数据库考试概要

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1、第1章 数据库基础知识1. 信息与数据（1）信息、信息特征及作用信息就是新的、有用的事实和知识。信息具有四个基本特征：1) 内容是关于客观事物或思想方面的知识；2) 有用的，它是人们活动的必需知识；3) 能够在空间和时间上被传递，在空间上传递信息称为信息通信，在时间上传递信息称为信息存储；4) 需要一定的形式表示，信息与其表现符号不可分离。信息的作用：1) 提高人们对事物的认识，减少人们活动的盲目性；2) 社会机体进行活动的纽带，社会的各个组织通过信息网相互了解并协同工作，使整个社会协调发展；3) 管理活动的核心。（2）数据、数据和信息的关系及数据的特征数据是用于载荷信息的物理符号。数据的4个

2、特征：1) 数据有“型”和“值”之分。2) 数据受数据类型和取值范围的约束。3) 数据有定性表示和定量表示之分。4) 数据应具有载体和多种表现形式。（3）数据处理及分类1) 数据管理：收集信息、将信息用数据表示并按类别组织保存，在需要的时候能够提供数据；2) 数据加工：对数据变换、抽取和运算，得到更有用的数据，指导或控制人的行为或事物的变化；3) 数据传播：在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改变数据的结构、性质和内容，使更多的人得到信息。2. 数据管理及内容数据管理是其他数据处理的核心和基础。 组织和保存数据，即将收集到的数据合理地分类组织，将其存储在物理载体上，使数据能够长期地被保存；进

3、行数据维护，即根据需要插入新数据、修改原数据和删除失效数据的操作；提供数据查询和数据统计功能，以便快速地得到需要的正确数据，满足各种使用要求。3. 数据库及数据库中数据的性质数据库（DB）是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。数据库方法与文件方法相比，具有以下两个特征。1) 数据库中的数据具有数据整体性。2) 数据库中的数据具有数据共享性。 不同的用户可按各自的用法使用数据库中的数据。 多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。4. 数据库管理系统与数据库应用系统数据库管理系统（DBMS）是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询

4、和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。凡使用数据库技术管理数据的系统都称为数据库应用系统。一个数据库应用系统应携带有足够的数据量。数据库应用系统可以被划分为数据传递系统、数据处理系统和管理信息系统。管理信息系统及特点1) 信息管理系统是以数据库技术为基础的。2) 信息管理系统一般采用功能选单方式控制程序。3) 信息管理系统的功能模块大致相同。数据库系统特点一个数据库系统应由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、应用软件和数据库管理员等5部分构成。手工管理数据阶段1) 手工管理阶段不保存大量的数据。2) 手工管理阶段没有软件系统对数据进行管理。3) 手工管理阶段基本上没有“文

5、件”概念。4) 手工管理阶段一组数据对应一个程序。文件管理阶段的数据管理特点1) 管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外存中。2) 文件系统有专门的数据管理软件提供有关数据存取、查询及维护功能。3) 文件系统中的数据文件已经具有多样化。4) 文件系统的数据存取是以记录为单位的。文件系统在数据管理上的主要缺点1) 文件系统的数据冗余度（Redundancy）大。2) 文件系统中缺乏数据与程序独立性。 文件系统中的数据文件是为某一特定应用服务的，数据文件的可重复利用率非常低。 当数据的逻辑结构改变时，必须修改它的应用程序，同时也要修改文件结构的定义。3) 应用程序的改变将影响到文件数据结构

6、的改变。数据库系统管理数据特点1. 数据库设计时面向数据模型对象2. 数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高1) 系统现有用户或程序可以共同享用数据库中的数据。2) 当系统需要扩充时，新用户或新程序还可以共享原有的数据资源。3) 多用户或多程序可以在同一时刻共同使用同一数据。数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性(1)数据的物理独立性（Physical Data Independence） 应用程序对数据存储结构（也称物理结构）的依赖程度。数据物理独立性高是指当数据的物理结构发生变化时，应用程序不需要修改也可以正常工作。 (2) 数据的逻辑独立性（Logical Data Independ

7、ence）应用程序对数据全局逻辑结构的依赖程度。数据逻辑独立性高是指当数据库系统的数据全局逻辑结构改变时，它们对应的应用程序不需要改变仍可以正常运行。数据库系统通过DBMS进行数据控制数据的安全性控制指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数据泄漏、破坏和更改。 数据的完整性控制指为保证数据的正确性、有效性和相容性，防止不符合语义的数据输入或输出所采用的控制机制。数据的并发控制指排除由于数据共享，即用户并行使用数据库中的数据时，所造成的数据不完整和系统运行错误问题。数据恢复通过记录数据库的日志文件和定期做数据备份，保证数据在受到破坏时，能够及时使数据库恢复到正确状态。数据库系统需要的硬件资源及对

8、硬件的要求1) 计算机内存要尽量大。2) 计算机外存也要尽量大。3) 计算机的数据传输速度要快。数据库系统的软件组成操作系统（OS）、数据库管理系统（DBMS）、主语言系统、应用程序软件和数据库。数据库系统的人员组成及数据库管理员的职责数据库系统的人员由开发人员、软件使用人员及软件管理人员组成。软件管理人员称为数据库管理员（DBA），职责为： 1) 参与数据库和应用系统的设计。2) 参与决定数据库的存储结构和存取策略的工作。3) 负责定义数据的安全性要求和完整性条件。4) 负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维护和数据恢复工作。5) 负责数据库的改进和重组。数据库管理系统的功能结构1.

9、数据定义功能：能够提供数据定义语言（简称DDL）和相应的建库机制。用户利用DDL可以方便地建立数据库。 2. 数据操纵功能：实现数据的插入、修改、删除、查询、统计等数据存取操作的功能。数据库管理系统通过提供数据操纵语言（DML）实现其数据操纵功能。3. 数据库的建立和维护功能：指数据的载入、转储、重组织功能及数据库的恢复功能;指数据库结构的修改、变更及扩充功能。4. 数据库的运行管理功能：包括并发控制、数据的存取控制、数据完整性条件的检查和执行、数据库内部的维护等。数据库的三级模式结构数据库的三级模式是逻辑模式、外模式（子模式）、内模式（物理模式）(1) 逻辑模式（Schema）及概念数据库

10、对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。以逻辑模式为框架的数据库为概念数据库。(2) 外模式（External Schema）及用户数据库 对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的描述。以子模式为框架的数据库为用户数据库。(3) 内模式（Internal Schema）及物理数据库 数据的内部表示或底层描述。以物理模式为框架的数据库为物理数据库。 数据库系统的二级映象技术及作用1) 外模式/模式的映象：定义并保证了外模式与数据模式之间的对应关系。2) 模式/内模式的映象及作用：定义并保证了数据的逻辑模式与内模式之间的对应关系。第2章 数据模型与概念模型信息的三种世界及其描述1.

11、信息的现实世界要管理的客观存在的各种事物、事务之间的相互联系及事物的发生、变化过程。(1)实体(Entity) 现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念。(2) 实体的特征(Entity Characteristic) 每个实体都有自己的特征，利用实体的特征可以区别不同的实体。(3) 实体集及实体集间的联系(Relation) 具有相同特征或能用同样特征描述的实体的集合。在信息世界中：实体的特征在头脑中形成的知识称为属性；实体通过其属性表示称为实例；同类实例的集合称为对象，对象即实体集中的实体用属性表示得出的信息集合；实体集之间的联系用对象联系表示。信息世界通过概念模型、过程模型和状态模型反映

12、现实世界，它要求对现实世界中的事物、事物间的联系和事物的变化情况准确、如实、全面地表示。信息的计算机世界1) 数据项(Item)：对象属性的数据表示。2) 记录(Record)：实例的数据表示。记录有型和值之分：记录的型是结构，由数据项的型构成；记录的值表示对象中的一个实例，它的分量是数据项值。3) 文件(File)：对象的数据表示，同类记录的集合。4) 数据模型（Data Model）：现实世界中的事物和相互联系数据化的结果就是数据模型。概念模型及其表示概念模型是对信息世界的管理对象、属性及联系等信息的描述形式。概念模型不依赖计算机及DBMS，它是现实世界的真实全面反映。2.2.1 概念模型

13、的基本概念1. 概念模型涉及的基本概念(1) 对象（Object）和实例（Instance） 现实世界中具有相同性质、服从相同规则的一类事物（概念）的抽象称为对象。对象中的每一个具体的事物（实体）为该对象的实例。(2) 属性（Attribute） 属性为实体的某一方面特征的抽象表示。(3) 主码（Primary Key）和次码(Secondary Key) 码能够惟一标识一个实体；不能惟一标识实体的属性叫次码。(4) 域（Domain）属性的取值范围称为属性的域。实体联系的类型(1) 两个实体集之间的联系1) 一对一联系（1:1）:设有两个实体集A和B，对于A中的每一个实体， B中至多有一个实

14、体与之联系；反之亦然。2) 一对多联系（1:n）:设有两个实体集A和B，对于A的每一个实体，B中有一个或多个实体与之联系；而对于B的每一个实体，A中至多有一个实体与之联系。3) 多对多联系（m:n）:设有两个实体集A和B，对于A的每一个实体，B中有一个或多个实体与之联系；反之亦然。多实体集之间的联系1) 多实体集之间的一对多联系。 设实体集E1,En，对于实体集Ej(j=1, n)中的一个给定实体，最多只和其他实体集Ei(ij)中的一个实体相联系，则称Ej与E1,En之间的联系是一对多的。2) 多实体集之间的多对多联系。 在两个以上的多个实体集之间，当一个实体集与其他实体集之间均存在多对多联系

15、，而其他实体集之间没有联系时，这种联系称为多实体集间的多对多联系。概念模型的表示方法1) 用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。2) 用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实体集连接起来。3) 用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，用线段分别与有关实体集连接起来，在线段旁标出联系的类型。如果联系具有属性，则该属性仍用椭圆框表示，仍需要用线段将属性与其联系连接起来。常见的数据模型2.3.1 数据模型概述1. 数据模型的三要素1) 数据结构：所研究的对象类型的集合。包括与数据类型、内容、性质有关的对象；与数据之间联系有关的对象。2) 数据操作：对数据库中各种数据对象允许执行的操作集合。包括操作对象和有关的操作规则两部分。3) 数据约束条件：一组数据完整性规则的集合。2. 常见的数据模型层次模型、网状模型和关系模型。在非关系模型中，实体集用记录表示，实体的属性对应记录的数据项（或字段）。实体集之间的联系转换成两两记录之间的联系。非关系模型