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1、计算机等级考试 公共基础知识 数据库设计基础1计算机二级考试公共基础知识大纲 q 数据结构与算法q 程序设计基础q 软件工程基础q 数据库设计基础这四个方面在试卷中出现的情况是：选择题 10个 （20分），填空题5个（10分），总分值占到了试 卷卷面分的30，是一个不小的比例。 2数据库设计基础数据库设计基础uu数据：数据：实际上就是描述事物的符号记录。u数据的特点：有一定的结构，有型与值之分。数据的 型给出了数据表示的类型，如整型、实型、字符型等。 而数据的值给出了符合给定型的值，如整型（INT）值 15。3uu数据库数据库：是数据的集合，具有统一的结构形式并存放 于统一的存储介质内，是多种
2、应用数据的集成，并可被 各个应用程序共享。 u数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的， 具有集成与共享的特点，亦即是数据库集中了各种应用 的数据，进行统一的构造和存储，而使它们可被不同应 用程序所使用。 4uu数据库管理系统数据库管理系统：一种系统软件，负责数据库中的数 据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务 等，是数据库的核心。（1）数据模式定义：即为数据库构建其数据框架； （2）数据存取的物理构建：为数据模式的物理存取与构 建提供有效的存取方法与手段； （3）数据操纵：为用户使用数据库的数据提供方便，如 查询、插入、修改、删除等以及简单的算术运算及统计 ； （4）数据的完整
3、性、安生性定义与检查； （5）数据库的并发控制与故障恢复； （6）数据的服务：如拷贝、转存、重组、性能监测、分 析等。5为完成以上六个功能，数据库管理 系统提供以下的数据语言： （1）数据定义语言(DDL)：负责数据的模式定义与数据的物理存取 构建；（2）数据操纵语言(DML)：负责数据的操纵，如查询与增、删、改等； （3）数据控制语言(DCL)：负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并 发控制、故障恢复等。6u数据库管理员（DBA）：对数据库进行规划、设计、 维护、监视等的专业管理人员。 7uu数据库系统数据库系统：由数据库（数据）、数据库管理系统（ 软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（
4、硬件）、 软件平台（软件）五个部分构成的运行实体。u数据库技术的根本目标是解决数据的共享问题。 8uu数据库应用系统数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界 面三者组成。9数据库系统10常见的关系数据库管理系统小型数据库： Visual FoxPro （以后简称 为VFP） Access (office套件中的一 个) Paradox 大型数据库： Oracle Informix SYBASE SQL server 等 11（1）数据库管理系统提供的数据语言中，负责数据 的增、删、改和查询的是 【1】 。 (2)负责数据库中查询操作的数据库语言是 A)数据定义语言 B)数据管理语言 C)
5、数据操纵语言 D)数据控制语言 (3)数据库系统的核心是 【2】 。12数据库系统的发展u数据管理技术的发展过程n人工管理阶段(40年代中-50年代中)n文件系统阶段(50年代末-60年代中)n数据库系统阶段(60年代末-现在)13人工管理阶段文件系统阶 段数据库系统阶 段应用背景科学计算科学计算、管理大规模管理硬件背景无直接存取存储设备 外存（纸带 卡片 磁带 ）磁盘、磁鼓大容量磁盘软件背景没有操作系统有文件系统有数据库管理系统处理方式批处理联机实时处理、 批处理联机实时处理 分布处理 批处理数据管理技术的产生和发展14u（1）不属于数据管理技术发展三个阶段的是 A）文件系统管理阶段 B）高
6、级文件管理阶段 C）手 工管理阶段 D）数据库系统阶段 15数据库系统的基本特点u（1）数据的高集成性。 u（2）数据的高共享性与低冗余性。数据库系统可以减少数据冗余 ，但无法避免一切冗余。 冗余:在一个集合中的重复数据称为数据冗余。16u(3)数据独立性数据独立性是数据与程序间的互不依赖性，即数据库中数据独立于应用程序而不依赖于应用程序。也就是说，数据的逻辑结构、 存储结构与存取方式的改变不会影响应用程序。n物理独立性n指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是 相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变 。n逻辑独立性n指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的 。数据的
7、逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。数据库系统的基本特点17数据库系统的基本特点u(4)数据统一管理与控制。数据统一管理与控制主要包含以下三个方面：n1）数据的完整性检查：检查数据库中数据的 正确性以保证数据的正确。n2）数据的安全性保护：检查数据库访问者以 防止非法访问。n3）并发控制：控制多个应用的并发访问所产 生的相互干扰以保证其正确性。18数据库系统的三级模式结构数据库数据库-191模式（Schema）u模式（也称逻辑模式）n数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述n所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求u模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层n与数据的物理存储细节和硬件环境无关
8、n与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无 关202. 外模式（External Schema）u外模式（也称子模式或用户模式）n数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述n数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示213内模式（Internal Schema）u内模式（也称存储模式）n是数据物理结构和存储方式的描述n是数据在数据库内部的表示方式n记录的存储方式（顺序存储，B树存储， hash存储）n索引的组织方式n数据是否压缩存储n数据是否加密n数据存储记录结构的规定221外模式模式映象u定义外模式与模式之间的对应关系u每一个外模式都对应一个
9、外模式模式映象u映象定义通常包含在各自外模式的描述中23外模式模式映象的用途保证数据的逻辑独立性n当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式模式映象，使外模式保持不变n应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。242模式内模式映象u 模式内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。例如，说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的u 数据库中模式内模式映象是唯一的u 该映象定义通常包含在模式描述中25模式内模式映象的用途保证数据的物理独立性n当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式内模式映
10、象，使模式保持不变n应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。26u（1）数据独立性分为逻辑独立性和物理独立性。当总体 逻辑结构改变时，其局部逻辑结构可以不变，从而根据局部 逻辑结构编写的应用程序不必修改，称为 。 u（2）在下列模式中，能够给出数据库物理存储结构和物 理存取方法的是 A）外模式 B）逻辑模式 C）概念模式 D）内模式 u(3)数据库系统的三级模式不包括 A)概念模式 B)内模式 C)外模式 D)数据模式272. 数据模型数据模型（Data Model）是对客观事物及其 关系的数据描述。数据库中的数据模型可以将复杂的现实世界要求反映 到计算机数据库中
11、的物理世界。 现实世界 信息世界 计算机世界 数据模型是数据特征的抽象，从抽象层次上描从抽象层次上描 述了系统的述了系统的静态特征、动态行为和约束条件。 数据模型所描述的内容包含：数据结构、数据 操作和数据约束。281）数据结构：数据结构是所研究的对象类型 的集合，包括与数据类型、内容、性质有关 的对象，以及与数据之间联系有关的对象。 它用于描述系统的静态特性。 2）数据操作：数据操作是对数据库中各种对 象（型）的实例（值）允许执行的操作的集 合，包括操作的含义、符号、操作规则及实 现操作的语句等。它用于描述系统的动态特 性。 3）数据的约束条件：数据的约束条件是一组 完整性规则的集合。完整性
12、规则是给定的数 据模型中数据及其联系所具有的制约和依存 规则，用以限定符号数据模型的数据库状态 及状态的变化，以保证数据的正确、有效和 相容。29u数据库管理系统常见的数据模型 :层次模型 、网状模 型和关系模型三种。30层次模型（采用树型结构） 1）层次模型的基本结构是树形结构，具有以下特点：A、每棵树有且仅 有一个无双亲结点，称为根；B、树中除根外所有结点有且仅有一个双亲 。图1-4 层次模型示例31网络模型（采用无向图型结构）从图论上看，网状模型是一个不加任何条件限制的无向图 32关系模型（采用二维表结构）33关系数据模型关系数据模型u关系模型采用二维表来表示，简称表，由表框架 及表的元
13、组组成。一个二维表就是一个关系。 u关系数据库系统的特点之一是它建立在数据理论 的基础之上，有很多数据理论可以表示关系模型的 数据操作，其中最为著名的是关系代数与关系演算 。学号姓名性别出生日期入学成绩四级通过否计算机等级考试备注04001001尚杰男86-11-20520.5T一级级04001002余习习芳女86-12-26513.5F二级级04001057张轶张轶 一男86-01-09612.0T04002023陶红红莉女85-02-14535.0F二级级 341.关系的数据结构二维表由表框架与表元组组成。 表框架由n个命名的属性组成(n称为属性元素)。 每个属性有一个取值范围称为值域。
14、表框架对应了关系的模式，即类型的概念。 每行数据称为元组，一个元组由n个元组分量所组成 ，每个元组分量是表结构中每个属性的投影值。学号姓名性别出生日期入学成绩四级通过否计算机等级考试备注04001001尚杰男86-11-20520.5T一级级04001002余习习芳女86-12-26513.5F二级级04001057张轶张轶 一男86-01-09612.0T04002023陶红红莉女85-02-14535.0F二级级35一个二维表要满足下面7个性质就可称为一个关 系。 二维表中元组个数是有限的 二维表中元组均不相同 二维表中元组的次序可任意交换 二维表中元组的分量是不可分割的基本数据项 二维表
15、中属性名各不相同 二维表中属性与次序无关，可任意交换 二维表属性中的分量具有与该属性相同的值域二维维表关系模型VFP表文件 二维维表框架关系模式数据表结结构 行元组组记录记录元组组分量数据项项 列属性字段属性值值域字段值值域惟一标识元组的最小属性集称为该表的键(或码)，在VFP表 中称为主关键字36主码：或称为关键字、主键，简称码、键，表中的 一个属性或几个属性的组合、其值能唯一地标识表 中一个元组的，称为关系的主码或关键字。例如， 学生的学号。主码属性不能取空值。外部关键字：或称为外键，在一个关系中含有与另 一个关系的关键字相对应的属性组称为该关系的外 部关键字。外部关键字取空值或为外部表中对应的 关键字值。例如，在学生表中含有的所属班级名字 ，是班级表中的关键字属性，它是学生表中的外部 关键字。37数据模型 数据模型分为概念模型、逻辑数据模型和物理模型三 类： 1）概念数据模型：简称概念模型，是对客观世界复 杂事物的结构描述及它们之间的内在联系的刻画。概 念模型主要有：E-R模型(实体联系模型)、扩充的E-R 模型、面向对象模型及谓词模型等。 2）逻辑数据模型：又称数据模型，是一种面向数据 库系统的模型，该模型着重于在数据库系统一级的实 现。逻辑数据模型主要有：层次模型、网状模型、关 系模型、面向对象模型等。 3）物理数据模型：又称物理模型，它是一种面向
