数据库系统工程师：数据库原理各章节简答题总结

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1、据库系统工程师：数据库原理各章节简答题总结数据库系统工程师：数据库原理各章节简答题总结 第一章数据库概论1. 人工管理阶段数据管理的特点：（1）数据不保存在机器中（2）无专用的软件对数据进行管理（3）只有程序的概念，没有文件的概念（4）数据面向程序2. 文件系统阶段数据管理的特点：（1）数据可长期保存在外存的磁盘上（2）数据的逻辑结构和物理结构有了区别（3）文件组织已呈多样化。有索引、链接和散列文件（4）数据不再属于某个特定的程序，可重复使用。3. 文件系统显露出三个缺陷：（1）数据冗余性（2）数据不一致性（3）数据联系弱4. 数据库阶段的管理方式具有以下特点：（1）采用复杂的数据模型表示数据

2、结构（2）有较高的数据独立性（3）数据库系统为用户提供方便的用户接口（4）系统提供四方面的数据控制功能（5）对数据的操作既可以以记录为单位，又可以以数据项为单位5. 数据描述三个领域之间的关系：从事物的特性到计算机中的数据表示，经历了三个领域：现实世 界、信息世界、机器世界。（1）现实世界：存在于人们头脑之外的客 观世界，称为现实世界。（2）信息世界：是现实世界在人们头脑中的反映。（3）机器世界：信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储。信息世界中数据描述的术语有：实体、实体集、属性、实体标识 符机器世界中数据描述的术语有：字段、记录、文件、关键码 它们的对应关系是：在数据库中每个概念都有类型

3、和值之区分， 类型是概念的内涵，值是概念的外延6. 数据描述的两种形式： 数据描述有物理描述和逻辑描述两种形式。物理数据描述指数据在存储设备上的存储方式，物理数据是实际 存放在存储设备上的数据。逻辑数据描述指程序员或用户用以操作的数据形式，是抽象的概 念化数据。数据管理软件的功能之一，就是要把逻辑数据转换成物理数据， 以及把物理数据转换成逻辑数据。7. 物理存储介质层次：8. 数据模型的种类： 目前广泛使用的数据模型可分为两种类型：概念数据模型、结构 数据模型概念数据模型：是独立于计算机系统的模型，完全不涉及信息在 系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构;它是现实世界的第一层抽

4、象，是用户和数据库设计人员之间进行 交流的工具;这一类中著名的模型是“实体联系模型”，简称“ER”模型。 结构数据模型：是直接面向数据库的逻辑结构;它是现实世界的第二层抽象，涉及到计算机系统和数据库管理系 统;这一类中的例子有层次、网状、关系、面向对象等模型。9. 结构数据模型的三个组成部分： 数据结构、数据操作、数据完整性约束是结构数据模型的三个组 成部分。数据结构：是指对实体类型和实体间联系的表达和实现数据操作：是指对数据库的检索和更新（插、删、改）两类操作 的实现数据完整性约束：给出数据及其联系应具有的制约和依赖规则。10. 层次模型的特点：用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称

5、为层次模型。层次模型的特点是：记录之间的联系通过指针实现，查询效率较 高。缺点是：（1）只能表示 1:N 联系（2）由于树型结构层次顺序的严格复杂，引起数据的查询和更新 操作也很复杂，因此编写应用程序也很复杂。11. 网状模型的特点：用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模 型。网状模型的特点是：记录之间联系通过指针实现， M:N 联系也容 易实现，查询效率较高。缺点是：编写应用程序比较复杂，程序员必须熟悉数据库的逻辑 结构。12. 关系模型的特点：关系模型的主要特征是用二维表格结构表达实体集，用外键表示 实体间联系。特点是：关系模型与层次、网状的最大差别是用关键码而不是用 指

6、针导航数据，表格简单，用户易懂，编程时不涉及存储结构、访问 技术等细节。13. 数据库体系结构中的三级结构、两级映象： 数据库的体系结构分为三级：内部级、概念级、外部级。 外部级：最接近用户，是单个用户所能看到的数据特性。单个用 户使用的数据视图的描述称为“外模式”。概念级：涉及到所有用户 的数据定义，是全局的数据视图。全局数据视图的描述称为“概念模 式”。内部级：最接于物理存储设备，涉及到实际数据存储的结构。物 理存储数据视图的描述称为“内模式”。为实现这三个抽象级别的联系和转换，DBMS在级级结构之间提供两个层次的映象：外模式/模式映象，模式/内模式映象。14. 二级数据独立性：数据独立性

7、是指：应用程序和数据之间相互独立，不受影响。分 为物理独立性和逻辑独立性。（1）物理数据独立性：如果数据库的内模式要进行修改，即数据 库的存储设备和存储方法有所变化，那么模式/内模式映象也要进行相 应的修改，使概念模式尽可能保持不变。也就是对内模式的修改尽量 不影响概念模式。（2）逻辑数据独立性：如果数据库的概念模式要进行修改，如增 加记录类型或增加数据项，那么外模式/模式映象也要进行相应的修改， 使外模式尽可能保持不变。也就是概念模式的修改尽量不影响外模式 和应用程序。15. DBMS的主要功能：（1）数据库的定义功能：DBMS提供数据定义语言（DDL）定义 数据库的三级结构及其相互之间的映

8、象、完整性、安全控制等约束。（2 ）数据库的操纵功能：DBMS提供数据操纵语言（DML）实 现对数据库中数据的操作。（3 ）数据库的保护功能：DBMS对数据库的保护主要通过数据库 的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库的安全性 控制等四个方面实现。（4 ）数据库的存储管理：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个界面，其职责是把各种DML语句转换成低层的文件系统命令，起到数据的存储、 检索和更新的作用。（5 ）数据库的维护功能：DBMS中实现数据库维护功能的实用程 序主要有数据装载程序、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

9、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。16. DBMS的组成：DBMS是由两大部分组成：查询处理器和存储管理器。（1）查询处理器有四个主要成分：DDL编译器、DML编译器、 嵌入型DML的预编译器、查询运行核心程序。（2）存储管理器有四个主要成分：授权和完整性管理器、事务管 理器、文件管理器、缓冲区管理器。17. DBS的组成：DBS 是一个实际可运行的，按照数据库方法存储、维护和向应用 系统提供数据支持的系统，它是数据库、硬件、软件、数据库管理员（DBA ）的集合体。（ 1 ）数据库（ DB ） :是与一个特定组织各项应用有关的全部数据 的集合，由

10、应用数据的集合（物理数据库）、关于各级数据结构的描 述（描述数据库）两部分组成。（2）硬件：包括中央处理机、内存、输入输出设备、数据通道等 硬件设备。（3）软件：包括DBMS、OS、各种宿主语言和应用开发支持软 件等程序。（4）DBA:DBA是控制数据整体结构的人，负责DBS的正常运 行。18. DBS的全局结构：（1）数据库用户。可分为四类：DBA、专业用户、应用程序员、 终端用户（2 ） DBMS的查询处理器。包括四部分：DML编译器、嵌入型 DML的预编译器、DLL编译器、查询运行核心程序。（3 ） DBMS的存储管理器。包括四部分：授权和完整性管理器、 事务管理器、文件管理器、缓冲区管

11、理器。（4）磁盘存储器中的数据结构。包括四种形式：数据文件、数据 字典、索引文件、统计数据组织。第二章关系模型19. 超键、主键、候选键的定义：超键（super key）:在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。候选键（candidate key）:不含有多余属性的超键称为候选键。 （候选键可以有多个）主键（primary key ）:用户选作元组标识的一个候选键称为主键。（主键是候选键中一个）20. 关系模式、关系子模式和存储模式:关系模型基本上遵循数据库的三级体系结构。概念模式是关系模 式的集合，外模式是关系子模式的集合，内模式是存储模式的集合。（1）关系模式:关系模式实际上是记

12、录类型。它的定义包括:模 式名，属性名，值域名以及模式的主键。（2）关系子模式:是用户所 用到的那部分数据的描述。除了指出用户的数据外，还应指出模式与 子模式之间的对应性。（3）存储模式:关系存储时的基本组织方式是文件，元组是文件 中的记录。存储一个关系可以用散列方法或索引方法实现。如果关系 中元组数目较少，也可以用堆文件方式实现。21. 关系模型的三类完整性规则:（1）实体完整性规则:这条规则要求关系中元组在组成主键的属 性上不能有空值。（2）参照完整性规则:这条规则要求“不引用不存在的实体”。（3）用户定义的完整性规则:它反映某一具体应用涉及的数据必 须满足的语义要求。22. 参照完整性规

13、则的形式定义:如果属性集K是关系模式R1的主键，K也是关系模式R2的外键， 那么在R2的关系中，K的取值只允许两种可能，或者为空，或者等于 R1关系中某个主键值。此规则使用时还要注意三点:（1）外键和相应的主键可以不同名，只要定义在相同值域上即可。（2）R1和R2也可以是同一个关系模式，表示了属性之间的联系。（3）外键值是否允许空，应视具体问题而定。上述形式定义中，关系模式R1称为“参照关系”模式，R2称为 “依赖关系”模式。23. 关系模型的形式定义：24. 关系查询语言根据其理论基础的不同分为哪两类：关系代数语言：查询操作是以集合操作为基础运算的DML语言。 （非过程性弱）关系演算语言：查

14、询操作是以谓词演算为基础运算的DML语言。 （非过程性强）25. 关系代数中的操作有哪些？ 关系代数中的操作可分为两类： 传统的集合操作：并、差、交、笛卡尔积 扩充的集合操作：对关系进行垂直分割（投影）、水平分割（选择），关系的结合（联接、自然联接），笛卡尔积的逆运算（除法） 等。其中五个基本操作为：并、差、笛卡尔积、投影、选择。 四个常用组合操作为：交、连接、自然连接、除法 两种扩充的关系代数操作为：外连接和外部并26. 关系演算有哪两种： 关系演算可分为元组关系演算和域关系演算。前者以元组为变量，后者以属性（域）为变量。27. 什么是约束变量、自由变量：如果元组变量未使用存在量词或全称量词

15、符号定义，那么称为自 由元组变量，否则称为约束元组变量。约束变量类似于程序设计语言 过程内部定义的局部变量，自由变量类似于过程外部定义的外部变量 或全局变量。28. 什么是安全运算： 在数据库技术中，不产生无限关系和无穷验证的运算称为安全运算，相应的表达式称为安全表达式，所采取的措施称为安全约束。在关系演算中约定，运算只对表达式中公式在涉及到的关系的值 范围内操作。这样就不会产生无限关系和无穷验证问题，关系演算是 安全的。29. 为什么要对关系代数表达式进行优化：查询优化是由 DBMS 对关系代数表达式进行优化组合，以提高 DBMS 的系统效率。要对关系代数进行优化的原因是：由于关系代数 表达式是由关系代数操作组合而成。在关系代数操作中，执行笛卡尔 积和联接运算最费时间，并且在执行过程中将产生大量的中间结果， 以使系统执行效率较低。在执行前，由 DBMS 查询处理子系统先对关 系代数表达式进行优化，尽可能早地执行选择和投影操作，以得到较 小的中间关系，减少运算量和读外存块的次数，节省系统的执行时间， 提高执行效率。30. 简述查询优化的优化策略：（1）在关系代数表达式中尽可能早地执行选择操作。（2）把笛卡尔积和随后的选择操作合并