软件设计师培训_数据库(DB)

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1、软件设计师培训,历年考试对本章内容的考查情况,本章的重点程度：,2.数据库技术基础知识,大纲要求： 数据库管理系统的功能和特征 数据库体系结构（概念模式、外模式、内模式） 数据模型，ER图，第一范式、第二范式、第三范式 数据操作（集合运算和关系运算） 数据库语言（SQL） 数据库的控制功能（并发控制、恢复、安全性、完整性） 数据仓库和分布式数据库基础知识,2.1 数据库系统的基本概念 DB、DBMS和DBS的定义 DB (数据库) 是长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。 DBMS(数据库管理系统)是数据库系统中管理数据的软件系统。位于用户与操作系统之间的一层管理软件。 DB

2、S（数据库管理系统）在计算机系统中引入数据库后的系统。是数据库、硬件、软件、数据库管理员及用户的集合。,数据库管理系统的功能数据库的定义功能 DBMS提供数据定义语言(DDL)定义数据库的三级结构两级映象，定义数据的完整性、安全控制约束。数据库的操作 DBMS提供数据操作语言(DML)实现对数据库中数据的操 作。基本数据操作有：检索(查询)、和更新(插入、删除、修改)。,数据库的保护功能 DBMS对数据的保护主要通过四个方面实现，因而DBMS中包括四个子系统。数据库恢复数据库的并发控制数据库的完整性控制数据库的安全性控制,数据库存储管理 DBMS的存储管理子系统提供了数据库中数据和应用程序的一

3、个界面，DBMS存储管理子系统的职责是把各种DML语句转换成底层的与磁盘中数据打交道的操作系统的文件系统命令，起到数据的存储、检索和更新的作用。,5.数据库的维护功能数据装载程序备份程序文件重组织程序性能监控程序6. 数据字典（DD） 数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典。对数据库的操作都要通过访问DD才能实现。DD中还存放数据库运行的统计信息，例如记录个数、访问次数等。,【软件设计师考试2007年11月上午试题51】 在数据库系统中，数据的完整性约束的建立需要通过数据库管理系统提供的（51） 语言来实现。（51）A. 数据定义B. 数据操作 C. 数据查询D. 数据控制,A,2.

4、2 数据库系统的体系结构三级结构两级映象 三级结构：外模式、概念模式、内模式 两级映象：外模式/模式映象、模式/内模式映象,三级结构： 外模式：单个用户使用到的那部分数据的描述。 概念模式：是用户定义的数据库中全部数据逻辑结构的描述。 内模式：是数据库在物理存储方面的描述，接近于物理存储设备，涉及到实际数据存储的结构。,两级映象 模式内模式映象：存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式和内模式之间的对应性。 外模式模式映象：存在于外部级和概念级之间，用于定义外模式和概念模式之间的对应性。,两级数据独立性 数据独立性是指应用程序和数据库的数据结构之间相互独立，不受影响。 数据独立性分成物理数据

5、独立性和逻辑数据独立性两个级别。 物理数据独立性：数据的内模式修改，模式内模式也要进行相应的修改，但概念模式尽可能保持不变。 逻辑数据独立性：数据的概念模式修改，外模式模式也要进行相应的修改，但外模式尽可能保持不变。,2.3 数据模型 数据模型:表示实体类型及实体间联系的模型. 根据模型应用的不同目的可以将模型化分为概念数据模型和结构数据模型 概念模型 ER模型（实体联系模型） 结构数据模型 层次模型、网状模型、关系模型,按用户的观点对数据和信息建模的,按计算机的观点对数据建模的，直接面向数据库的结构,概念模型 ER模型（实体联系模型） 实体间的联系：实体集内部以及实体集的联 系。包括一对一的

6、联系、一对多的联系、多对 多的联系。 描述实体间联系的模型称为实体联系模型 简称ER模型。,1,n,n,1,1,n,1,n,1,n,m,n,1,n,1,n,数据结构模型 数据库领域中常用的数据结构模型： 层次模型 网状模型 关系模型,【软件设计师考试2009年5月上午试题51】 采用二维表格结构表达实体类型及实体间联系的数据模型是 （51） 。 （51）A. 层次模型 B. 网状模型 C. 关系模型D. 面向对象模型,层次模型： 用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。,特点：1.有且只有一个结点无父结点；2.其它结点有且只有一个父结点；3.适用于一对多的实体联系。,层次模型的实例,特点

7、：1.任何一个结点可以有一个或一个以 上的父结点；2.任何一个结点可以没有父结点；3.适用于多对多的实体联系。,网状模型： 用有向图表示实体类型及实体间联系的数据模型.,网状模型的实例,关系模型： 用二维表格结构表达实体间的联系的数据模型,关系模型中的基本术语:关系：二维的数据表，它描述了实体之间的联系。元组（实体）：数据表中的每一行表示一个实体。属性（字段）：数据表中的每一列。域：属性的取值范围。关系模式：对关系的描述称为关系模式。 关系名（属性名1，属性名2，属性名n）例：学生（学号，姓名，性别，出生日期，籍贯，所在系）,超键(超码)：在关系模式中，能唯一标识元组的属性集。这个属性集可能含

8、有多余的属性。候选键(候选码)：能唯一标识元组，且又不含有多余的属性一个属性集，即超键中删除多余属性剩下的属性集。主键(主码)：从候选键中选择一个作为关系模式中用户使用的候选键称为主键。 例如：在关系模式（工号，姓名，年龄，性别，工资） （工号，姓名）是关系的一个超键； （工号）是候选键； （工号）是主键。,主属性：包含在任何候选键中的属性称为主属性。不包含在任何候选键中的属性称为非主属性。外键（外码）：当关系R中的某个属性（或属性组）虽然不是该关系的码，但却是另一个关系S的码，称该属性（或属性组）为R关系的外键。 全键（全码）：关系模型中所有属性都是这个关系的关键字 例：R（教师，课程，学生

9、）,例1：学生（学号，姓名，性别，年龄，系号） 系（系号，系名，系主任） 例2：选课（学号，课程号，成绩） 学生（学号， 姓名， 性别） 课程（课程号，课程名，学分）,外键,外键,【软件设计师考试2004年5月上午试题17、18】 已知关系R如下表所示，关系R的主属性为（17） ，候选关键字分别为 (18) 。(17) A.ABC B.ABD C.ACD D.ABCD(18) A.ABC B.AB 、AD C.AC、AD和CD D.AB、AD、BD的CD,D,D,【软件设计师考试2004年11月上午试题42-44】 假定每一车次具有唯一的始发站和终点站。如果实体“列车时刻表”属性为车次、始发站

10、、发车时间、终点站、到达时间，该实体的主键是 (42) ；如果实体“列车运行表”属性为车次、日期、发车时间、到达时间，该实体的主键是(43) 。通常情况下，上述“列车时刻表”和“列车运行表”两实体间 (44) 联系。(42)A.车次 B.始发站 C.发车时间 D.车次，始发站(43)A.车次 B.始发站 C.发车时间 D.车次，日期(44)A.不存在 B.存在一对一 C.存在一对多 D.存在多对多,A,D,C,关系模型的完整性约束（数据完整性） 数据完整性是用来确保数据库中数据的正确性和可靠性。 数据完整性包括：实体完整性：主键的取值必须唯一，并且不能为空。 域完整性：保证数据的取值在有效的范

11、围内。参照完整性：参照完整性是通过主键和外键来保证相 关联的表间数据保持一致，避免因一个表的数据修 改，而导致关联生效。,【软件设计师考试2006年5月上午试题48】某数据库中有：员工关系E（员工编号，姓名，部门）产品关系P（产品编号，产品名称，型号，尺寸，颜色）；仓库关系W（仓库编号，仓库名称，地址，负责人编号）；库存关系I（仓库编号，产品编号和产品数量） 若要求仓库关系的负责人引用员工关系的员工编号，员工关系E的员工编号、仓库关系W的仓库编号和产品关系P的产品编号不能为空且惟一标识一个记录，并且仓库的地址不能为空，则依次要满足的完整性约束是 （48） 。,（48） A. 实体完整性、参照完

12、整性、用户定义完整性 B. 参照完整性、实体完整性、用户定义完整性 C. 用户定义完整性、实体完整性、参照完整性 D. 实体完整性、用户定义完整性、参照完整性,【软件设计师考试2006年5月上午试题48】 在数据库系统中，数据的完整性约束的建立需要通过数据库管理系统提供的（51） 语言来实现。（51）A. 数据定义 B. 数据操作 C. 数据查询 D. 数据控制,2.4 数据操作 关系数据库的数据操作语言（DML）的语句分成查询语句和更新语句两大类。查询语句用于描述用户的各种检索要求；更新语句用于描述用户进行插入、删除、修改等操作。关于查询的理论称为“关系运算理论”。 关系查询语言根据其理论基

13、础的不同分成两大类： 关系代数语言：查询操作是以集合操作为基础的DML语言。 关系演算语言：查询操作是以谓词演算为基础的DML语言。,关系代数 关系代数的五个基本操作 并、差、笛卡尔积、投影、选择 关系代数的四个组合操作 交、联接、自然连接、除法 关系演算 元组关系演算 域关系演算,关系代数关系代数的五个基本操作（1）并（Union） 设关系R和S具有相同的关系模式，R和S的并是由属于R或属于S的元组构成的集合，记为RS。 形式定义如下： RSt | tR tS， t是元组变量，R和S的元数相同。,R,S,（2）差（Difference） 设关系R和S具有相同的关系模式，R和S的差是由属于R但

14、不属于S的元组构成的集合，记为RS。 形式定义如下： RS t | tR tS，R和S的元数相同。,R,S,（3）笛卡尔积 设关系R和S的元数分别为r和s。定义R和S的笛卡尔积是一个（r+s）元的元组集合，每个元组的前r个分量（属性值）来自R的一个元组，后s个分量来自R的一个元组，记为RS。 形式定义如下： RS t |t=trRtsS 若R有m个元组，S有n个元组，则RS有mn个元组。,R,S,（4）投影（Projection） 这个操作是对一个关系进行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的顺序。 设关系R是k元关系，R在其分量Ai1，Aim（mk，i1，im为1到k间的整数）上的投影用i1，im（R）表示，它是一个m元元组集合， 形式定义如下： i1，im(R) t| tti1，timt1，tkR ,例如，3，1（R）表示关系R中取第1、3列，组成新的关系，新关系中第1列为R的第3列，新关系的第2列为R的第1列。 如果R的每列标上属性名，那么操作符的下标处也可以用属性名表示。例如，关系R（A，B，C），那么C，A（R）与3，1（R）是等价的。,