数据库概论第三章(1)讲解
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数据库系统概论第五版课后答案第三章第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。
第一章数据库概论1.人工管理阶段,文件系统阶段,数据库阶段,高级数据库阶段(对象数据库技术,分布式数据库系统,开放数据库互连技术,xml数据库技术,现代信息集成技术)2.数据描述:概念设计中:实体,实体集,属性,实体标识符;逻辑设计中:字段,记录,文件,关键码;物理设计中:位,字节,字,块,桶,卷;3.概念模型,逻辑模型(层次,网状,关系,对象),外部模型,内部模型;4.三层模式(外模式,逻辑模式,内模式),两级映像(外模式/逻辑模式映像,逻辑模式/内模式映像)5.数据库系统:数据库,硬件,软件,数据库管理员第二章关系模型和关系运算理论1.超键:能唯一标识元组的属性或属性集。
候选键:不含有多余属性的超键主键:用户选作元祖标识的候选键。
外键:是其他模式的主键。
实体完整性规则,参照完整性规则,用户定义的完整性规则关系模式的三层体系结构:关系模式,子模式,存储模式2.关系代数的5个基本操作:并,差,笛卡尔积,投影,选择;关系代数的4个组合操作:交,连接,自然连接,除法。
关系代数的7个扩充操作:改名,广义投影,赋值,外连接,外部并,半连接,聚集操作3.关系代数表达式的启发式优化算法:尽可能早的执行选择操作;尽可能早的执行投影操作;避免直接做笛卡尔积第三章关系数据库语言SQL1.SQL的组成:数据定义语言,数据操纵语言,嵌入式,数据控制语言2.数据定义:数据类型ok,数据库,数据表,索引的创建等ok。
3.数据查询,数据更新ok。
4,视图,嵌入式,动态SQL语句,存储过程。
第四章关系数据库的规范化设计1.定义1:函数依赖:设有关系模式R(U),U为属性集,x、y为U的子集,函数依赖(FD)是形为X→Y的一个命题,只要r是R的当前关系,对r中任意两个元组t和s,都有t[X]=s[X]蕴涵t[Y]=s[Y],那么称FDX→Y在关系模式R(U)中成立。
定义2:如果X→Y和Y→X同时成立,则可记为X←→Y。
定义3:设F是在关系模式R上成立的函数依赖的集合,X→Y 是一个函数依赖。
数据库系统概论教案第一章:数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、发展历程和分类解释数据、信息、知识与数据之间的关系1.2 数据模型介绍实体-联系模型、关系模型、层次模型和网状模型等解释数据模型的概念和作用1.3 数据库系统的结构介绍数据库系统的三级模式结构:外模式、模式和内模式解释数据库管理系统(DBMS)的概念和功能第二章:关系数据库理论2.1 关系模型介绍关系模型的基本概念:关系、属性、元组和域解释关系代数和元组关系演算的概念2.2 关系的完整性约束介绍实体完整性、参照完整性和用户定义完整性解释完整性约束的作用和意义2.3 数据库设计介绍需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段解释数据库设计的方法和步骤第三章:SQL语言3.1 SQL概述介绍SQL语言的概念、特点和应用范围解释SQL语言的基本语法和操作3.2 数据定义语言介绍创建表、修改表和删除表的SQL语句解释数据类型、主键、外键和索引的概念3.3 数据操纵语言介绍插入、删除、更新和查询数据的SQL语句解释聚合函数、分组和排序等概念第四章:数据库查询优化4.1 查询优化概述介绍查询优化的目的和重要性解释查询优化的方法和策略4.2 查询优化技术介绍基于规则的优化和基于成本的优化等方法解释查询优化中的代价估算和执行计划等概念4.3 索引和查询优化介绍索引的概念、分类和作用解释索引的创建、维护和优化策略第五章:事务管理5.1 事务概念介绍事务的定义、属性(ACID)和类型解释事务的作用和意义5.2 事务管理机制介绍并发控制和一致性维护的机制解释锁定、死锁和事务隔离级别等概念5.3 事务编程介绍使用编程语言实现事务的方法解释事务的提交、回滚和恢复等操作第六章:数据库安全与保护6.1 数据库安全概述介绍数据库安全的重要性解释数据库安全策略和威胁类型6.2 访问控制介绍自主访问控制(DAC)和强制访问控制(MAC)解释角色Based 访问控制(RBAC)和属性基访问控制(ABAC)6.3 加密技术介绍对称加密和非对称加密的概念解释哈希函数和数字签名在数据库安全中的应用第七章:数据库备份与恢复7.1 备份策略介绍完全备份、差异备份和增量备份等备份策略解释备份的频率和时间点选择7.2 恢复机制介绍恢复基点和恢复策略解释使用备份文件进行数据恢复的步骤和注意事项7.3 灾难恢复介绍灾难恢复计划和数据中心的地理位置选择解释镜像站点和负载均衡在灾难恢复中的应用第八章:数据库性能调优8.1 性能调优概述介绍性能调优的目标和重要性解释性能调优的方法和策略8.2 查询优化介绍查询优化的方法和工具解释如何使用查询分析器分析查询执行计划8.3 系统参数调优介绍数据库系统参数的概念和作用解释如何调整系统参数以提高数据库性能第九章:分布式数据库系统9.1 分布式数据库概念介绍分布式数据库的定义和特点解释分布式数据库系统的架构和组件9.2 数据分布策略介绍垂直分区和水平分区的概念解释数据本地化和数据复制在分布式数据库中的应用9.3 分布式查询处理介绍分布式查询处理的挑战和解决方案解释分布式查询优化和数据一致性维护的策略第十章:数据库新技术与发展趋势10.1 云计算与数据库介绍云计算的概念和数据库在云计算中的应用解释云数据库服务的特点和优势10.2 大数据与数据库介绍大数据的概念和数据库在大数据处理中的应用解释NoSQL数据库和NewSQL数据库的特点和优势10.3 与数据库介绍的概念和数据库在中的应用解释数据库智能化和自动化查询推荐的概念重点和难点解析重点环节一:关系模型的基本概念和关系代数、元组关系演算补充和说明:关系模型是数据库理论的核心,掌握关系模型的基本概念是理解数据库操作的基础。
第一章:绪论数据库〔DB〕:长期存储在计算机、有组织、可共享的大量数据的集合。
数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储,具有娇小的冗余度、交稿的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
数据库管理系统〔DBMS〕:位于用户和操作系统间的数据管理系统的一层数据管理软件。
用途:科学地组织和存储数据,高效地获取和维护数据。
包括数据定义功能,数据组织、存储和管理,数据操纵功能,数据库的事物管理和运行管理,数据库的建立和维护功能,其他功能。
数据库系统〔DBS〕: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、数据库管理员构成。
目的:存储信息并支持用户检索和更新所需的信息。
数据库系统的特点:数据构造化;数据的共享性高,冗余度低,易扩大;数据独立性高;数据由DBMS统一管理和控制。
概念模型实体,客观存在并可相互区别的事物称为实体。
属性,实体所具有的*一特性称为属性。
码,唯一标识实体的属性集称为码。
域,是一组具有一样数据类型的值的集合。
实体型,具有一样属性的实体必然具有的共同的特征和性质。
实体集,同一类型实体的集合称为实体集。
联系两个实体型之间的联系一对一联系;一对多联系;多对多联系关系模型关系,元组,属性,码,域,分量,关系模型关系数据模型的操纵与完整性约束关系数据模型的操作主要包括查询,插入,删除和更新数据。
这些操作必须满足关系完整性约束条件。
关系的完整性约束条件包括三大类:实体完整性,参照完整性和用户定义的完整性。
数据库系统三级模式构造外模式,模式,模式模式:〔逻辑模式〕数据库中全体数据的逻辑构造和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。
一个数据库只有一个模式。
模式的地位:是数据库系统模式构造的中间层,与数据的物理存储细节和硬件环境无关,与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。
模式定义的容:数据的逻辑构造〔数据项的名字、类型、取值围等〕,数据之间的联系,数据有关的平安性、完整性要求外模式:〔子模式/用户模式〕数据库用户〔包括应用程序员和最终用户〕能够看见和使用的局部数据库和逻辑构造和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与*一应用有关的系统的逻辑表示。
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1章绪论本章介绍数据库系统的基本概念,包括数据管理的发展过程、数据库系统的组成部分等。
从中可以学习到为什么要使用数据库技术、数据库技术的重要性。
本章是后面各章节的准备和基础。
1.1 数据库系统概述1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统一、数据(Data)数据是数据库中存储的基本对象。
可以对数据做如下定义:描述事物的符号记录称为数据。
描述事物的符号可以是数字,也可以是文字、图形、图像、声音、语言等,数据有多种表现形式,它们都可以经过数字化后存入计算机。
二、数据库(DataBase,简称DB)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。
数据库数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。
三、数据库管理系统(DataBase Management System,DBMS)数据库管理系统的主要功能包括:1.数据定义功能DBMS提供数据定义语言(Data Definition Language,DDL),用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义。
2.数据组织、存储和管理DBMS要分类组织、存储和管理各种数据,包括数据字典、用户数据、数据的存取路径等。
3.数据操纵功能DBMS提供数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML),用户可以使用DML操纵数据,实现对数据库的基本操作,如查询、插入、删除和修改等。
4.数据库的事务管理和运行管理数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制,以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
5.数据库的建立和维护功能数据库初始数据的输入、转换功能,数据库的转储、恢复功能,数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。
四、数据库系统(DataBase System,DBS)数据库系统一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员构成。
数据库系统可以用图1-1表示。
数据库系统概论复习资料期中考试范围:CH1-CH6第一章绪论一选择题: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.数据库的概念模型独立于。
A.具体的机器和DBMS B.E-R图C.信息世界D.现实世界3.数据库的基本特点是。
A.(1)数据可以共享(或数据结构化) (2)数据独立性(3)数据冗余大,易移植(4)统一管理和控制B.(1)数据可以共享(或数据结构化) (2)数据独立性(3)数据冗余小,易扩充(4)统一管理和控制C.(1)数据可以共享(或数据结构化) (2)数据互换性(3)数据冗余小,易扩充(4)统一管理和控制D.(1)数据非结构化(2)数据独立性(3)数据冗余小,易扩充(4)统一管理和控制4. 是存储在计算机内有结构的数据的集合。
A.数据库系统B.数据库C.数据库管理系统D.数据结构5.数据库中存储的是。
A.数据B.数据模型C.数据以及数据之间的联系D.信息6. 数据库中,数据的物理独立性是指。
A.数据库与数据库管理系统的相互独立B.用户程序与DBMS的相互独立C.用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的D.应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立7. .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8.据库系统的核心是。
A.数据库B.数据库管理系统C.数据模型D.软件工具9. 下述关于数据库系统的正确叙述是。
A.数据库系统减少了数据冗余B.数据库系统避免了一切冗余C.数据库系统中数据的一致性是指数据类型一致D.数据库系统比文件系统能管理更多的数据10. 数将数据库的结构划分成多个层次,是为了提高数据库的。