DBA是控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的一組人員，負責(zé)DBS的正常運行，承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護DB結(jié)構(gòu)的責(zé)任。??DBA必須具備下列4條素質(zhì)：熟悉企業(yè)全部數(shù)據(jù)的性質(zhì)和用途；對所有用戶的需求有充分的了解；對系統(tǒng)的性能非常熟悉；兼有系統(tǒng)分析員和運籌學(xué)專家的品質(zhì)和知識。??DBA的主要職責(zé)有6點：定義模式；定義內(nèi)模式；與用戶的聯(lián)絡(luò)；定義安全性規(guī)則；定義完整性規(guī)則；DB的轉(zhuǎn)儲與恢復(fù)。?

1.23?試對DBS的全局結(jié)構(gòu)作詳細解釋。?答：從四個方面解釋：??·數(shù)據(jù)庫用戶有四類：DBA，專業(yè)用戶，應(yīng)用程序員，終端用戶。??·DBMS的查詢處理器有四個模塊：DML編譯器，嵌入型DML預(yù)編譯器，DDL編譯器，查詢運行核心程序。??·DBMS的存儲管理器有四個模塊：授權(quán)和完整性管理器，事務(wù)管理器，文件管理器，緩沖區(qū)管理器。??·磁盤存儲器中有五種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)字典，索引文件，統(tǒng)計數(shù)據(jù)組織和日志。?

1.24?使用DBS的用戶有哪幾類？?答：（略，見習(xí)題1.23）?

1.25?DBMS的查詢處理器和存儲管理器各有哪些功能？?答：（略，見習(xí)題1.23）?

1.26?磁盤存儲器中有哪五類主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？?答：（略，見習(xí)題1.23）?

1.27?根據(jù)計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS可分成哪四種?各有什么特點???

答：根據(jù)計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS可分成集中式、C/S式、并行式和分布式等四種?集中式DBS的特點是單點數(shù)據(jù)（DB集中在一個場地）單地處理（單個CPU）。?C/S式DBS的特點是計算機的功能分放在客戶機和服務(wù)器上（即功能的分布）?？蛻魴C上專門實現(xiàn)前端處理和用戶界面。服務(wù)器上完成事務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問控制。?

并行式DBS的特點是使用多個CPU和多個磁盤進行并行操作。?

分布式DBS的特點是多點數(shù)據(jù)（DB分布在多個場地）多點處理（多個CPU）。數(shù)據(jù)具有物理分布性和邏輯整體性特點。系統(tǒng)中事務(wù)有本地事務(wù)（訪問本地DB）和全局事務(wù)（訪問至少兩個場地的DB）之分。?

1.28?DBS能產(chǎn)生哪些效益？?

答：DBS的應(yīng)用，使計算機應(yīng)用深入到社會的每個角落。其效益有以下7個方面：靈活性，簡易性，面向用戶，有效的數(shù)據(jù)控制，加快應(yīng)用開發(fā)速度，維護方便，標準化。

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第2章?關(guān)系模型和關(guān)系運算理論 ?

2.1 基本內(nèi)容分析 ?

2.1.1 本章重要概念 ?

（1）基本概念 ?關(guān)系模型，關(guān)鍵碼（主鍵和外鍵），關(guān)系的定義和性質(zhì)，三類完整性規(guī)則，ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則，過程性語言與非過程性語言。 ?

（2）關(guān)系代數(shù) ?五個基本操作，四個組合操作，七個擴充操作。 ?

（3）關(guān)系演算 ?元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算的原子公式、公式的定義。關(guān)系演算的安全性和等價性。 ?

（4）關(guān)系代數(shù)表達式的優(yōu)化 ?關(guān)系代數(shù)表達式的等價及等價轉(zhuǎn)換規(guī)則，啟化式優(yōu)化算法。 ?（5）關(guān)系邏輯 ?謂詞、原子、規(guī)則和查詢，規(guī)則的安全性，用規(guī)則模擬關(guān)系代數(shù)表達式。

2.1.2 本章的重點篇幅 ?

（1）教材中P56的例2.7（關(guān)系代數(shù)表達式的應(yīng)用實例）。

（2）教材中P63的例2.19（元組表達式的應(yīng)用實例）。

（3）教材中P81的例2.36（關(guān)系邏輯的規(guī)則表示）。

2.1.3 重要內(nèi)容分析 ?

1．關(guān)系代數(shù)表達式的運用技巧 ?

（1）一般規(guī)則 ?·對于只涉及到選擇、投影、聯(lián)接的查詢可用下列表達式表示： ????

?π?（σ?（R×S）） ?或者π?（σ?（R?S）） ?

·對于否定的操作，一般要用差操作表示，例如“檢索不學(xué)C2課的學(xué)生姓名”。 ?

·對于檢索具有“全部”特征的操作，一般要用除法操作表示，例如“檢索學(xué)習(xí)全部課程的學(xué)生姓名”。 ?

2）“檢索不學(xué)C2課的學(xué)生姓名”，決不能用下式表示： ?????????

π SNAME，AGE（σC#≠'C2'（S?SC）） ?

一定要用“差”的形式： ??π SNAME，AGE（S）－πSNAME，AGE（σC#='C2'（S?SC）） ?

（3）“檢索學(xué)習(xí)全部課程的學(xué)生學(xué)號”，要用πS#，C#（SC）÷πC#（C）表示， ?而不能寫成 πS# （SC÷πC#（C））形式。這是因為一個學(xué)生學(xué)的課程的成績可能是不一樣的。 ?

（4）（4）對于教材P56的例2.7的8個查詢語句的關(guān)系代數(shù)表達式，考生一定要掌握，這是基礎(chǔ)。 ?

2．非過程性語言與過程性語言的區(qū)別 ?編程時必須指出“干什么”及“怎么干”的語言，稱為過程性語言；編程時只須指出“干什么”，不必指出“怎么干”的語言，稱為非過程性語言。 ?兩種語言的主要區(qū)別見圖2.1

?

2.2?教材中習(xí)題2的解答?

2.1名詞解釋?

·關(guān)系模型：用二維表格表示實體集，外鍵和主鍵表示實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型，稱為關(guān)系模型。?

·關(guān)系模式：是對關(guān)系的描述，包括模式名、諸屬性名、值域名和模式的主鍵。

?·關(guān)系實例：關(guān)系模式具體的值，稱為關(guān)系實例。?

·屬性：即字段或數(shù)據(jù)項，與二維表中的列對應(yīng)。屬性個數(shù)，稱為元數(shù)（arity）。

?·域：屬性的取值范圍，稱為域。?

·元組：即記錄，與二維表中的行對應(yīng)。元組個數(shù)，稱為基數(shù)（cardinality）。?

·超鍵：能惟一標識元組的屬性或?qū)傩约?，稱為關(guān)系的超鍵。?

·候選鍵：不含有多余屬性的超鍵，稱為候選鍵。?

·主鍵：正在使用的、用于標識元組的候選鍵，稱為主鍵。?

·外鍵：屬性集F是模式S的主鍵，在模式R中也出現(xiàn)，那么稱F是模式R的外鍵。?

·實體完整性規(guī)則：實體的主鍵值不允許是空值。?

·參照完整性規(guī)則：依賴關(guān)系中的外鍵值或者為空值，或者是相應(yīng)參照關(guān)系中某個主鍵碼。?

·過程性語言：編程時必須給出獲得結(jié)果的操作步驟，即指出“干什么”及“怎么干”的語言。?

·非過程性語言：編程時，只需指出需要什么信息，不必給出具體的操作步驟，即只要指出“干什么”，不必指出“怎么干”的語言。?

·無限關(guān)系：指元組個數(shù)為無窮多個的關(guān)系。?

·無窮驗證：驗證公式真假時需要進行無限次驗證。?l?2.2?在關(guān)系模型中，對關(guān)系作了哪些規(guī)范性限制？?答：對關(guān)系作了一下四個限制：??屬性值不可分解；沒有重復(fù)元組；沒有行序；使用時有列序。?

2.3?為什么關(guān)系中的元組沒有先后順序，且不允許有重復(fù)元組？?

答：由于關(guān)系定義為元組的集合，而集合中的元素是沒有順序的，因此關(guān)系中的元組也就沒有先后的順序（對用戶而言）。這樣既能減少邏輯排序，又便于在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中引進集合論的理論。?

每個關(guān)系模式都有一個主鍵，在關(guān)系中主鍵值是不允許重復(fù)的。如果關(guān)系中有重復(fù)元組，那么其主鍵值肯定相等，起不了惟一標識作用，因此關(guān)系中不允許有重復(fù)元組。?

2.4?外鍵值何時允許空？何時不允許空？?

答：在依賴表中，當外鍵是主鍵的組成部分時，外鍵值不允許空；否則外鍵值允許空。

?2.5?笛卡兒積、等值聯(lián)接、自然聯(lián)接三者之間有什么區(qū)別？?

答：笛卡爾積是一個基本操作，而等值聯(lián)接和自然聯(lián)接是組合操作。?

設(shè)關(guān)系R的元數(shù)為r，元組個數(shù)為m；關(guān)系S的元數(shù)為s，元組個數(shù)為n。?那么，R×S的元數(shù)為r+s，元組個數(shù)為m×n;R?S的元數(shù)也是r+s，但元組個數(shù)小于等于m×n；R?S的元數(shù)小于等于r+s，元組個數(shù)也小于等于m×n；

第3章關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL ?

3.1 基本內(nèi)容分析 ?

3.1.1 本章重要概念 ?

（1）SQL數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)，SQL的組成。 ?

（2）SQL的數(shù)據(jù)定義：SQL模式、基本表和索引的創(chuàng)建和撤銷。 ?

（3）SQL的數(shù)據(jù)查詢；SELECT語句的句法，SELECT語句的三種形式及各種限定，基本表的聯(lián)接操作，SQL3中的遞歸查詢。 ?

（4）SQL的數(shù)據(jù)更新：插入、刪除和修改語句。

（5）視圖的創(chuàng)建和撤消，對視圖更新操作的限制。 ?

（6）嵌入式SQL：預(yù)處理方式，使用規(guī)定，使用技術(shù)，卷游標，動態(tài)SQL語句。

3.1.2 本章的重點篇幅 ?

（1）教材中P97的例3.8（SELECT語句）。 ?

（2）教材中P123的例3.31和P123的例3.32（嵌入式SQL）。

3.1.3 重要內(nèi)容分析 ?

SELECT語句是SQL的核心內(nèi)容，對于該語句考生應(yīng)掌握下列內(nèi)容。

1．SELECT語句的來歷在關(guān)系代數(shù)中最常用的式子是下列表達式： πA1,?,An(σF(R1×?×Rm)) ?這里R1、?、Rm為關(guān)系，F(xiàn)是公式，A1、?、An為屬性針對上述表達式，SQL為此設(shè)計了SELECT—FROM—WHERE句型： ???

SELECT ?A1，?，An ???

FROM ?R1，?，Rm ???

WHERE ?F ?

這個句型是從關(guān)系代數(shù)表達式演變來的，但WHERE子句中的條件表達式F要比關(guān)系代數(shù)中公式更靈活。 ?

2．SELECT語句中出現(xiàn)的基本表名，應(yīng)理解為基本表中的元組變量，而列名應(yīng)理解為元組分量。 ?

3．SELECT語句的語義有三種情況，下面以學(xué)生表S（S#，SNAME，AGE，SEX）為例說明。

第一種情況：SELECT語句中未使用分組子句，也未使用聚合操作，那么SELECT子句的語義是對查詢的結(jié)果執(zhí)行投影操作。譬如： ??

SELECT S#，SNAME ?

FROM S ???

WHERE SEX='M'； ?

第二種情況：SELECT語句中未使用分組子句，但在SELECT子句中使用了聚合操作，此時SELECT子句的語義是對查詢結(jié)果執(zhí)行聚合操作。譬如： ??

SELECT COUNT（*），AVG（AGE） ?

FROM S ???

WHERE SEX='M'； ?

該語句是求男同學(xué)的人數(shù)和平均年齡。

第三種情況：SELECT語句使用了分組子句和聚合操作（有分組子句時必有聚合操作），此時SELECT子句的語義是對查詢結(jié)果的每一分組去做聚合操作。譬如：

SELECT AGE，COUNT（*） ?

FROM S ??

WHERE SEX='M' ?

GROUP BY AGE； ?

該語句是求男同學(xué)每一年齡的人數(shù)。 ?

4．SELECT語句中使用分組子句的先決條件是要有聚合操作。但執(zhí)行聚合操作不一定要用分組子句。譬如求男同學(xué)的人數(shù)，此時聚合值只有一個，因此不必分組。但同一個聚合操作的值有多個時，必須使用分組子句。譬如求每一年齡的學(xué)生人數(shù)。此時聚合值有多個，與年齡有關(guān)，因此必須分組。 ?

3.2 教材中習(xí)題3的解答 ?

3.1 名詞解釋 ?

·基本表：實際存儲在數(shù)據(jù)庫中的表，稱為基本表。

?·視圖：是從基本表或其他視圖中導(dǎo)出的表，它本身不獨立存儲在數(shù)據(jù)庫中，也就是數(shù)據(jù)庫中只存放視圖的定義而不存放視圖的數(shù)據(jù)。

?·實表：是對基本表的別稱。

·虛表：是對視圖的別稱。 ?

·相關(guān)子查詢：SELECT語句嵌套時，子查詢中查詢條件依賴于外層查詢中的值，因此子查詢要反復(fù)求值供外層查詢使用。這種子查詢稱為相關(guān)子查詢。 ?

·聯(lián)接查詢：查詢時要從多個基本表中提取數(shù)據(jù)，此時把多個基本表寫在同一層的FROM子句中，這種查詢形式稱為聯(lián)接查詢。

·嵌套查詢：查詢時要從多個基本表中提取數(shù)據(jù)，此時把多個基本表分別放在不同層次上的FROM子句中，這種查詢形式稱為嵌套查詢。 ?

·交互式SQL：在終端交互方式使用的SQL語言。 ?

·嵌入式SQL：嵌入在高級語言的程序中使用的SQL語言。 ?

·共享變量：嵌入的SQL語句和主語言語句間傳遞信息的變量，稱為共享變量。共享變量先由主語言程序定義，再用SQL的說明語句說明，然后SQL語句就可使用這些變量。 ?

·游標：游標是與某一查詢相聯(lián)系的符號名。游標有游標關(guān)系和游標指針兩層含義。在游標打開時，游標（指針）指向查詢結(jié)果的第一個記錄之前。 ?

·卷游標：在游標推進時，可以進退自如的游標。

第4章?模式設(shè)計理論

4.1 基本知識點 ?

4.1.1 本章重要概念 ?

（1）關(guān)系模式的冗余和異常問題。 ?

（2）FD的定義、邏輯蘊涵、閉包、推理規(guī)則、與關(guān)鍵碼的聯(lián)系；平凡的FD；屬性集 ?的閉包；推理規(guī)則的正確性和完備性；FD集的等價；最小依賴集。

（3）無損分解的定義、性質(zhì)、測試；保持依賴集的分解。 ?

（4）關(guān)系模式的范式：1NF，2NF，3NF，BCNF。分解成2NF、3NF模式集的算法。

（5）MVD、4NF、JD和5NF的定義。

4.1.2 本章的重點篇幅 ?（1）教材中P148的例4.13。（無損聯(lián)接和保持FD的例子） ?（2）教材中P149的例4.14和P150的例4.15。（分解成2NF和3NF的例子） ?4.2 教材中習(xí)題4的解答 ?

4.1 名詞解釋 ?

·數(shù)據(jù)冗余：指同一個數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中多次重復(fù)出現(xiàn)。

·函數(shù)依賴（FD）：在關(guān)系模式R(U)中，F(xiàn)D是形為X→Y的一個命題，只要r是R的當前關(guān)系，對r中任意兩個元組t和s，都有t[X]=s[X]蘊涵t[Y]=s[Y]，那么稱FD X→Y在關(guān)系模式R(U)中成立。 ?

·平凡的FD：如果X→Y，且Y?X，則稱X→Y是一個“平凡的FD”。 ?

·FD集F的閉包F+：被F邏輯蘊涵的函數(shù)依賴全體構(gòu)成的集合，稱為F的閉包，記為F+，即F+={ X→Y | F?X→Y}。

?·屬性集X的閉包X+：從已知的FD集F使用FD推理規(guī)則推出的所有滿足X→A的屬性A的集合，稱為X的閉包，記為X+，即X+=｛ 屬性A | X→A在F+中 ｝。 ?

·FD的邏輯蘊涵：如果從已知的FD集F能推導(dǎo)出X→Y成立，那么稱F邏輯蘊涵 X→Y，記為F ?X→Y。

?·FD集的等價：對于兩個FD集F和G，有F+=G+，則稱F和G是等價的依賴集。

·最小依賴集：設(shè)F是屬性集U上的FD集，F(xiàn)min是F的最小依賴集，那么Fmin應(yīng)滿足下列四個條件：Fmin+=F+；每個FD的右邊都是單屬性；Fmin中沒有冗余的FD；每個FD的左邊沒有冗余的屬性。 ?

·無損分解：設(shè)關(guān)系模式R，F(xiàn)是R上的FD集，ρ=｛ R1，?，Rk ｝是R的一個分解。 如果對R中滿足F的每一關(guān)系r，都有r= ???πRi（r），那么稱分解ρ相對F是“無損分解”。 ·泛關(guān)系假設(shè)：指數(shù)據(jù)庫中每一個關(guān)系都是全部屬性構(gòu)成的關(guān)系的投影，此時，由全部屬性構(gòu)成的關(guān)系稱為泛關(guān)系。 ?

·chase過程：根據(jù)已知FD集，對R分解成ρ構(gòu)造的初始表格的值進行修改，使之符合FD集，這個過程稱為chase過程。

?·保持FD：設(shè)關(guān)系模式R，F(xiàn)是R上的FD分解，ρ=｛ R1，?，Rk ｝是R的一個分 解，如果有∪ πRi（F）?F，那么稱分解ρ保持FD集F。

?·1NF：如果關(guān)系模式R的每個關(guān)系r的屬性值都是不可分的原子值，那么稱R是1NF 的模式。 ?

·2NF：如果R是1NF的模式，且每個非主屬性完全函數(shù)依賴于R的候選鍵，那么稱

R k ?i=1 k ?i=1 是2NF的模式。 ?

·3NF：如果R是1NF的模式，且每個非主屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，那么稱R是3NF的模式。 ?·BCNF：如果R是1NF的模式，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。 ?

·4NF：設(shè)D是關(guān)系模式R上成立的FD和MVD集合。如果D中每個非平凡的MVD X→→Y的左部X都是R的超鍵，那么稱R是4NF模式。 ?

·5NF：如果關(guān)系模式R的每個JD均由R的候選鍵蘊涵，那么稱R是5NF的模式。

?·多值依賴（MVD）：設(shè)關(guān)系模式R(U)，X和Y是U的子集，Z=U-X-Y。對于R的關(guān)系r，若在r中存在元組（x，y1，z1）和（x，y2，z2），就也應(yīng)存在元組（x，y2，z1）和（x，y1，z2），那么稱MVD X→→Y在模式R上成立。 ?

·聯(lián)接依賴（JD）：設(shè)關(guān)系模式R(U)，R1、?、Rn是U的子集，并滿足U=R1∪?∪Rn， ρ=｛ R1，?，Rn ｝是R的一個分解。如果對于R的每個關(guān)系r都有mρ（r）=r，那么稱 ?

????????JD *（R1，?，Rn）在模式R上成立。

第7章?系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)

7.1 基本知識點 ?

7.1.1 本章重要概念 ?

（1）系統(tǒng)目錄及其和DBMS各子系統(tǒng)的聯(lián)系。 ?

（2）事務(wù)的定義，COMMIT和ROLLBACK的語義，事務(wù)的ACID性質(zhì)，事務(wù)的狀態(tài)變遷圖。 ?

（3）存儲器類型，穩(wěn)定存儲器的實現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳送過程。 ?

（4）恢復(fù)的定義、基本原則和實現(xiàn)方法，故障的類型，檢查點技術(shù)，REDO和UNDO操作，運行記錄優(yōu)先原則。 ?

（5）并發(fā)操作帶來的三個問題，X鎖、PX協(xié)議、PXC協(xié)議，S鎖、PS協(xié)議、PSC協(xié)議，活鎖、餓死和死鎖，并發(fā)調(diào)度，串行調(diào)度，并發(fā)調(diào)度的可串行化，兩段封鎖法，SQL中事務(wù)的存取模式和隔離級別。 ?

（6）完整性的定義，完整性子系統(tǒng)的功能，完整性規(guī)則的組成。SQL中的三大類完整性約束，SQL3中的觸發(fā)器技術(shù)。 ?

（7）安全性的定義、級別，權(quán)限，SQL中的安全性機制，幾種常用的安全性措施，自然環(huán)境的安全性。 ?

7.1.2 本章的重點篇幅 ?（1）教材中P261 的圖7.7。（檢查點技術(shù)） ?（2）并發(fā)操作帶來的四個問題，封鎖帶來的三個問題，并發(fā)調(diào)度的可串行化。（教材P265-276） ?（3）SQL中完整性約束的實現(xiàn)：斷言（教材P290）。 （4）安全性中的授權(quán)語句（教材P298）。 ?7.2 教材中習(xí)題7的解答 ?

7.1 名詞解釋 ?

·系統(tǒng)目錄：系統(tǒng)目錄(system catalog)是任何通用DBMS的核心。系統(tǒng)目錄本身就是一個“微型數(shù)據(jù)庫”，其主要功能是存儲DBMS管理的數(shù)據(jù)庫的定義或描述。這類信息被稱為元數(shù)據(jù)（metadata），主要包括數(shù)據(jù)庫三級結(jié)構(gòu)、兩級映像的定義。 ?

·事務(wù)：事務(wù)是構(gòu)成單一邏輯工作單元的操作集合。

?·DB的可恢復(fù)性：系統(tǒng)能把DB從被破壞、不正確的狀態(tài)，恢復(fù)到最近一個正確的狀態(tài)，DBMS的這種功能稱為DB的可恢復(fù)性。 ?

·并發(fā)操作：在多用戶共享系統(tǒng)中，許多事務(wù)可能同時對同一數(shù)據(jù)進行操作，這種操作稱為并發(fā)操作。 ?·封鎖：封鎖是系統(tǒng)保證對數(shù)據(jù)項的訪問以互斥方式進行的一種手段。

?·X鎖：事務(wù)T對某數(shù)據(jù)加了X鎖后，其他事務(wù)要等T解除X鎖后，才能對這個數(shù)據(jù)進行封鎖。 ?

·PX協(xié)議：只有獲準X鎖的事務(wù)，才能修改數(shù)據(jù)，否則這個事務(wù)進入等待狀態(tài)。 ?

·PXC協(xié)議：PX協(xié)議再加上一條規(guī)則：“X鎖必須保留到事務(wù)終點才能解除”。 ?

·S鎖：事務(wù)T對某數(shù)據(jù)加了S鎖后，仍允許其他事務(wù)再對該數(shù)據(jù)加S鎖，但在對該數(shù)據(jù)的所有S鎖都解除之前決不允許任何事務(wù)對該數(shù)據(jù)加X鎖。 ?

·PS協(xié)議：獲準S鎖的事務(wù)，只能讀數(shù)據(jù)，不能修改數(shù)據(jù)。 ?

·PSC協(xié)議：PS協(xié)議再加上一條規(guī)則：“S鎖必須保留到事務(wù)終點才能解除”。 ?

·活鎖：系統(tǒng)可能使某個事務(wù)永遠處于等待狀態(tài)，得不到封鎖的機會，這種現(xiàn)象稱為“活鎖”。 ?

·餓死：若干事務(wù)連續(xù)不斷地對某數(shù)據(jù)實現(xiàn)加S鎖和釋放S鎖的操作，那么若有一個事務(wù)欲對該數(shù)據(jù)加X鎖，將永遠輪不上封鎖的機會。這種現(xiàn)象稱為“餓死”。 ?

·死鎖：若干事務(wù)都處于等待狀態(tài)，相互等待對方解除封鎖，結(jié)果造成這些事務(wù)都無法繼續(xù)執(zhí)行，這種現(xiàn)象稱為系統(tǒng)進入了“死鎖”狀態(tài)。 ?

·調(diào)度：事務(wù)的執(zhí)行次序稱為“調(diào)度”。 ?

·串行調(diào)度：多個事務(wù)依次執(zhí)行，稱為事務(wù)的串行調(diào)度。 ?·并發(fā)調(diào)度：利用分時的方法，同時處理多個事務(wù)，則稱為事務(wù)的并發(fā)調(diào)度。

?·可串行化調(diào)度/不可串行化調(diào)度：如果一個并發(fā)調(diào)度的執(zhí)行結(jié)果與某一串行調(diào)度的執(zhí)行結(jié)果等價，那么這個并發(fā)調(diào)度稱為“可串行化的調(diào)度”，否則稱為“不可串行化調(diào)度”。 ?

·兩段封鎖協(xié)議：事務(wù)分成兩個階段，前一階段只能申請封鎖，后一階段只能釋放封鎖，這一規(guī)則稱為事務(wù)的兩段封鎖協(xié)議。