数据库系统概论笔记_王珊版
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数据库系统概论第五版课后习题答案王珊版数据库系统概论是计算机科学与技术专业的一门重要课程,也是信息管理与信息系统专业的必修课程。
本课程的主要内容包括数据库系统的基本概念、数据库系统的体系结构、数据库设计与数据模型、关系数据库理论与应用、数据库编程与应用开发、数据库安全与完整性、数据仓库与数据挖掘等内容。
通过学习本课程,可以使学生掌握数据库系统的基本理论和技术,具备数据库设计、管理和应用开发的能力。
本文是针对数据库系统概论第五版课后习题答案王珊版的一篇解答文章。
本文将围绕课后习题的内容展开讨论,对每一个习题进行详细的解答和分析,希望能够帮助学生更好地掌握数据库系统概论的知识。
第一章数据库系统概述。
1.1 什么是数据库系统?数据库系统是由数据库和数据库管理系统(DBMS)组成的。
数据库是按照数据模型组织和存储的数据集合,而数据库管理系统是用来管理数据库的软件系统。
数据库系统的主要功能包括数据定义、数据操纵、数据控制和数据查询。
1.2 数据库系统的优点是什么?数据库系统具有数据共享、数据独立性、数据一致性、数据完整性、数据安全性和数据易维护等优点。
1.3 什么是数据模型?数据模型是用来描述数据、数据关系、数据语义和一致性约束的概念工具。
常用的数据模型包括层次模型、网络模型、关系模型和面向对象模型等。
1.4 数据模型的三级结构是什么?数据模型的三级结构包括外部模式、概念模式和内部模式。
外部模式是用户看到的数据视图,概念模式是数据库的全局逻辑结构,内部模式是数据库的存储结构和物理结构。
第二章关系数据库。
2.1 什么是关系数据库?关系数据库是以关系模型为基础的数据库。
在关系数据库中,数据以表的形式存储,每个表包含若干行和若干列,行表示记录,列表示字段。
2.2 什么是关系代数?关系代数是一种用来操作关系数据库的形式化语言。
它包括一组操作符,如选择、投影、连接、除法等,可以对关系进行操作。
2.3 什么是关系完整性约束?关系完整性约束是指在关系数据库中对数据进行约束的规则。
2 .使用数据库系统有什么好处?答:使用数据库系统的好处是由数据库管理系统的特点或优点决定的。
使用数据库系统的好处很多,例如,可以大大提高应用开发的效率,方便用户的使用,减轻数据库系统管理人员维护的负担,等等。
使用数据库系统可以大大提高应用开发的效率。
因为在数据库系统中应用程序不必考虑数据的定义、存储和数据存取的具体路径,这些工作都由 DBMS 来完成。
用一个通俗的比喻,使用了 DBMS 就如有了一个好参谋、好助手,许多具体的技术工作都由这个助手来完成。
开发人员就可以专注于应用逻辑的设计,而不必为数据管理的许许多多复杂的细节操心。
还有,当应用逻辑改变,数据的逻辑结构也需要改变时,由于数据库系统提供了数据与程序之间的独立性,数据逻辑结构的改变是 DBA 的责任,开发人员不必修改应用程序,或者只需要修改很少的应用程序,从而既简化了应用程序的编制,又大大减少了应用程序的维护和修改。
使用数据库系统可以减轻数据库系统管理人员维护系统的负担。
因为 DBMS 在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一的管理和控制,包括数据的完整性、安全性、多用户并发控制、故障恢复等,都由 DBMS 执行。
总之,使用数据库系统的优点是很多的,既便于数据的集中管理,控制数据冗余,提高数据的利用率和一致性,又有利于应用程序的开发和维护。
读者可以在自己今后的工作中结合具体应用,认真加以体会和总结。
3 .试述文件系统与数据库系统的区别和联系。
答:文件系统与数据库系统的区别是:文件系统面向某一应用程序,共享性差,冗余度大,数据独立性差,记录内有结构,整体无结构,由应用程序自己控制。
数据库系统面向现实世界,共享性高,冗余度小,具有较高的物理独立性和一定的逻辑独立性,整体结构化,用数据模型描述,由数据库管理系统提供数据的安全性、完整性、并发控制和恢复能力。
文件系统与数据库系统的联系是:文件系统与数据库系统都是计算机系统中管理数据的软件。
解析文件系统是操作系统的重要组成部分;而 DBMS 是独立于操作系统的软件。
第1章绪论1 .试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答:( l )数据( Data ) :描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算,处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛,表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元,也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人,还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 )数据库( DataBase ,简称 DB ) :数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
( 3 )数据库系统( DataBas 。
Sytem ,简称 DBS ) :数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成,一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统,数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”,不要引起混淆。
( 4 )数据库管理系统( DataBase Management sytem ,简称 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,用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统,是计算机中的基础软件。
目前,专门研制 DBMS 的厂商及其研制的 DBMS 产品很多。
第二章关系数据库1 .试述关系模型的三个组成部分。
答:关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2 .试述关系数据语言的特点和分类。
答:关系数据语言可以分为三类:关系代数语言。
关系演算语言:元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL:具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是,语言具有完备的表达能力,是非过程化的集合操作语言,功能强,能够嵌入高级语言中使用。
3 (略)4 .5 . 述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中,为什么外部码属性的值也可以为空?什么情况下才可以为空?答: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(F的每个属性值均为空值);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。
6.设有一个SPJ数据库,包括S,P,J,SPJ四个关系模式:1)求供应工程J1零件的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’(SPJ))2)求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3)求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO:πSno(πSno,,Pno(σJno=‘J1‘(SPJ))∞πPno(σCOLOR=’红‘(P)))4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO:πJno(SPJ)- πJNO(σcity=‘天津’∧Color=‘红‘(S∞SPJ∞P)5)求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO:πJno,Pno(SPJ)÷πPno(σSno=‘S1‘(SPJ))7. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。
答:连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。
内容说明王珊《数据库系统概论》(第5版)是我国高校采用较多的权威教材之一,无论指定参考书是否为该教材,对该教材的课后习题加以练习和掌握,非常有助于考生的复习和备考。
本册以王珊《数据库系统概论》(第5版)为依据,对课后习题进行了详细的分析与解答,并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。
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数据库系统概论第五版课后习题完整答案第1章课后习题1.1 填空题1.关系数据库是一种______数据库______。
•关系•层次•网络•面向对象2.数据库系统的三级模式结构是______外模式______、______模式______和______内模式______。
•外模式•模式•内模式•逻辑模式•子模式1.2 选择题1.下列关于数据库系统的描述中,正确的是______B______。
A. 数据库系统是由软件、硬件、数据、人员和存储设备等部分组成的系统。
B. 数据库系统是一种计算机软件,用于管理和组织数据的集合。
C. 数据库系统的主要目标是提供对数据的有效存储、管理和访问。
D. 数据库系统一般包括文件系统、数据库管理系统和应用系统三大部分。
2.关于数据库系统中的数据模型,以下选项中错误的是______B______。
A. 数据模型描述了有关数据的概念和结构,是数据库系统中数据定义的工具。
B. 数据模型只有一种,不能根据不同的需求选择合适的数据模型。
C. 常见的数据模型有层次模型、网络模型、关系模型和面向对象模型等。
D. 数据模型可以帮助人们理解和使用数据库系统中的数据。
1.3 简答题1.数据库系统的特点有哪些?答:数据库系统具有以下特点:•数据独立性:数据库系统通过数据与应用程序之间的逻辑独立性和物理独立性,使得应用程序与数据的存储结构和存取方式解耦,提高了应对数据结构和存储方式变化的灵活性和可维护性。
•数据共享性:数据库系统能够支持多个用户对数据的并发访问,实现数据的共享与共用,提高了数据的利用率和工作效率。
•数据一致性:数据库系统通过强制数据完整性约束的方式,保证了数据的一致性,避免了数据冗余和不一致的问题。
•数据持久性:数据库系统能够对数据进行长期的持久性存储,确保数据的安全性和可靠性。
•数据的高效管理:数据库系统通过采用高效的数据存储结构和存取方式,提高了数据的管理和处理效率。
2.数据库系统的三级模式结构是什么?答:数据库系统的三级模式结构包括外模式、模式和内模式。
第二章关系数据库1 .试述关系模型的三个组成部分。
答:关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2 .试述关系数据语言的特点和分类。
答:关系数据语言可以分为三类:关系代数语言。
关系演算语言:元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL:具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是,语言具有完备的表达能力,是非过程化的集合操作语言,功能强,能够嵌入高级语言中使用。
3 (略)4 .5 . 述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中,为什么外部码属性的值也可以为空?什么情况下才可以为空?答: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(F的每个属性值均为空值);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。
6.设有一个SPJ数据库,包括S,P,J,SPJ四个关系模式:1)求供应工程J1零件的供应商SNO:πSno(σJno=‘J1’(SPJ))2)求供应工程J1零件P1的供应商SNO:πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3)求供应工程J1零件为红色的供应商SNO:πSno(πSno,,Pno(σJno=‘J1‘ (SPJ))∞πPno(σCOLOR=’红‘(P)))4)求没有使用供应商生产的红色零件的工程号JNO:πJno(SPJ)- πJNO(σcity=‘’∧Color=‘红‘(S∞SPJ∞P)5)求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO:πJno,Pno(SPJ)÷πPno(σSno=‘S1‘(SPJ))7. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。
答:连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。
它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A,B属性值相等的那些元组自然连接是一种特殊的等值连接,它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组,并且在结果中把重复的属性列去掉。
第一部分:数据库系统概论(第四版)参考答案第1 章绪论1 .试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答:( l )数据(Data ) :描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算,处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛,表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是500 元,也可以表示一个学术会议参加的人数有500 人,还可以表示一袋奶粉重500 克。
( 2 )数据库(DataBase ,简称DB ) :数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
( 3 )数据库系统(DataBas 。
Sytem ,简称DBS ) :数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成,一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统,数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”,不要引起混淆。
( 4 )数据库管理系统(DataBase Management sytem ,简称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,用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析DBMS 是一个大型的复杂的软件系统,是计算机中的基础软件。
数据库系统概论第五版(王珊,萨师煊)课后习题答案第1 章绪论1 .试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答:( l )数据(Data ):描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算,处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛,表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是500 元,也可以表示一个学术会议参加的人数有500 人,还可以表示一袋奶粉重500 克。
( 2 )数据库(DataBase ,简称DB ):数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
(3 )数据库系统(DataBas 。
Sytem ,简称DBS ):数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成,一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统,数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库” ,不要引起混淆。
( 4 )数据库管理系统( DataBase Management sytem ,简称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,用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析DBMS 是一个大型的复杂的软件系统,是计算机中的基础软件。
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊版、试述关系模型的三个组成部分。
答:关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2 、试述关系数据语言的特点和分类。
答:关系数据语言可以分为三类:关系代数语言。
关系演算语言:元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL:具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是,语言具有完备的表达能力,是非过程化的集合操作语言,功能强,能够嵌入高级语言中使用。
3 (略)4 、5 、述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中,为什么外部码属性的值也可以为空?什么情况下才可以为空?答: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(F的每个属性值均为空值);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。
6、设有一个SPJ数据库,包括S,P,J,SPJ四个关系模式:1)求供应工程J1零件的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’(SPJ))2)求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3)求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO:πSno(πSno,,Pno(σJno=‘J1‘ (SPJ))∞πPno(σCOLOR=’红‘ (P)))4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO:πJno(SPJ)- πJNO(σcity=‘天津’∧Color=‘红‘ (S∞SPJ∞P)5)求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO:πJno,Pno(SPJ)÷ πPno(σSno=‘S1‘ (SPJ))7、试述等值连接与自然连接的区别和联系。
答:连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。
数据库系统概论第5版(王珊、萨师煊)课后答案第4章数据库安全性第4章数据库安全性1.什么是数据库的安全性答:数据库的安全性是指保护数据库以防⽌不合法的使⽤所造成的数据泄露、更改或破坏。
2.数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系答:安全性问题不是数据库系统所独有的,所有计算机系统都有这个问题。
只是在数据库系统中⼤量数据集中存放,⽽且为许多最终⽤户直接共享,从⽽使安全性问题更为突出。
系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要指标之⼀。
数据库的安全性和计算机系统的安全性,包括操作系统、⽹络系统的安全性是紧密联系、相互⽀持的。
CC评估保证级(EAL)的划分4.试述实现数据库安全性控制的常⽤⽅法和技术。
答:实现数据库安全性控制的常⽤⽅法和技术有:1)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。
5.什么是数据库中的⾃主存取控制⽅法和强制存取控制⽅法答:⾃主存取控制⽅法:定义各个⽤户对不同数据对象的存取权限。
当⽤户对数据库访问时⾸先检查⽤户的存取权限。
防⽌不合法⽤户对数据库的存取。
强制存取控制⽅法:每⼀个数据对象被(强制地)标以⼀定的密级,每⼀个⽤户也被(强制地)授予某⼀个级别的许可证。
第1章绪论1 .试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答:( l )数据( Data ) :描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算,处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛,表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元,也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人,还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 )数据库( DataBase ,简称 DB ) :数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
( 3 )数据库系统( DataBas 。
Sytem ,简称 DBS ) :数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成,一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统,数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”,不要引起混淆。
( 4 )数据库管理系统( DataBase Management sytem ,简称 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,用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统,是计算机中的基础软件。
目前,专门研制 DBMS 的厂商及其研制的 DBMS 产品很多。
1、数据库的定义数据库(Database,简记为DB),DB是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量相关数据的集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小冗余度、数据间联系紧密而又有较高的数据独立性等特点。
2、DBMS的功能数据库的定义功能;数据库的操纵功能;数据库运行管理功能;数据库的建立和维护功能3、数据库系统的构成数据库;数据库管理系统;应用系统;数据库管理员(DBA);用户4、数据管理技术的发展过程▪人工管理阶段(20世纪40年代中期--50年代中期)▪文件系统阶段(20世纪50年代末期--60年代中期)▪数据库系统阶段(20世纪60年代末期--现在)5、模型是对现实世界的模拟和抽象。
6、数据模型是现实世界中数据特征的抽象7、数据模型组成要素数据结构;数据操作;完整性约束条件8、逻辑模型层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型9、层次模型的优缺点优点:结构简单,易于实现;查询效率高。
缺点:不能表示两个以上实体型之间的复杂联系和实体型之间的多对多的联系;数据操纵不方便。
子结点的存取只能通过父结点来进行。
插入、删除复杂,父结点的删除导致子结点的删除,丢失必要的信息。
10、网状数据模型的优缺点优点▪更直接地描述现实世界,如一个结点可以有多个双亲▪具有良好的性能,存取效率较高缺点▪结构比较复杂,而且随着应用环境的扩大,数据库的结构就变得越来越复杂,不利于最终用户掌握▪DDL、DML语言复杂,用户不容易使用11、关系的完整性约束条件▪实体完整性(组成主码的属性不能有空值)▪参照完整性(不允许引用不存在的元组)▪用户定义的完整性(针对某一具体数据的约束条件,由应用决定)12、关系数据模型的优缺点优点▪建立在严格的数学概念的基础上▪概念单一▪关系模型的存取路径对用户透明缺点▪查询效率往往不如非关系数据模型▪增加了开发DBMS的难度。
13、外模式/模式映像:逻辑独立性模式/内模式映像:物理独立性14、选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种基本操作。
第二章关系数据库1 .试述关系模型的三个组成部分。
答:关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2 .试述关系数据语言的特点和分类。
答:关系数据语言可以分为三类:关系代数语言。
关系演算语言:元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL:具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是,语言具有完备的表达能力,是非过程化的集合操作语言,功能强,能够嵌入高级语言中使用。
3 (略)4 .5 . 述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中,为什么外部码属性的值也可以为空?什么情况下才可以为空?答: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(F的每个属性值均为空值);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。
6.设有一个SPJ数据库,包括S,P,J,SPJ四个关系模式:1)求供应工程J1零件的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’(SPJ))2)求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO:πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3)求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO:πSno(πSno,,Pno(σJno=‘J1‘(SPJ))∞πPno(σCOLOR=’红‘(P)))4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO:πJno(SPJ)-πJNO(σcity=‘天津’∧Color=‘红‘(S∞SPJ∞P)5)求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO:πJno,Pno(SPJ)÷πPno(σSno=‘S1‘(SPJ))7. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。
答:连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。
第一章绪论数据库系统概述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统数据(Data):数据库中存储的基本对象。
描述事物的符号记录成为数据。
数据的表现形式不能完全表达其内容,需要经过解释,数据和关于数据的解释(语义)是不可分的。
数据库(DB):严格地讲,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。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
数据库数据具有三个特点:永久存储、有组织、可共享。
数据库管理系统(DBMS):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主要功能:1.数据定义功能2.数据组织、存储和管理3.数据操纵功能4.数据库的事务管理和运行管理5.数据库的建立和维护功能6.其他功能(DBMS与网络中其他软件系统的通信功能;与另一个DBMS或文件系统的数据转换功能;异构数据库之间的互访和互操作功能等)数据库系统(DBS):数据库系统是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(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员(DBA)构成。
数据库技术的产生和发展对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护,是数据处理的中心问题。
数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统3个阶段。
人工管理阶段:科学计算;无直接存取存储设备;没有操作系统;数据处理方式是批处理。
特点:数据不保存、应用程序管理数据、数据不共享、数据不具有独立性。
文件系统阶段:科学计算、数据管理;磁盘、磁鼓存取存储;有文件系统;数据处理方式是联机实时处理和批处理。
特点:数据可以长期保存、由文件系统管理数据、但仍然存在数据共享性差,冗余度大、数据独立性差的缺点。
数据库系统阶段:进行大规模数据管理;有了大容量磁盘、磁盘阵列;有数据库管理系统;数据处理方式有联机实时处理、分布处理、批处理。
数据库系统的特点数据库系统与人工管理和文件系统相比的特点有:1.数据结构化数据库系统实现整体数据的结构化,这是数据库系统与文件系统的本质区别。
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3.表。
基本表(基本关系、基表):实际存在的表,是实际存储数据的逻辑表示查询表:是查询结果对应的表。
视图表:是由基本表或其他视图表导出的表,虚表,不对应实际存储的数据。
4.关系代数:用对关系的运算来表达查询。
关系代数运算的三个要素:1.运算对象:关系;2.运算结果:关系;3:运算符:四类选择运算是从行的角度进行的运算查询信息系(IS系)全体学生d Sdept = 'IS' (Stude nt)投影操作主要是从列的角度进行运算。
投影之后不仅取消了原关系中的某些列,而且还可能取消某些元组(避免重复行)查询学生的姓名和所在系,即求Student关系上学生姓名和所在系两个属性上的投影n Sname Sdept(Student)连接也称0连接:连接运算从R和S的广义笛卡尔积RX S中选取(R关系)在A 属性组上的值与(S关系)在B属性组上值满足比较关系的元组等值连接斤冈SRB=SSR%b z£在关系R中,A可以取四个值{al, a2, a3, a4}冃的象集为{(0,勺),(鸟,C3)» g Cj)}色的象集为{(爲,q),(如q)}角的象集为{(b v Q)}回的象集为{(饥・Q)}前(3。
上的投影为{(bl, c2), (b2, cl), (b2, c3)}只有马的象集包含了琏(5。
属性组上的投影所以R^S = {a]}交二RCS= R -连接:R X15 = o A0B(RXS)A&B除二RWS=肌X(R)-肌二31K(R)X31y(S)-R)[例10]查询选修了全部课程的学生号码和姓名。
31皿,eno(SC)三兀皿(Course)(Student)第四章什么是数据库的安全性k 数据库的安仝性是指保护数据库,防止因用户非法使用 敷据库造成数据泄露F 史改或破坏F数据用系统的安全保护措施是否有效是数据用系统土更数据库安全控制层次用户身份鉴别:静态口令鉴别,动态口令鉴别、生物特征鉴别、智能卡鉴别。
存取控制:定义用户权限。
合法权限检查。
自主存取控制:授予不同对象不同权限。
强制存取控制:数据库中的内容带有密级标记,只有具有相应标记的用户才能够访问。
■强制存取控制规则十当某一用户(或某一主休)以标记1恥1注册入系统时,系统要求他对任何客 体的存取必须遵循下面两条规则:(1) 仅当主体的许可证级别大于或等于客休的密级时,该主休才能读取相应的 客体;(2) 仅当主体的许可证级别等于客体的密级时,该主体才能写相应的客体口■修正规则严主休的许可证级别 <二客体的密级今主体能写客体DB迢跡DBMS奂作:青用户标识 -TT^£-J8»I1.数据库安全性控制。
■规则的共同点厂禁止了拥有高许可证级别的主体更新低密级的数据对象2.授权。
授权:----对属性列授权必须指出相应的属性列名。
on table Stude nt,Sc收回权限:revoke selecton table Stude nt,Sc仓U建角色、对角色进行授权、将角色授权给其他的角色或者用户、角色权限的收回。
创建角色:create role 角色1,角色2给角色授权:grant select,i nsert …on table Stude nt将角色授权给其他用户:gra nt 角色1收回角色权限:On table Stude ntFrom角色14.视图。
创建视图:Create view 视图 1AsSelect *From Stude nt第五章1.数据库完整性。
数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。
数据的正确性是指额数据是符合现实世界语义、反应当前实际状况的。
数据的相容性是指数据库同一对象在不同的关系表中的数据是符合逻辑的。
2•保障数据库的完整性。
提供定义完整性约束条件的机制。
提供完整性检查的方法。
进行违约处理。
数据完整性约束条件前文中已经讲述,此处不再赘述。
第六章1 .函数依赖。
若对于R(U)的任意一个可能的关系r , r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等, 而在Y上的属性值不等,则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”,记作X T Y可以从不同角度分类:•平凡函数依剌I与非平凡函数依赖・気全函数依赖与部分函数依赖■直按阴数依赖与传递函数依赖如果XT, fiYcX,则称XT是平凡的函数觴若果X*但Y抽则称XT是非平凡的函数依強如果X~Y*并且对于X的任何一个真子集F •都有X+匕则称Y完全函数依赖于X.记作X二Yo若X-Y*但Y不完全函数依赖于兀则称Y部分函数依赖于石记作X 4 Y.如果X—Y F Y—Z,且Y^X- YP,则称Z传谨函数依赖于几如果X -- Y,则Z直接依赖于X.一个低一级范式的关系模式,通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式的集合,这种过程叫做规范化。
1NF (第一范式)如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项,则R€ 1NF第一范式是对关系模式的最起码的要求。
不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库。
2NF:如果R€ 1NF,且每一个非主属性完全依赖于码,则R€ 2NF采用投影分解法将一个1NF的关系分解为多个2NF的关系3NF:如果R是2NF,且每个非主属性都不传递依赖于R的候选码,则R属于3NF。
2NF消除非主属性的部分依赖,3NF消除非主属性的传递依赖龙NF和3NE都是刈非主届性的要求,2NF要求每一个非主属亢全函数依赖于码:要求每一个非上属性既不部分依赖于码也不伎递依赖于码舟BCNF的定义:R eiNF,若LY且YQX时X必含有码,则,ReBCNFoBCNF不仅对非主属性有要求,而且也对主属性有要求如果一个关系模式只有两个属性构成,则该关系模式一定属于BCNF例:关系楔式SJP(S, J, P)中.S 是学生学号.J 是课程号.P 表示名次(没有并列名次》•毎一个学生选修每门课程的成绩 有一定的名次.由语义可得到网数依賴隼F 如下二卩二{ (S, J) —(J, P) 一S} 思考5指出该关系模式的候选码 指出主属性.非主属性 该关系棋式是否是3ZF? 该关系模式是否是BCNF?例:关糸模武STJ(S,T,J)中,S 是学生学号,T 表不教帅 编号,庠课稈号,每个教师只教一门课,每门课有若干 教师讲義,某一学生选定某门课,就对应一个固定的教师。
由语义可得到函数依赖集眈下:F={ (S, J) T, T 〜J} 思考.'指曲该关系模式的候选码 指出主属性.非主属性 该关系模式是否是3NF? 该关系模式是否是BCNE?有两个:(S,J) , (S,T)主属性:S. J. P :没有非主属性SJP F3NF SJP UBCNF1NF消除非主属性对码的部分函数依赖2NF消除非主属性対码的传递函数依赖3NF消除主属性对码的部分和传递函数依赖 BCNF■合并规则:由尸乙有4忆■伪传递规则:由沪Z,有鳩Z 。
■分解规则:由I 旳有心人x~z°有两个:(S,J)■ (J,P) 主属性:S 、J, P :没冇非主属性 SJP E3NF SJP eBCNFU= {A, B, C, D} ; F={A 一 B, BC — D}; 计算(AC)Q判断一个函数依赖在R 上是否成立R(A, B, C, D), F={A — B, BC — D}; 问:AC — D 是否在R_t 成立?第一种解决力法二计算看看AC-D 是否在其中。
该为法计 算量大,不可行° 第二种解决方法;如果AC-D 成立,则D —定属于(ACV ,因此, 首先计算(ACy ,如果De (ACV >则成立,否则,不成 立.由于(AC )F * ={A,B,C,D},所以AC->D 在R 上成立。