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1、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
2、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
3、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
4、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，
5、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
6、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
7、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 互之间的映象、完整性、安全控制等约束。（2）数据库的操纵功能：DBMS提
8、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
9、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，由应用数据的集 合(物理数据库)、关于各级数据结构的描述(
10、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 缓冲区管理器。(4) 磁盘存储器中的数据结构。包括四种形式：数据
11、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录类型。它的定义包括：模式名，属性名，值域名以
12、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. 参照完整性规则的形式定义：如果属性集K是关系模式R1的主键，K也
13、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：查询操作是以谓词演算为基础运算的
14、 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 符号定义，那么称为自由元
15、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成 F 联接运算。（3）同时计算一连串的选择和投影操作，以免分开运算造成多次扫描文件，从而能节省操作时间。（4
