数据库原理及应用（Ａ）
北京理工大学珠海学院计算机学院
张申勇
２０１１－５－１数据库原理及应用张申勇１
第九章关系系统及其查询优化９．１关系数据库系统的查询处理
９．２关系数据库系统的查询优化
９．３代数优化
９．４物理优化
９．５小结
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关系系统及其查询优化（续）
?本章目的：
?ＲＤＢＭＳ的查询处理步骤
?查询优化的概念
?基本方法和技术
?查询优化分类：
?代数优化
?物理优化
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９．１关系数据库系统的查询处理?９．１．１查询处理步骤
?９．１．２实现查询操作的算法示例
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９．１．１查询处理步骤
?ＲＤＢＭＳ查询处理阶段：
１．查询分析
２．查询检查
３．查询优化
４．查询执行
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２０１１－５－１数据库原理及应用张申勇６
查询处理步骤（续）
查询处理步骤
?对查询语句进行扫描、词法分析和语法分析?从查询语句中识别出语言符号
?进行语法检查和语法分析
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?根据数据字典对合法的查询语句进行语义检查?根据数据字典中的用户权限和完整性约束定义对用户的存取权限进行检查
?检查通过后把ＳＱＬ查询语句转换成等价的关系代数表达式
?ＲＤＢＭＳ一般都用查询树（语法分析树）来表示扩展的关系代数表达式
?把数据库对象的外部名称转换为内部表示
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?查询优化：选择一个高效执行的查询处理策略?查询优化分类：
?代数优化：指关系代数表达式的优化
?物理优化：指存取路径和底层操作算法的选择?查询优化方法选择的依据：
?基于规则（ｒｕｌｅｂａｓｅｄ）
?基于代价（ｃｏｓｔｂａｓｅｄ）
?基于语义（ｓｅｍａｎｔｉｃｂａｓｅｄ）
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?依据优化器得到的执行策略生成查询计划?代码生成器（ＣｏｄｅＧｅｎｅｒａｔｏｒ）生成执行查询计划的代码
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９．１关系数据库系统的查询处理?９．１．１查询处理步骤
?９．１．２实现查询操作的算法示例
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９．１．２实现查询操作的算法示例?一、选择操作的实现
?二、连接操作的实现
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一、选择操作的实现
?［例１］Ｓｅｌｅｃｔ＊ｆｒｏｍｓｔｕｄｅｎｔｗｈｅｒｅ＜条件表达式＞；
考虑＜条件表达式＞的几种情况：
Ｃ１：无条件；
Ｃ２：Ｓｎｏ＝＇２００２１５１２１＇；
Ｃ３：Ｓａｇｅ＞２０；
Ｃ４：Ｓｄｅｐｔ＝＇ＣＳ＇ＡＮＤＳａｇｅ＞２０；
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?选择操作典型实现方法：
?１．简单的全表扫描方法
?对查询的基本表顺序扫描，逐一检查每个元组是否满
足选择条件，把满足条件的元组作为结果输出
?适合小表，不适合大表
?２．索引（或散列）扫描方法
?适合选择条件中的属性上有索引（例如Ｂ＋树索引或Ｈａｓｈ
索引）
?通过索引先找到满足条件的元组主码或元组指针，再
通过元组指针直接在查询的基本表中找到元组
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?［例１－Ｃ２］以Ｃ２为例，Ｓｎｏ＝‘２００２１５１２１’，并且Ｓｎｏ上有索引（或Ｓｎｏ是散列码）
?使用索引（或散列）得到Ｓｎｏ为‘２００２１５１２１’元组的指针
?通过元组指针在ｓｔｕｄｅｎｔ表中检索到该学生
?［例１－Ｃ３］以Ｃ３为例，Ｓａｇｅ＞２０，并且Ｓａｇｅ上有Ｂ＋树索引
?使用Ｂ＋树索引找到Ｓａｇｅ＝２０的索引项，以此为入口点在Ｂ＋树的顺序集上得到Ｓａｇｅ＞２０的所有元组指针
?通过这些元组指针到ｓｔｕｄｅｎｔ表中检索到所有年龄大于２０
的学生。
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?［例１－Ｃ４］以Ｃ４为例，Ｓｄｅｐｔ＝‘ＣＳ’ＡＮＤＳａｇｅ＞２０，如果Ｓｄｅｐｔ和Ｓａｇｅ上都有索引：
?算法一：分别用上面两种方法分别找到Ｓｄｅｐｔ＝‘ＣＳ’
的一组元组指针和Ｓａｇｅ＞２０的另一组元组指针
?求这２组指针的交集
?到ｓｔｕｄｅｎｔ表中检索
?得到计算机系年龄大于２０的学生
?算法二：找到Ｓｄｅｐｔ＝‘ＣＳ’的一组元组指针，
?通过这些元组指针到ｓｔｕｄｅｎｔ表中检索
?对得到的元组检查另一些选择条件（如Ｓａｇｅ＞２０）
是否满足
?把满足条件的元组作为结果输出。
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二、连接操作的实现
?连接操作是查询处理中最耗时的操作之一
?本节只讨论等值连接（或自然连接）最常用的实现算法
?［例２］ＳＥＬＥＣＴ＊ＦＲＯＭＳｔｕｄｅｎｔ，ＳＣ
ＷＨＥＲＥＳｔｕｄｅｎｔ．Ｓｎｏ＝ＳＣ．Ｓｎｏ；
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?１．嵌套循环方法（ｎｅｓｔｅｄｌｏｏｐ）
?２．排序－合并方法（ｓｏｒｔ－ｍｅｒｇｅｊｏｉｎ或ｍｅｒｇｅｊｏｉｎ）
?３．索引连接（ｉｎｄｅｘｊｏｉｎ）方法
?４．ＨａｓｈＪｏｉｎ方法
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１．嵌套循环方法（ｎｅｓｔｅｄｌｏｏｐ）
?对外层循环（Ｓｔｕｄｅｎｔ）的每一个元组（ｓ），检索内
层循环（ＳＣ）中的每一个元组（ｓｃ）
?检查这两个元组在连接属性（ｓｎｏ）上是否相等
?如果满足连接条件，则串接后作为结果输出，直
到外层循环表中的元组处理完为止
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２．排序－合并方法（ｓｏｒｔ－ｍｅｒｇｅｊｏｉｎ或ｍｅｒｇｅｊｏｉｎ）?适合连接的诸表已经排好序的情况
?排序－合并连接方法的步骤：
?如果连接的表没有排好序，先对Ｓｔｕｄｅｎｔ表和ＳＣ
表按连接属性Ｓｎｏ排序
?取Ｓｔｕｄｅｎｔ表中第一个Ｓｎｏ，依次扫描ＳＣ表中具有
相同Ｓｎｏ的元组
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9.1 名词解释 （1）OODBS：是指面向对象数据库系统，它既具数据库管理的基本功能，又能支持面向对象的数据模型。 （2）ORDBS：基于对象关系数据模型的DBS称为对象关系数据库系统（ORDBS）。 （3）平面关系模型：传统的关系模型称为“平面关系模型”，它要求关系模式具有第一范式(1NF)性质，关系具有规范化的结构。也就是规定属性值是不可分解的，即不允许属性值具有复合结构(元组或关系)。 （4）嵌套关系模型：是从平面关系模型发展而成的。它允许关系的属性值又可以是一个关系，而且可以出现多次嵌套。嵌套关系突破了1NF的定义框架，是“非1NF关系”。 （5）复合对象模型：在嵌套关系模型上进一步放宽要求。在关系定义上，集合与元组不再有交替出现的严格限制，此时的关系中，属性类型可以是基本数据类型、结构类型(元组类型)或集体类型(即关系类型)。 （6）数据的泛化/细化：是对概念之间联系进行抽象的一种方法。当在较低层上的抽象表达了 与之联系的较高层上抽象的特殊情况时，就称较高层上抽象是较低层上抽象的"泛化"，而较低层上抽象是较高层上抽象的"细化"。 （7）对象关系模型：在传统关系数据基础上，提供元组、数组、集合等更为丰富的数据类型及处理新数据类型操作的能力而形成的数据模型。(注：传统关系模型只支持字符、数值、字串，布尔值等等基本数据类型及其处理功能) （8）类型级继承性：当继承性发生在类型级时，子类型继承了超类型的属性。也就是说，超类型所具有的属性，在子类上也具有。 （9）表级继承性：继承性也可发生在表级，(就是元组集合上发生继承)，子表继承超表全部属性，超表中每个元组最多可以与子表中一个元组对应，而子表中的每个元组在超表中恰有一个元组对应，并在继承的属性值上具有相同的值。 （10）引用类型：数据类型可以嵌套定义，在嵌套引用时，不是引用对象本身，而是个用对象标识符(即指针)，这种指针被称为引用类型。 （11）对象：客观世界中的实体经过抽象称为问题空间中的对象，它是对一组信息及其操作的描述。 （12）类：是具有相同的变量名和类型、相同的消息和使用方法的对象的集合。 （13）单重继承性：一个子类继承某一个超类的结构和特性，称为单重继承性。 （14）多重继承性：一个子类继承多个超类的结构和特性，称为多重继承性。 （15）对象标识：在面向对象语言中，对象标识是一个指针一级的概念，在对象创建的瞬间，由系统赋给每个对象一个“标识”,即系统内的一个唯一的指针，在对象生存期内，这个标识不可改变。 （16）对象包含：不同类的对象之间存在的包含关系称为对象包含。包含是一种“一部分”(is part of)的联系。 （17）类继承层次图：表示类继承关系的图，由超类名、子类名和一组线条自上而下有序的表示。（18）类包含层次图：表示对象包含关系的图，由一些具有包含关系的对象和线条自上而下表示(下方的对象为其连线所指上方对象的一部分)。 （19）持久数据：是指创建这些数据的程序运行终止后数据依然存在于系统之中。数据库中的关系就是持久数据。 （20）持久对象：程序运行结束后，被保留下来的对象称为持久对象。 （21）持久指针：持久指针可看作是数据库中指向对象的指针。持久化指针不像内存中的指针，它在程序执行后及数据重组后仍保持有效。 （22）持久化C++系统: 基于C++的持久化扩充的OODBS。
第一章 1.数据库的四个基本概念：数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统。 数据：是数据库中存储的基本对象。描述事物的符号称为数据。 数据库：是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。 数据库管理系统：是计算机的基础软件。 数据库系统：是由数据库、数据库管理系统、应用程序和人组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。 2.数据处理和数据管理。 数据处理：指对各种数据进行手机、存储、加工和传播的一系列活动的总和。 数据管理：指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护。 3. 数据独立性。 物理独立性：指用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立 的。 逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。 4. 数据模型--- 是对现实世界数据特征的抽象（现实世界的模拟）。 数据模型是数据库系统的核心和基础。 概念模型：信息模型，按照用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计逻辑模型：按照计算机系统的观点对数据建模。 物理模型：描述数据在计算机内部的表示方式和存取方法。数据模型组成要素：数据结构、数据操作、数据的完整性约束条件。 5.信息世界中的基本概念。 实体：客观存在并可相互区别的事物。 属性：实体所具有的某一特征。 码：唯一标识实体的属性集。 联系：失误内部以及事物之间是有联系的。实体内部的联系通常是指组成实体的个属性之间的联系，实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。实体之间的联系有一对一、一对多和多对多等各种类型。 6.数据完整性约束条件。
实体完整性：检查主码值是否唯一，检查主码的各个属性是否为空。实体完整性在 创建表时用primary key 主键来定义。 参照完整性：检查增删改时检查外码约束。在创建表时用外码foreign key 短语 定义。 用户定义完整性：创建表中定义属性的同时，可以根据应用要求定义属性上的约束条件，即属性值限制。 列值非空（not null ）、列值唯一（unique ）、检查列值是否满足一个条件表达式（check 短语） 7.数据库系统的模式。 型：是指对某一类数据的结构和属性的说明，对结构的描述和说明。 值：是型的一个具体赋值。 模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，对结构进行描述，仅仅涉及 型。模式的一个具体值称为模式的一个实例。 模式反应的事数据的结构及其联系，而实例反应的是数据库某一时刻的状态。 8.数据库的三级模式结构。 模式（逻辑模式）：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，需要定义数据 想的名字，类型，取值范围和数据之间的联系，安全性完整性要求等。 夕卜模式（子模式）：数据库中数据的局部逻辑结构。 内模式（存储模式）：是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。 第二章 1.关系模型------关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部分组成。 2.关系。 域：一组具有相同数据类型的值的集合。 关系：笛卡尔积的有限子集。 候选码：关系中某一属性组的值能唯一地标识一个元组 候选码的诸属性称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非主属性
2008年1月高等教育自学考试全国统一命题考试 数据库系统原理试卷 4735 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.数据库在磁盘上的基本组织形式是( B ) A．DB B．文件 C．二维表D．系统目录 2．ER(实体联系模型)模型是数据库的设计工具之一，它一般适用于建立数据库的( A ) A．概念模型B．逻辑模型 C．内部模型D．外部模型 3．数据库三级模式中，用户与数据库系统的接口是( B ) A．模式B．外模式 C．内模式D．逻辑模式 4．在文件系统中，所具有的数据独立性是( D ) A．系统独立性
B．物理独立性 C．逻辑独立性 D．设备独立性 5．在DB技术中，“脏数据”是指( D ) A．未回退的数据 B．未提交的数据 C．回退的数据 D．未提交随后又被撤消的数据 6．关系模式至少应属于( A ) A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF 7．设有关系模式R(ABCD)，F是R上成立的FD集，F={A→B，B→C}，则属性集BD的闭包(BD)+为( B ) A．BD B．BCD C．BC D．CD 8．设有关系R如题8图所示：(C)
R 则 专业，入学年份(R)的元组数为 A．2 B．3 C．4 D．5 9．集合R与S的交可以用关系代数的基本运算表 示为( A ) A．R-(R-S) B．R+(R-S) C．R-(S-R) D．S-(R-S) l0．已知SN是一个字符型字段，下列SQL查询语 句( C ) SELECT SN FROM S WHERE SN LIKE′AB％′；的执行结果为 A．找出含有3个字符′AB％′的所有SN字段 B．找出仅含3个字符且前两个字符为′AB′的SN字段 C．找出以字符′AB′开头的所有SN字段
数据库原理及应用作业 班级：学号：姓名： 第一章 一、单项选择题 1. 在数据管理技术的发展过程中，经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。在这几个阶段中，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 2. 数据库系统与文件系统的主要区别是（）。 A. 数据库系统复杂，而文件系统简单 B. 文件系统不能解决数据冗余和数据独立性问题，而数据库系统可以解决 C. 文件系统只能管理程序文件，而数据库系统能够管理各种类型的文件 D. 文件系统管理的数据量较少，而数据库系统可以管理庞大的数据量 3. 在数据库中存储的是（）。 A. 数据 B. 数据模型 C. 数据及数据之间的联系 D. 信息 4. 数据库的特点之一是数据的共享，严格地讲，这里的数据共享是指（）。 A. 同一个应用中的多个程序共享一个数据集合 B. 多个用户、同一种语言共享数据 C. 多个用户共享一个数据文件 D. 多种应用、多种语言、多个用户相互覆盖地使用数据集合 5. 数据库（DB）、数据库系统（DBS）和数据库管理系统(DBMS)三者之间的关系是（）。 A. DBS包括DB和DBMS B. DBMS包括DB和DBS C. DB包括DBS和DBMS D. DBS就是DB,也就是DBMS 6. 数据库管理系统（DBMS）是（）。 A. 一个完整的数据库应用系统 B. 一组硬件 C. 一组系统软件 D. 既有硬件，也有软件 7. 数据库是在计算机系统中按照一定的数据模型组织、存储和应用的（）。 A. 文件的集合 B. 数据的集合 C. 命令的集合 D. 程序的集合 8. 支持数据库各种操作的软件系统是（）。 A. 命令系统 B. 数据库管理系统 C. 数据库系统 D. 操作系统 9. 由计算机硬件、DBMS、数据库、应用程序及用户等组成的一个整体叫（）。 A. 文件系统 B. 数据库系统 C. 软件系统 D. 数据库管理系统 10. 数据库系统中应用程序与数据库的接口是（）。 A. 数据库集合 B. 数据库管理系统DBMS C. 操作系统OS D. 计算机中的存储介质 11. 在DBS中，DBMS和OS之间关系是（）。 A. 并发运行 B. 相互调用 C. OS调用DBMS D. DBMS调用OS 12. 在数据库方式下，信息处理中占据中心位置的是（）。
复习题 一、填空题: 1.三类经典的数据模型是_层次模型____、__网状模型___和_关系模型_。其中，_关系模型___目前应用最广泛。 2._概念模型__模型是面向信息世界的，它是按用户的观点对数据和信息建模；____数据模型____模型是面向计 算机世界的，它是按计算机系统的观点对数据建摸。 3.关系模型的实体完整性是指_____主属性的值不能为空________________。在关系模型中，候选码是指______ 能唯一识别元组的属性或者属性组_，全码是指____所有属性都是候选码___________。 4.设Ei 为关系代数表达式，根据关系代数等价变换规则，（E1×E2）×E3 ≡ ___E1×（E2×E3）_______， 若选择条件F只涉及E1中的属性，则σF（E1×E2）≡__σF（E1）×E2__________。 5.数据依赖是关系中属性间的相互关联，最重要的数据依赖有两种，即__函数依赖___依赖和多值依赖。 6.在关系规范化过程中，将1NF转化为2NF，要消除____非主属性对主码的部分依赖__________________，若 一个关系模式R∈2NF，并且消除了非主属性对码的传递依赖，则R∈_3NF。 7.数据库的保护措施有_____安全性___控制、___完整性______控制、____并发控制_____控制和数据库恢复等。 8.事务是并发控制的基本单位，事务的四个性质是___原子____性、___一致____性、_隔离_性和_持久性__性。 9.并发控制的主要方法是封锁，封锁的类型有两种，即____X____锁和___S____锁。 10.故障恢复的基本手段有_______数据转储_____和_____登记日至文件____________。 11.DBMS的中文全称是____数据库管理系统_______。 12.数据管理的发展经历了人工管理阶段、____文件管理_____阶段和____数据库系统____阶段。 13.数据库系统的三级模式分别是_____外模式______,_____模式________和____内模式______。其中___模式___ 是用来定义数据库的全局逻辑结构的。数据库系统的两级独立性分别是____外模式/模式的逻辑独立性_____ 和____模式/内模式的物理独立性____。 14.数据库设计的步骤有需求分析、_____概念结构设计______、逻辑结构设计、_______物理设计____、数据库 实施和___数据库的运行与维护_________。 15.实体联系模型中三种联系是____一对一______、_____一对多_____、____多对多______; 16.数据库系统是由数据库、____软件（DBMS）______、___硬件（应用系统）____、_人员和用户共同组成; 17.并发控制带来的三种数据不一致是______丢失数据____、______不可重复读____、______读脏数据____； 18.数据库的逻辑模型设计阶段，任务是将____E-R图____转换成关系模型； 19.关系规范化理论是设计___逻辑结构_____的指南和工具。 20.从用户角度看，数据库系统的体系结构可分为_____集中式____结构、___分布式_____结构、客户/服务器结 构和___浏览器/服务器______结构。 二、选择题： 1.要保证数据库逻辑数据独立性，需要修改的是( C )。 A 模式 B 模式与内模式的映射 C 模式与外模式的映射 D 内模式 2.不允许任何其他事务对一个锁定目标加锁的锁是（ B ）。 A 共享锁 B 排他锁 C 共享锁或排他锁 D 都不是 3.数据库中（ B ）是指数据的正确性和相容性。 A 安全性 B 完整性 C 并发性 D 恢复性 4.设K为关系模式R
浅谈对对象—关系型数据库的理解 姓名：杨小敏 学号：2010206190026
针对对象—关系型数据库的理解我想结合自己的专业（地图学与地理信息系统）从下面三个方面来理解：（1）关系型数据的发展以及在空间数据管理方面的优缺点（2）面向对象数据库的发展及在空间数据管理方面的优缺点（3）关系型数据库和面向对象技术的融合在数据库发展中所起到的独特作用在我们GIS专业领域内，随着信息技术的发展，各种应用系统建设的不断深入，像现在面向21世纪的应急应用系统的建设、城市基础地理空间信息数据库系统与共享平台的建设、地理信息公共服务平台的建设，小到“数字城市”的建设，大到“数字地球”乃至“智慧地球”的建设，我们已经开始不满足数值和文字的信息处理，为了达到系统建设平台尤其是公共服务平台的建设起到良好的客户友好体验，大量的图形信息，音频信息已经深入到数据库的设计中，其中尤其是空间数据库管理备受瞩目。所以，面对信息爆炸的21世纪，海量数据的存储和管路已经不是传统的数据库能解决的，空间数据管理需要更强的数据库——对象关系型数据库。 为什么空间数据需要对象关系型数据库的管理才更有效？我想简单的说一下GIS空间数据的基本特征：（1）空间特征：每个空间对象都具有空间坐标，所以在存储空间数据的同时我们要考虑数据的空间分布特征；（2）非结构化特征：通用数据库或者是传统数据库数据记录一般是结构化的，在面对空间图形信息的时候难以直接采用关系数据管理系统；（3）空间关系特征：空间数据的空间关系最重要的就是空间拓扑关系，这种拓扑结构方便了空间数据的查询和空间分析，但是给空间数据的一致性和完整性的维护增加了复杂性；（4）海量数据的特征：数据库在面对海量数据的存储和组织时，一般在二维空间上划分块或图幅，在垂直的方向上划分层在组织海量空间数据。 在空间数据的管理技术的发展中，从手工管理管理阶段到文件管理阶段再到数据库管理阶段，在三个数据管理阶段，对数据管理方式也不尽相同，在这里，我想说的是空间数据库的发展历史对空间数据管理的影响，第一是层次关系型数据库：只是数据库发展的初级阶段，这是空间数据的管理大多用文件方式管理，很显然不适合管理海量的空间数据，所以淘汰；第二是网络关系型数据库：在一定程度上解决了空间数据复杂管理的难题，但还是被日益崛起的关系型数据库所淘汰；第三是关系型数据库的发展：为了解决难于保证数据的完整性，开始将空
C H A P T E R2 Exercises 2.4Describe the differences in meaning between the terms relation and relation schema. Answer:A relation schema is a type de?nition,and a relation is an instance of that schema.For example,student(ss#,name)is a relation schema and is a relation based on that schema. 2.5Consider the relational database of Figure2.35,where the primary keys are un- derlined.Give an expression in the relational algebra to express each of the fol-lowing queries: a.Find the names of all employees who work for First Bank Corporation. b.Find the names and cities of residence of all employees who work for First Bank Corporation. c.Find the names,street address,and cities of residence of all employees who work for First Bank Corporation and earn more than$10,000per annum. d.Find the names of all employees in this database who live in the same city as the company for which they work. e.Assume the companies may be located in several cities.Find all companies located in every city in which Small Bank Corporation is located. Answer: a.Πperson-name(σcompany-name=“First Bank Corporation”(works)) 7
自考《数据库系统原理》串讲笔记 第一章数据库基础知识 学习目的与要求： 本章属于基础知识，主要是对一些概念的理解和记忆。没有难点，相对的重点是数据模型的四个层次，数据库管理系统的功能，数据库系统的全局结构。 考核知识点与考核要求 1.1数据管理技术的发展阶段（识记） 1.2数据描述的术语（领会） 1.3数据抽象的级别（领会） 1.4数据库管理系统(DBMS) (领会) 1.5数据库系统（DBS）（领会） 1.1 数据管理技术的发展 几个数据库的基本术语： 数据：描述事物的符号记录 数据处理:是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新的数据，这些新的数据又表示了新的信息。 数据管理:是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作，这部分操作是数据处理业务的基本环节，而且是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。 数据管理技术：对数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作，基本目的就是从大量的，杂乱无章的，难以理解的数据中筛选出有意义的数据。 数据处理是与数据管理相联系的，数据管理技术的优劣，将直接影响数据处理的效率。 1.人工管理阶段（20世纪50年代中期以前） １）数据不保存在机器中； ２）没有专用软件对数据进行管理； ３）只有程序的概念，没有文件的概念； ４）数据面向程序。 2. 文件系统阶段特点与缺陷（20世纪50年代后期至60年代中期） １）数据可长期保存在磁盘上； ２）数据的逻辑结构与物理结构有了区别； ３）文件组织呈现多样化； ４）数据不再属于某个特定程序，可以重复使用； ５）对数据的操作以记录为单位。 文件系统三个缺陷： １）数据冗余性 ２）数据不一致性
面向对象数据库系统（Object Oriented Data Base System，简称OODBS）是数据库技术与面向对象程序设计方法相结合的产物。 对于OO数据模型和面向对象数据库系统的研究主要体现在：研究以关系数据库和SQL为基础的扩展关系模型；以面向对象的程序设计语言为基础，研究持久的程序设计语言，支持OO模型；建立新的面向对象数据库系统，支持OO数据模型。 面向对象程序设计方法是一种支持模块化设计和软件重用的实际可行的编程方法。它把程序设计的主要活动集中在建立对象和对象之间的联系（或通信）上，从而完成所需要的计算。一个面向对象的程序就是相互联系（或通信）的对象集合。面向对象程序设计的基本思想是封装和可扩展性。 面向对象数据库系统支持面向对象数据模型（以下简称OO模型）。即面向对象数据库系统是一个持久的、可共享的对象库的存储和管理者；而一个对象库是由一个OO模型所定义的对象的集合体。 一个OO模型是用面向对象观点来描述现实世界实体（对象）的逻辑组织、对象间限制、联系等的模型。一系列面向对象核心概念构成了OO模型的基础。概括起来，OO模型的核心概念有如下一些: （1）对象（Object）与对象标识OID（Object IDentifier） 现实世界的任一实体都被统一地模型化为一个对象，每个对象有一个唯一的标识，称为对象标识（OID）。 （2）封装（Encapsulation） 每一个对象是其状态与行为的封装，其中状态是该对象一系列属性（Attribute）值的集合，而行为是在对象状态上操作的集合，操作也称为方法（Method）。 （3）类（C1ass） 共享同样属性和方法集的所有对象构成了一个对象类（简称类），一个对象是某一类的一个实例（instance）。 （4）类层次（结构） 在一个面向对象数据库模式中，可以定义一个类（如C1）的子类（如C2），类Cl 称为类C2的超类（或父类）。子类（如C2）还可以再定义子类（如C3）。这样，面向对象数据库模式的一组类形成一个有限的层次结构，称为类层次。 （5）消息（Message） 由于对象是封装的，对象与外部的通信一般只能通过显式的消息传递，即消息从外部传送给对象，存取和调用对象中的属性和方法，在内部执行所要求的操作，操作的结果仍以消息的形式返回。 OODB语言用于描述面向对象数据库模式，说明并操纵类定义与对象实例。OODB语言主要包括对象定义语言（ODL）和对象操纵语言（OML），对象操纵语言中一个重要子集是对象查询语言（OQL）。OODB语言一般应具备下述功能： （1）类的定义与操纵 面向对象数据库语言可以操纵类，包括定义、生成、存取、修改与撤销类。其中类的定义包括定义类的属性、操作特征、继承性与约束等。 （2）操作/方法的定义 面向对象数据库语言可用于对象操作/方法的定义与实现。在操作实现中，语言的命令
数据库系统概论复习资料 第一章 一、名词解释 1.Data：数据，是数据库中存储的基本对象，是描述事物的符号记录。 2.Database：数据库，是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。 3.DBMS：数据库管理系统，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、存储和管理数据、高效地获取和维护数据。 4.DBS：数据库系统，指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管 理系统、应用系统、数据库管理员（DBA）构成。 5.数据模型：是用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息的工具，是对现实世界的 模拟，是数据库系统的核心和基础；其组成元素有数据结构、数据操作和完整性约束。 6., 7.概念模型：也称信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。 8.逻辑模型：是按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。 9.物理模型：是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁 盘或磁带上的存储方式和存取方法，是面向计算机系统的。 10.实体和属性：客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体所具有的某一特性称为属性。 11.E-R图：即实体-关系图，用于描述现实世界的事物及其相互关系，是数据库概念模型设 计的主要工具。 12.关系模式：从用户观点看，关系模式是由一组关系组成，每个关系的数据结构是一张规 范化的二维表。 13.型/值：型是对某一类数据的结构和属性的说明；值是型的一个具体赋值，是型的实例。 14.数据库模式：是对数据库中全体数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等） 和特征（数据之间的联系以及数据有关的安全性、完整性要求）的描述。 15.· 16.数据库的三级系统结构：外模式、模式和内模式。 17.数据库内模式：又称为存储模式，是对数据库物理结构和存储方式的描述，是数据在数 据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。 18.数据库外模式：又称为子模式或用户模式，它是数据库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。通常是模式的子集。一个数据库可有多个外模式。 19.数据库的二级映像：外模式/模式映像、模式/内模式映像。 二、填空题 1.数据库系统由数据库、数据库管理系统、应用系统和数据库管理员构成。 2.数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等活动。 3.数据管理技术的发展经历了人工管理、文件系统、数据库系统3个阶段。 4.！
2015年4月高等教育自学考试全国统一命题考试 数据库系统原理试卷 (课程代码04735) 本试卷共4页，满分l00分，考试时间l50分钟。 考生答题注意事项： 1．本卷所有试题必须在答题卡上作答。答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸。2．第一部分为选择题。必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。3．第二部分为非选择题。必须注明大、小题号。使用0．5毫米黑色字迹签字笔作答。4．合理安排答题空间。超出答题区域无效。 第一部分选择题 一、单项选择题(本大题共l5小题，每小题2分，共30分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。 1．在文件系统阶段，所具有的独立性是 A．逻辑独立性 B．物理独立性 C．系统独立性 D．设备独立性 2．在数据库的三级模式中，描述数据库中数据的物理存储结构的是 A．内模式 B．外模式 C．逻辑模式 D．子模式 3．每个部门有多名职工，每名职工在一个部门任职，实体集部门与职工之间的联系是 A．一对一 B．一对多 C．多对一 D．多对多 4．有关系R(A，B，C)，主码为A；S(D，A)，主码为D，外码为A，参照R中的属性A。关系R和S的元组如下表所示。关系s中违反参照完整性规则的元组是 5．设有关系模式R(A，B，C，D)，F是R上的FD集，F={A→B，B→C，C→D}，则属性集BC 的闭包(BC)+为 A．BD B．BCD C．BC D．CD 6．设关系模式R的属性集是U，X是U的一个子集。如果x→U在R上成立，但对于X的任一真子集X1→U不成立，那么称X是R上的一个 A．候选键 B．超键 C．主键 D．外键 7．关系代数运算RNS等价于
数据库系统概论笔记 数据 (Data) ：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 数据的种类：文字、图形、图象、声音等 数据的特点：数据与其语义是不可分的 数据库 (Database,简称 DB) ：是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合 数据库的特征： 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 数据库管理系统（ Database Management System ，简称 DBMS ）：是位于用户与操作系统之间的一层数 据管理软件。 DBMS 的用途：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： 数据库的运行管理 保证数据的安全性、完整性、 多用户对数据的并发使用 发生故障后的系统恢复 数据库的建立和维护功能(实用程序) 数据库数据批量装载 数据库转储 介质故障恢复 数据库的重组织 性能监视等 数据库系统（ Database System，简称 DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。 数据库系统的构成 由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。 数据管理 对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题 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。 数据模型应满足三方面要求 能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现 数据模型分成两个不同的层次 (1)概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。 (2)数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。 客观对象的抽象过程--- 两步抽象
第1页（共 页） 第2页（共 页） 考试中心填写： 湖南大学课程考试试卷 湖南大学教务处考试中心 装 订 线 （答 案 不 得 超过此线 ） 湖南大学课程考试试卷 课程名称：数据库系统原理；试卷编号： 试卷A ；考试时间：120分钟 一、填空（25分） 1、两段锁协议规定：（1）（ ），（2）（ ）。 2、数据库系统三级模式结构是指（ ），（ ），（ ）。二级映象是指（ ），（ ）。 3、数据保护也称数据控制，主要包括以下几个方面：（ ），（ ） ，并发控制和（ ）。 4、数据库模型组成三要素指：（ ），（ ），（ ）。 5、并发控制的单位是事务，定义事务的三条语句是（ ），（ ），（ ）。 6、数据库系统中实现安全控制的一般方法包括：（ ），（ ），审计，（ ），（ ）。 7、关系模型的三类完整性指：（ ）、（ ）和 （ ）。 8、在规范设计法中，数据库设计的核心和关键是（ ）和（ ）。 二、“学生—课程”数据库中包括三个表： （1） 学生表STUDENT 由学号(sno)、姓名(sname)、性别(ssex)、年龄(sage)、所在系 (sdept) 5个属性组成，即student(sno,sname,ssex,sage,sdept)，主码为(sno)。 （2） 课程表COURSE 由课程号(cno)，课程名(cname)，先修课号(cpno)，学分(ccredit)4 个属性构成，即course(cno,cname,cpno,ccredit)，主码为(cno)。 （3） 学生选课表SC 由学号(sno)，课程号(cno)，成绩(grade)3个属性组成，即 sc(sno,cno,grade)，主码为(sno,cno)。 （一）分别用关系代数语言和SQL 语言完成以下操作。（每小题4分） 1、查询课程号为“001”的学分。 2、查询选修了课程“数据库原理”的所有学生的学号。 3、查询选修了课程“数据库原理”的所有学生的姓名。 4、查询学生“李鹏”的年龄。 5、查询学生“李鹏”的成绩大于90分的课程名称。 （二）只用SQL 语言完成以下操作。（每小题2分） 6、查询课程“数据库原理”的所有选课记录。 7、查询课程“数据库原理”的平均成绩。 8、增加一新同学的记录（“2000001”，“陈东”，“男”，“IS ”，“19”）。 9、将学生2000089的年龄改为18岁。 10、 创建一个显示学号、姓名、课程号、课程名、分数的视图。 （三）用事务编一程序，删除学生“张红”及其选课记录。（5分） 三、关系模式slc(sno,sdept,sloc,cno,grade) 中Sno 表示学生学号,sdept 表示学生所属系名,sloc 表示学生住处,cno 表示课程号,grade 表示分数，各属性存在如下数据依赖关系：（15分） (sno,cno) --f-→ grade sno ----→ sdept (sno,cno) ---p → sdept sno ----→ sloc (sno,cno) ----→ sloc sdept ----→ sloc ---f-→表示函数依赖，---p →表示部分依赖，--→表示依赖。 请根据规范化理论对ＳＬＣ进行规范化,简述各步骤的理论依据及所形成的关系模式的优缺点。 四、简答 1、简述基本关系的性质？（5分） 2、简述数据库设计各阶段的主要工作内容。（１０分） 3、简述数据库模式结构。（１０分）
一、单选题（每题2分，共20分） 1、在数据库系统的三级模式结构中，用来描述数据的全局逻辑结构的是（） (1)子模式 (2)用户模式（3）模式（4）存储模式 2、在下列实体类型的联系中，一对多联系的是(2） （1）学校与课程的学习联系 （2）父亲与孩子的父子关系 （3）省与省会的关系（4）顾客与商品的购买关系 3、在关系模型中，实现关系中不允许出现相同的元组的约束是通过(2) (1)侯选键 （2）主键（3）外键 （4）超键 4、下列哪种运算不属于关系代数的基本运算（1） (1)连接 (2)笛卡尔积 (3) 相减 (4) 投影 5、在SQL中，可以用谓词EXISTS来测试一个集合中是否（4） (1)有相同元组存在 (2)为空集合(3) 有相同分量存在 (4) 为非空集合 6、设有关系r如图所示，则该关系最高为哪一级范式（3） A B C D (1) 1NF (2)2NF (3)3NF (4)BCNF A1 b1 c1 d2 A1 b2 c2 d4 A2 b1 c2 d1 A1 b3 c1 d4 7、设已经F={C->A,CG->D,CG->B,CE->A,ACD->B},从中去掉哪些函数依赖关系后得到的新的函数依赖集合F1与F等价的是（4） （1）C->A和CG->B (2) C->A 和ACD->B (3)CE->A 和ACD->B (4)CE->A和CG->B 8、ER图是一种直观表示何种模型的工具（3） （1）结构数据模型（2）关系数据模型 (3) 概念数据模型 (4)层次和网状模型 9、约束”年龄限制在18—30岁之间”属于DBMS的哪种功能（2） (1)安全性（2）完整性（3）并发控制（4）恢复 10、在对象联系图中，双线箭头表示对象间的(3) （1）函数值为多值 （2）属性值为多值 （3）泛化/细化联系（4）对象之间包含联系 二、判断题（每题2分，共10分） 1、对一个客观事物，可以用多种数据模型来描述（对） 2、设R、S是任意两个同类关系，U是R的关系框架中所有属性的集合，属性集A 3、数据库事务的原子性是指事物在执行过程中不能出现
《数据库原理及应用》复习题及参考答案 一、判断题 1．采用规范的方法，使分解后的模式属于第二或第三范式，只能保证无损连接，不能绝对保持依赖。（×） 2．原则上，两个不同的对象所具有的属性值不能相同，但在给定关系中的元组可以是完全相同的。（×） 3．概念设计可以独立于数据库管理系统。（√） 5．在视图中插入一个元组，该元组会同时插入到基本表中。（√） 6．对象查询语言中，可以用运算符ELEMENT从多个元素的聚集中提取单个元素。 （×） 7．对于表只能有惟一的主键码，但可有任意数量的UNIQUE属性或属性集。（√）8．如果一个关系没有一个属性能由所有其他属性函数决定，则该关系根本不存在非平凡函数依赖。（√） 9．超类可以自动继承子类的所有特性。（×） 二、选择题 1．实体联系模型属于（ D ）。 A. 层次模型 B. 网状模型 C. 关系模型 D 概念模型 2．在一个关系中，任意两个元组的值（ C ）。 A. 可以全同 B. 必须全同 C. 不能全同 D. 以上都不是4．SQL是（ C ）的缩写. A. Standard Query Language B. Select Query Language C. Structured Query Language D. 以上都不是 6．在数据库设计中,当合并局部E---R图时,职工在某一局部应用中被除数当作实体,而在另一局部应用中被除数当作属性,那么被称之为（ A ）冲突。 A.结构 B.命名 C.联系 D.属性 7．在关系中的各元组的（ B ）。 A.顺序不能任意排列,一定要按照输入的顺序排列 B.顺序可以任意排列 C.顺序一定要按照关键字段值的顺序排列
第一章复习题 一、单项选择题 1．在数据库系统中，当数据库的内模式发生改变时，应用程序也可以不变。这是（A ） A）物理数据独立性B）逻辑数据独立性 C）位置数据独立性D）存储数据独立性 2．在下面列出的数据模型中，哪一个是概念数据模型（D ） A）关系模型B) 层次模型C) 网状模型D) 实体-联系模型 3. 下面列出的数据管理技术发展阶段中，哪个(些)阶段数据不能保存在计算机中？（A ） Ⅰ.人工管理阶段 Ⅱ.文件系统阶段 Ⅲ.数据库阶段 A）只有ⅠB) 只有ⅡC) Ⅰ和ⅡD) Ⅱ和Ⅲ 4. 用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为（C ） A）网状模型B) 层次模型C) 关系模型D) 实体-联系模型 5. 下面列出的条目中，哪些是数据库技术的主要特点（A ） Ⅰ.数据共享度高 Ⅱ.数据的冗余小 Ⅲ.较高的数据独立性 Ⅳ.程序的标准化 A）Ⅰ、Ⅱ和ⅢB) Ⅰ和ⅡC) Ⅰ、Ⅱ和ⅣD) 都是 6. 数据库管理系统DBMS中用来定义逻辑模式、内模式和外模式的语言是（C ） A）DML B)C C)DDL D)Basic 7. 层次模型的典型代表是（A ）数据库管理系统。 A）IMS B)IBM C)DBTG D)ATM 8. 负责数据库系统的正常运行，承担创建、监控和维护数据库结构责任的是（C ） A）应用程序员B)终端用户 C)数据库管理员D)数据库管理系统的软件设计员 9. 在以下各条叙述中，正确的叙述有几条（B ） 1) 数据库避免了一切数据重复 2) 数据库减少了数据冗余 3) 数据库中，如果逻辑模式改变，则需将与其有关的外模式做相应改变，否则应用程序需改写 4) 数据库中的内模式如有改变，逻辑模式可以不变 A）1 B）2 C）3 D）4 10. 在三级模式之间引入两级映像，其主要功能之一是（A ） A）使数据与程序具有较高的独立性 B）使系统具有较高的通道能力 C）保持数据与程序的一致性 D）提高存储空间的利用率 11. 视图对应于数据库系统三级模式结构中的（A ） A）外模式B）逻辑模式C）内模式D）都不对应 12. 对数据库中数据可以进行查询、插入、删除、修改，这是因为数据库管理系统提供了（B ）A）数据库定义功能B）数据库操纵功能 C）数据库维护功能D）数据库控制功能 13. 1970年，美国IBM公司研究员E.F.Codd提出了数据库的（C ） A）层次模型B）网状模型C）关系模型D）实体联系模型 14. 具有数据冗余度小、数据共享、以及较高数据独立性等特征的系统是（B ） A）文件系统B）数据库系统C）管理系统D）高级程序 15. 在概念设计中的事物称为（A ） A）实体B）记录C）对象D）结点
1 全国2018年10月自学考试数据库系统原理试题 课程代码：04735 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．在数据库系统中，提供数据与应用程序间物理独立性的是( ) A ．外模式/模式映像 B ．模式/内模式映像 C ．外模式/内模式映像 D ．子模式/模式映像 2．对于实体集A 中的每一个实体，实体集B 中至少有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A 与实体集B 之间具有的联系是( ) A ．多对一 B ．一对多 C ．多对多 D ．一对一 3．数据库物理设计的任务不包括．．．( ) A ．优化模式 B ．存储记录结构设计 C ．确定数据存放位置 D ．存取方法设计 4．设有关系WORK （ENO ，CNO ，PAY ），主码为（ENO ，CNO ）。按照实体完整性规则( ) A ．只有ENO 不能取空值 B ．只有CNO 不能取空值 C ．只有PAY 不能取空值 D ．ENO 与CNO 都不能取空值 5．在关系模式R 中，函数依赖X →Y 的语义是( ) A ．在R 的某一关系中，若任意两个元组的X 值相等，则Y 值也相等 B ．在R 的一切可能关系中，若任意两个元组的X 值相等，则Y 值也相等 C ．在R 的某一关系中，Y 值应与X 值相等 D ．在R 的一切可能关系中，Y 值应与X 值相等 6．设R 是一个关系模式，F 是R 上的一个FD 集，R 分解成数据库模式ρ={R 1，…，R K }。如果对R 中满足F 的每一个关系r ，都有r=1R ∏(r)2R ∏(r) … k R ∏(r)，则称这个 分解ρ是( ) A ．无损分解 B ．损失分解