数据库系统全面概述(doc 33页)
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《数据库系统》选择题及答案“数据库系统”选择题1。
数据库概述1。
下面对数据库的描述是正确的(c)a。
数据库是DBF文件b。
数据库是关系c。
数据库是结构化数据集d。
数据库是一组文件2。
数据独立性指的是(c)a。
数据取决于程序b。
程序依赖于数据c。
数据不依赖于程序d。
程序不依赖于数据3。
以下对数据库管理员职责的描述是不正确的(c)a。
数据库管理员是数据库系统的超级用户,负责控制和管理每个用户的访问权限。
数据库管理员负责监控数据库的运行。
数据库管理员负责前端应用程序的开发。
d。
数据库管理员负责在数据库系统出现故障时进行恢复。
4.数据库管理系统指的是(c)a。
数据库b .数据库系统c .数据库管理系统d .数据处理系统5。
具有低数据冗余、数据共享和高数据独立性的系统是(b)A.文件系统b .数据库系统c .操作系统d .高级程序6。
数据管理软件的下一层是(d)a数据库系统b数据库c管理信息系统d数据库管理系统7。
在数据库系统中,逻辑数据和物理数据可以相互转换。
该功能由(c)a .操作系统b .信息管理系统c .数据库管理系统d .文件系统8执行。
数据库中所有数据的总体逻辑结构的描述被视为数据库的(d)a。
存储模式b .子模式c .外部模式d .模式9。
用户看到的数据部分的本地逻辑结构的描述是(b)A.存储模式b .子模式c .概念模式d .模式10。
文件系统和数据库系统之间最大的区别是(d)A.数据共享b。
数据独立性c。
数据冗余d .数据结构11。
关于信息和数据,以下讨论是正确的(d)a。
信息不同于数据,但没有联系。
信息是数据的载体。
相同的信息以相同的数据形式d表示。
数据处理本质上是信息处理12。
描述事物本质的最小数据单位是(c)a。
记录b .文件c .数据项d .数据库13。
几个记录的集合称为(d)A.数据b。
数据库c。
数据项d .文件14。
数据库系统中的软件是指(a)a。
数据库管理系统b .应用c .数据库d .数据库管理员15。
数据库系统概念概述及内容总结1. 引言1.1 概述数据库系统是指由数据库、数据库管理系统(DBMS)和应用程序组成的,用于存储和管理大量结构化数据的软件系统。
近年来,随着信息技术的迅猛发展,数据库系统在各个行业中得到了广泛应用。
无论是电子商务、金融、医疗还是制造业等领域,都离不开高效可靠的数据库系统。
本文将围绕数据库系统概念展开讨论,从定义和基本原理、组成部分以及数据模型等方面进行介绍。
同时,还会探讨数据库系统的功能,包括数据管理和存储、数据访问与查询以及数据安全与完整性保护。
此外,文章还将对主要数据库系统类型和应用场景进行分析和比较。
关系型数据库管理系统(RDBMS)、非关系型数据库管理系统(NoSQL DBMS)以及分布式数据库管理系统(DDBMS)都将在这一部分中得到详细阐述。
最后,在结论与总结部分,我们将回顾本文所介绍的关键概念和内容要点,并对数据库系统的发展趋势进行思考。
同时也会展望未来数据库研究的方向,希望能够为读者提供全面而深入的了解和思考。
通过本文的阅读,读者将对数据库系统的基本概念有更清晰的认识,了解数据库系统的功能和特点,并能够掌握不同类型数据库系统的适用场景和优缺点。
同时,本文还将引发读者对未来数据库技术发展方向的思考,为相关研究工作提供指导与启示。
2. 数据库系统概念:数据库系统是指在计算机中存储、管理和组织数据的一种软件系统。
它通过使用数据模型来描述现实世界中的实体和它们之间的关系,并提供了对这些数据进行存储、访问和查询的功能。
2.1 定义和基本原理:数据库系统是由数据、数据库管理系统(DBMS)和用户组成的。
数据是数据库中存储的信息,可以表示各种实体、属性和关系。
数据库管理系统是负责管理数据库的软件,提供了对数据进行增加、删除、修改和查询等操作的接口。
用户可以通过DBMS与数据库进行交互,执行各种操作并获取所需信息。
数据库系统的基本原理包括三个方面:- 数据独立性:数据库系统将物理数据与逻辑数据相分离,使得应用程序可以独立于底层物理存储结构而访问或操作数据。
数据库系统的基础知识数据库系统是现代信息管理和数据处理的重要工具,它在各个领域都有广泛的应用。
深入了解数据库系统的基础知识,对于设计、管理和优化数据库系统具有重要意义。
本文将介绍数据库系统的相关概念、组成部分以及基本原理,帮助读者全面了解数据库系统的基础知识。
一、数据库系统的概念数据库系统是指将大量数据整合存储、管理和处理的系统。
它由数据库、数据库管理系统(DBMS)和应用程序组成,具有数据共享、数据独立和数据一致性等特点。
数据库系统采用结构化的方式来组织和管理数据,可以提供高效、安全、可靠的数据存取操作。
二、数据库系统的组成部分1. 数据库(Database):数据库是指存储有组织的数据集合,它包含多个表格(表)以及表之间的关系。
数据库可以分为关系型数据库、面向对象数据库和NoSQL数据库等类型,根据需求选择适合的数据库类型。
2. 数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS):DBMS是指用于管理和操作数据库的软件系统。
它负责数据的存取、维护、安全性控制和性能优化等工作。
常见的DBMS有Oracle、MySQL、SQL Server等。
3. 数据库应用程序(Application):数据库应用程序是指通过DBMS对数据库进行操作、管理和查询的软件。
它可以是自行开发的应用程序,也可以是商业软件或开源软件。
三、数据库系统的基本原理1. 数据模型:数据模型是数据库系统中描述数据结构和数据关系的方式。
常见的数据模型有层次模型、网络模型和关系模型。
关系模型是最常用的数据模型,采用二维表格的方式来组织数据,通过主键和外键建立表之间的关系。
2. 数据库设计:数据库设计是指根据需求和数据模型设计数据库结构和关系。
它包括实体-关系模型设计、属性定义、关系建立和范式化等过程。
优秀的数据库设计可以提高数据库的性能和可靠性。
3. 数据库查询语言:数据库查询语言是用户与数据库进行交互的方式。
第一部分基础理论第1章数据库概述1.试说明数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念。
数据:描述事务的符号记录数据库:存储数据的仓库数据库管理系统:用于管理和维护数据的系统软件数据库系统:计算机中引入数据库后的系统,包括数据库,数据库管理系统,应用程序,数据库管理员2.数据管理技术的发展主要经历了哪几个阶段?两个阶段,文件管理和数据库管理3.数据独立性指的是什么?应用程序不因数据的物理表示方式和访问技术改变而改变,分为逻辑独立性和物理独立性。
物理独立性是指当数据的存储结构或存储位置发生变化时,不影响应用程序的特性;逻辑独立性是指当表达现实世界的信息内容发生变化时,不影响应用程序的特性。
4.数据库系统由哪几部分组成?由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员组成。
第2章数据模型与数据库系统的结构1.说明实体一联系模型中的实体、属性和联系的概念。
实体是具有公共性质的并可相互区分的现实世界对象的集合。
属性是实体所具有的特征或性质。
联系是实体之间的关联关系。
2.数据库系统包含哪三级模式?试分别说明每一级模式的作用。
外模式、模式和内模式。
外模式:是对现实系统中用户感兴趣的整体数据结构的局部描述,用于满足不同用户对数据的需求,保证数据安全。
模式:是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,它满足所有用户对数据的需求。
内模式:是对整个数据库的底层表示,它描述了数据的存储结构。
3.数据库管理系统提供的两级映像的作用是什么?它带来了哪些功能?两级映像是外模式/模式映像和模式/内模式映像。
外模式/模式映像保证了当模式发生变化时可以保证外模式不变,从而使用户的应用程序不需要修改,保证了程序与数据的逻辑独立性。
模式/内模式映像保证了当内模式发生变化,比如存储位置或存储文件名改变,可以保持模式不变,保证了程序与数据的物理独立性。
两级印象保证了应用程序的稳定性。
第3章关系数据库1.试述关系模型的三个组成部分。
数据结构、关系操作集合、关系完整性约束2.解释下列术语的含义:(1)主码当一个关系有多个候选码时,选择一个作为主码(2)候选码当一个属性或属性集的值能够唯一标识一个关系的元组,而又不包含多余的元素,则称该属性或属性集为候选码。
数据库系统全面概述(doc 33页)第一章数据库系统概论本章目的在于使读者对数据库系统的基本知识能有一个较为全面的了解,为今后的学习和工作打下基础。
本章重点介绍了有关数据库结构和数据库系统组织的基本知识和基本概念,以及常见的三种类型的数据库系统的特点。
重点介绍关系数据库的有关知识。
1.1 数据管理技术发展史随着生产力的不断发展,社会的不断进步,人类对信息的依赖程度也在不断地增加。
数据作为表达信息的一种量化符号,正在成为人们处理信息时重要的操作对象。
所谓数据处理就是对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列工作全部过程的概述。
数据处理的目的就是使我们能够从浩瀚的信息数据海洋中,提取出有用的数据信息,作为我们工作、生活等各方面的决策依据。
数据管理则是指对数据的组织、编码、分类、存储、检索和维护,它是数据处理的一个重要内容中心。
数据处理工作由来以久,早在1880年美国进行人口普查统计时,就已采用穿孔卡片来存储人口普查数据,并采用机械设备来完成对这些普查数据所进行的处理工作。
电子计算机的出现以及其后其硬件、软件的迅速发展,加之数据库理论和技术的发展,为数据管理进入一个革命性阶段提供有力的支持。
根据数据和应用程序相互依赖关系、数据共享以及数据的操作方式,数据管理的发展可以分为三个具有代表性的阶段,即人工管理阶段、文件管理阶段和数据库管理阶段。
【1】人工管理阶段这一阶段发生于六十年代以前,由于当时计算机硬件和软件发展才刚刚起步,数据管理中全部工作,都必须要由应用程序员自己设计程序完成去完成。
由于需要与计算机硬件以及各外部存储设备和输入输出设备直接打交道,程序员们常常需要编制大量重复的数据管理基本程序。
数据的逻辑组织与它的物理组织基本上是相同的,因此当数据的逻辑组织、物理组织或存储设备发生变化时,进行数据管理工作的许多应用程序就必须要进行重新编制。
这样就给数据管理的维护工作带来许多困难。
并且由于一组数据常常只对应于一种应用程序,因此很难实现多个不同应用程序间的数据资源共享。
存在着大量重复数据,信息资源浪费严重。
【2】文件管理阶段这一阶段发生于六十年代,由于当时计算机硬件的发展,以及系统软件尤其是文件系统的出现和发展,人们开始利用文件系统来帮助完成数据管理工作,具体讲就是:数据以多种组织结构(如顺序文件组织、索引文件文件组织和直接存取文件组织等)的文件形式保存在外部存储设备上,用户通过文件系统而无需直接与外部设备打交道,以此来完成数据的修改、插入、删除、检索等管理操作;使用这种管理方式,不仅减轻进行数据管理的应用程序工作量,更重要地是,当数据的物理组织或存储设备发生变化时,数据的逻辑组织可以不受任何影响,从而保证了基于数据逻辑组织所编制的应用程序也可以不受硬件设备变化的影响。
这样就使得程序和数据之间具有了一定的相互独立性。
但由于数据文件的逻辑结构完全是根据应用程序的具体要求而设计,它的管理与维护完全是由应用程序本身来完成,因此数据文件的逻辑结构与应用程序密切相关,当数据的逻辑结构需要修改时,应用程序也就不可避免地需要进行修改;同样当应用程序需要进行变动时,常常又会要求数据的逻辑结构进行相应的变动。
在这种情况下,数据管理中的维护工作量也是较大的。
更主要的是由于采用文件的形式来进行数据管理工作,常常需要将一个完整的、相互关联的数据集合,人为地分割成若干相互独立的文件,以便通过基于文件系统的编程来实现来对它们的管理操作。
这样做同样会导致数据的过多冗余和增加数据维护工作的复杂性。
例如人事部门、教务部门和医务部门对学生数据信息的管理,这三个部门中有许多数据是相同的,如姓名、年龄、性别等,由于是各部门均是根据自己的要求,建立各自的数据文件和应用程序,这样不仅造成了大量的相同数据重复存储,而且在修改时,常常需要同时修改三个文件中的数据项,如修改学生年龄,此外若需要增加一个描述学生的数据项,如通讯地址,那么所有的应用程序就必须都要进行相应的修改。
除此之外,采用文件系统来帮助进行数据管理工作,在数据的安全和保密等方面,也难以采取有效的措施加以控制。
【3】数据库管理阶段1在不断改进和完善文件系统的过程中,从六十年代后期开始,人们逐步研究和发展了以数据的统一管理和数据共享为主要特征的数据库系统。
即在数据在统一控制之下,为尽可能多的应用和用户服务,数据库中的数据组织结构与数据库的应用程序相互间有较大的相对独立性等。
与以往前数据管理方法和技术相比,利用数据库系统来进行数据管理工作具有以下三个显著特点:(1)从整体角度组织数据数据库系统与文件系统的最大差别就在于前者在描述数据时,不仅仅是对数据本身进行描述,而且对数据之间的相互联系也进行了描述。
因此在组织数据时是从一个相对较高的整体角度进行的,而不是仅仅局限于个别的数据管理应用场合。
如前面提到的人事部门、教务部门和医务部门对学生数据的管理工作,在利用数据库系统来进行管理时,若从整体考虑,其数据的组织结构如图1.1所示。
学生信息数据公用部分人事部门学生数据专用部分教务部门学生数据专用部分医务部门学生数据专用部分图1.1 学生信息数据组织结构采用这种数据组织不仅可以有效地解决了文件系统的数据组织中所存在的数据冗余以及数据一致性维护的问题。
更主要的是它可以使人们从更高的全局角度出发,合理地组织数据,从而有利于更大范围内的数据资源的共享,提高信息的使用效率。
(2)数据可为多个应用服务正因为数据库中的数据是从整体角度进行组织的,因此,数据库中所存储的数据往往就不仅局限于只为一二个应用提供服务,而是在更大范围内为仅可能多的应用提供服务,如图1.1所示的一个数据库中所存储的数据,就至少可以为三个部门的应用提供服务。
而实际上如图1.1所示的数据组织结构仅仅只是一个学校数据管理数据库中的一小部分。
与此同时由于数据库系统是以多级(层)组织模式对数据进行组织的,各级(层)模式之间的映射是由数据库系统自己完成的,这就使得数据与程序之间可以具有较高的物理和逻辑相对独立性。
正是这一点,给数据库中的数据为多个应用提供服务奠定了基础。
事实上数据库的规模越大,所能够提供的应用服务就可以越多,也就越能体现出数据库在数据管理中的优势。
当然这只是相对而言,随着数据库中数据规模的扩大,数据库应用系统的制作和维护的工作也在迅速增加。
(3)有一个数据库系统的管理软件任何数据库系统都包含一个管理软件,即数据库系统的管理软件,通常又称为数据库管理系统,它负责统一管理数据库系统中所有数据资源,是数据库系统与用户应用之间的接口,通过它,用户可以不必要了解过多的计算机硬件、软件和数据库本身许多专业知识,更不用去了解数据库系统是如何完成数据管理工作的具体细节,如文件如何打开、关闭、读、写等等,就可以通过编写一些较为简单数据库应用程序,很方便地完成在较高级别逻辑组织基础上的数据管理工作。
除此之外,数据库管理系统还负责完成在对数据库进行并发访问时,保证数据一致性的并发控制工作;保证数据安全性的访问控制工作;以及在数据库系统出现故障时,提供保证数据一致性和完整性的恢复机制等诸多数据库系统本身的各种管理控制工作。
因此这里也可以看出,数据库管理系统功能的强弱及其各项性能指标的好坏,是衡量数据库系统质量的一个极其重要的因素。
利用数据库系统进行数据管理工作,不仅可以保证数据的物理组织结构和存储设备与数据库应用程序之间保持相互独立性;同时也可以保证数据的逻辑组织结构与数据库应用程序之间保持最大可能的相互独立性,即当数据的逻辑组织结构发生变化时,数据库应用程序的变动被限制在最小的范围内。
由此可大大地减少数据库应用程序的开发与维护的工作量。
在数据库管理阶段,根据数据库系统本身所支持的数据模型的特点及所采用的相应数据库系统技术,可以认为数据库管理到目前为止已发展经历了三代,即层次网状模型代、关系模型代和面向对象模型代。
(1)层次网状模型代:流行于六十至七十年代,在这一代中的数据库系统所支持的数据模型均是层次模型或网状模型。
世界上第一个数据库系统是于1964年由美国通用电气公司开发成功的IDS(Integrated Data Store),它就是基于网状模型的数据库系统。
IBM公司于六十年代末推出了第一个商品化的层次数据库系统IMS (Information Management Sytem),它们的出现与应用为数据库技术的发展奠定了基础。
(2)关系模型代:流行于七十至八十年代,在这一代中的数据库系统所支持的数据的数据模型均是关系模型。
以关系(表)形式组织数据。
1970年Codd提出了关系数据模型,由于其具有严格的数学基础,抽象级别较高,且简单清晰,便于理解应用。
到了七十年代末,出现了不少关系数据库系统,其中具有代表性应首推IBM公司推出的SQL/DS和DB2两个商品化关系数据库系统。
进行八十年代以后,关系数据库系统已成为数据库系统发展的主流,几乎所有新推出的数据库系统产品都是关系型的,它们中不仅有用于大型机和小型机数据库产品,而且有可用于微机的数据库产品。
市场上开始出现关系数据库的系列产品,这其中发行量较大且在我国用得较多的有Oracle、Sybase、Sysbase、Informix、FoxPro 等。
随着微机和计算机网络的广泛普及和应用,分布式数据库系统在八十年代后期,开始得到很大发展。
其理论和技术日趋成熟。
目前几乎所有分布式数据库系统均是关系型的,而且几乎所有主要关系数据库系统均已被扩充为分布式数据库系统。
(3)面向对象代:开始九十年代,在这一代中的数据库系统支持面向对象的数据模型。
它是数据库技术与面向对象程序设计方法相结合的产物。
作为新一代数据库系统,现在已有了一些商品化系统。
但其具体应用尚不多。
1.2 数据库系统本节主要介绍有关数据库结构和数据库系统组织的一些基本知识和概念,使读者对数据库系统的内涵有一个较为清楚的认识。
1.2.1 数据库系统概念由于数据库系统是一个由许多基本概念、技术方法和其应用对象所组成的复杂的有机整体。
很难用一两句话将其描述清楚。
但为了使读者对它有一个总体的了解,首先这里我们试着给出一个关于数据库系统的定义,即数据库系统中的数据库是一个已被规格化和结构化且相互关联的数据集合,这些数据中不存在有害的或无意义的冗余;数据的组织与存储结构与使用这些数据的程序相互独立;数据库中的数据可同时为多个应用服务;数据库中的数据定义、输入、修改和检索等所有操作均是按一种公用的且可控的方式进行。
根据这一数据库定义以及实际应用的具体数据库系统的情况,我们可以认为一个数据库系统实际上是由三部分内容组成,它们是数据库、多种应用和数据库管理系统。
这三部分之间的相互关系如图1.2所示。