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数据库的发展：传统阶段包括：1.人工管理阶段2、文件系统阶段3、数据库系统阶段高级数据库阶段：1.面向对象的数据库技术2.分布式数据库系统3.多媒体数据库4.XML数据库技术5.现代信息集成技术数据库的特征：①数据库中的数据有不同的组织形式。②数据库中数据的集成和共享。③数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。数据模型分为：层次模型网状模型关系模型三层模式：外模式、模式、内模式两级映射：1、外模式/模式映射2、模式/内模式映射用户级对应外模式，概念级对应模式，物理级对应内模式数据库在电子商务中的应用：1.银行业务系统2、超市业务系统3、空售票系统4、学校的教育管理系统5、企业的管理信息系统6、图书管理系统关系数据模型三个重要组成部分:关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束关系代数运算符：集合运算符：并、差、交、广义笛卡尔积四种运算符。专门的关系运算符：选择、投影、连接、除四种运算符。SQL查询：单表查询、多表查询、嵌套查询、集合查询RDBMS查询处理步骤：1.查询分析2.查询检查3.查询优化4.查询执行关系代数等价变换规则：1.结合律等价变换规则2.交换律等价变换原则3.选择运算串接规则4.投影运算串接规则5.选择与投影等价变换规则6.选择与笛卡尔乘积等价变换规则7.选择与并等价变换规则8.选择与差等价变换规则9.投影与笛卡尔积等价变换规则10.投影与并等价变换规则查询语法树优化特点：1.树中的叶节点表示关系2.树中的非叶结点表示操作3.树中的根节点表示最终操作.Armstrong公理:从已知的一些函数依赖，可以推导出另外一些函数依赖，这就需要一系列推理规则。函数依赖的推理规则最早出现在1974年W.W.Armstrong的论文里，这些规则常被称作“Armstrong公理”Amstrong公理的推论：推论①-合并规则：如果X→Y、X→Z，则X→YZ；推论②-分解规则：如果X→YZ，则X→Y、X→Z；推论③-伪传递规则：如果X→Y、YW→Z，则XW→Z。数据库设计的基本步骤:一、数据库设计的准备工作：选定参加设计的人1.系统分析人员、数据库设计人员2.用户和数据库管理员3.应用开发人员（程序员和操作员）二、数据库设计的过程(六个阶段)1.需求分析2.概念结构设计3.逻辑结构设计4.物理结构设计5.数据库实施6.数据库运行和维护数据库安全：影响数据库系统的安全因素：1.政策因素2.法律或社会因素3.硬件因素4.物理控制5.系统因素6.数据库系统因素完整性约束主要有：实体完整性约束、参照完整性约束、函数依赖约束、统计约束四类。事务的特性：原子性（Atomicity）.一致性（Consistency）.隔离性（Isolation）、持久性（Durability）锁类型：1.排他锁（X锁，写锁）2.共享锁（S锁，读锁）数据库系统面临的四个问题：1.事务故障2、系统故障3.介质故障4.计算机病毒转储：静态转储和动态转储海量转储和增量转储对于日志文件中每一条日志记录，包括以下内容：事物标识、操作类型、操作对象、更新前数据的旧值更新后数据的新值1.简述数据库的定义：数据库是存储在某种存储介质上的相关数据有组织的集合。数据库管理系统的功能是：（1）定义数据的结构（2）数据操纵功能（3）安全控制和并发控制（4）数据库的备份和恢复功能DBMS提供了备份数据库和恢复数据库的功能。目前市场上常用的数据库产品有：ORACLE、SQLSERVER、DB2文件系统与数据库系统之间的主要区别：文件系统中的文件之间不存在联系，因而从总体上看数据是没有结构的，而数据库中的文件是相互联系着的，并在总体上遵从一定的结构形式。数据库正是通过文件之间的联系反映现实世界事物的自然联系。4.数据库系统有那些特点。1)数据结构化。数据库是存储在磁盘等外部直接存取设备中的数据集合，是按一定的数据结构组织起来的;2)数据共享。数据库中的数据是考虑所有用户的数据需求、面向整个系统组织的，不同用户所使用的数据可以重叠，同一部分数据也可为多用户共享;3)减少了数据冗余。在数据库方式下，用户所使用的数据库管理系统从数据库中映射出来的逻辑文件，它取自于数据库中的某个子集，并非独立存在，从而减少了数据冗余;4)有较高的数据独立性。数据独立是数据库技术努力追求的目标，其好处是数据存储方式的改变不会影响到应用程序;5)提供了用户接口。在数据库系统中，数据库管理系统作为用户与数据库的接口，提供了数据库定义、数据库运行、数据库维护和数据库安全性、完整性等控制功能，此外还支持某种程序设计语言，并没有专门的数据操作语言，为用户编程提供了方便。5.数据独立性分哪几种，是如何实现的？答：数据独立性是指应用程序不因物理存储的改变而改变。数据独立性分为：逻辑独立性、物理独立性。物理独立性是指内模式改变时，概念模式保持不变。逻辑独立性是指概念模式改变时，外模式保持不变，从而使应用程序保持不变。实现：当内模式改变（如数据库的存储设备和存储方法改变）时，DBMS只要通过改变概念模式到内模式映射，从而使概念模式保持不变，实现了数据的物理独立性。当数据库的概念模式改变（如增加一个表格）时，DBMS只要改变外模式到模式映射，就可保持外模式不变。因为应用程序使用外模式，所以只要外模式不变，应用程序也就保持不变。因此，DBMS提供的三级模式、二级映射机制，实现了数据独立性。6.试叙述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。7.在层次、网状、关系、面向对象等数据模型中，数据之间联系是如何实现的？层次模型的特点是：记录之间的联系通过指针实现，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。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。8.简述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，对数据库的操作都要通过访问DD才能实现。9.简述数据库系统的三级模式及结构分别称为内模式、概念模式、外模式。概念模式：简称模式，是对数据库的整体逻辑描述，并不涉及物理存储，故称为DBA视图。内模式：又称存储模式，具体描述了数据如何组织存储在存储介质上。内模式是系统程序员用一定的文件形式组织起来的一个个存储文件和联系手段。也是由他们编制存取程序，实现数据存取的，故内模式为系统程序员视图。外模式：通常是模式的一个子集，故又称外模式为子模式，它面向用户是用户眼中的数据库，故称外模式为用户视图。10.简述DBA的职责。DBA主要职责有：定义模式、定义内模式、与用户联系、定义数据库安全性规则，对用户访问数据库设置权限、定义完整性规则，监督数据库的运行、数据库的备份与恢复、监控和优化数据库的性能。三、简答题1.（1）属性，元组，域属性：表中的一列即为一个属性，每一个属性都有一个属性名；元组：表中的一行即为一个元组，它表示一个实体；域：属性的取值范围。（2）主码，候选码，外部码主码：二维表中的某个属性或属性组，它可以唯一确定一个元组；候选码：二维表中有若干码，称这些码为候选码；外码：若关系R的属性（或属性组）F是关系S的码，则称F是关系R的外码。（3）关系，关系模式，关系数据库关系：是二维表的抽象，它是由一组属性及属性数目相同的元组组成的集合。关系模式：对关系的描述，即元组集合的描述。关系数据库是建立在关系模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据。2.关系数据模型由哪几部分组成？答：关系数据模型有三个重要组成部分，包括：关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束。3.试述关系模型的完整性规则。答：实体完整性规则若属性A是基本关系R的主属性，则A不能取空值。参照完整性规则若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应，那么关系R中的每一个元组在F上的取值要么取空值，要么等于S中的某个元组的主码值。用户定义的完整性规则是针对某一具体关系数据库应用的约束条件，它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求，和实际应用相关。4.关系代数有哪几类运算，分别是什么？答：集合运算符：有并、差、交、广义笛卡尔积四种运算符。专门的关系运算符：有选择、投影、连接、除四种运算符。算术比较符：有＞、≥、＜、≤、＝或≠六种运算符。逻辑运算符：有逻辑非、与、或（即、∧或∨）三种。5.在参照完整性规则中，为什么外部码属性也可以为空？什么情况下才可以为空？