1、数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
①数据与其语义是不可分的。数据库技术是管理数据的技术。数据是数据库管理的基本对象。
②数据库的数据具有永久存储、有组织、可共享三个基本特点。数据模型是数据库的核心概念。每个数据库中的数据都是按照某一种数据模型来组织、描述和存储的。
③DBMS是计算机中的基础软件。数据库系统是一个人机系统,数据库是数据库系统的一个组成部分。
2、使用数据库系统的好处:
便于数据的集中管理,控制数据冗余,提供数据的利用率和一致性,又有利于应用程序的开发和维护。
3、文件系统与数据库系统的区别:
①文件系统是面向某一应用的,文件的共享性差、冗余度大,独立性差,文件的记录虽然是有结构的,但是整体是无结构的。“数据面向某个应用”是指数据结构是针对某个应用设计的,只被这个应用程序或应用系统使用,数据是某个应用的“私有资源”。
②数据库系统中的数据不再仅仅面向某一个应用,而是面向整个组织或企业。数据的共享性高、冗余度低,具有较高的物理独立性和一定的逻辑独立性,数据库中的数据用数据模型组织和描述,由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力。
4、数据库系统的特点:
①数据结构化;
②数据的共享性高、冗余度低、易扩充;
③数据独立性高。数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。“独立性”即相互不依赖。数据独立性是指数据和程序相互不依赖,即数据的逻辑结构或物理结构改变了,程序不会变;
④数据由DBMS统一管理和控制。数据库的共享是并发的共享,为此,DBMS必须提供统一的数据控制功能,包括:数据的安全性保护(保护数据以防止不合法的使用造成的数据泄露和破坏);数据的完整性检查(将数据控制在有效的范围内或保证数据之间满足一定的关系,一定的约束条件);并发控制(对多用户的并发操作加以控制和协调,保证并发操作的正确性);数据库恢复(计算机系统发生硬件故障、软件故障,或者由于操作员的失误以及故意的破坏影响数据库中数据的正确性,甚至造成数据库部分或全部数据的丢失时,能将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态,亦称为完整状态或一致状态)。数据库系统的出现,使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享数据库为中心的新阶段。
5、DBMS的主要功能:
①数据定义功能;
②数据组织、存储和管理功能;
③数据操纵功能;
④数据的事务管理和运行管理;
⑤数据库的建立和维护功能;
⑥其他功能,如不同数据库之间的互访和互操作功能等。
6、什么是概念模型?试述其作用:
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模,是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具,也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。
7、实体、实体型、实体集、实体之间的联系:
①实体:客观存在并可以相互区分的事物叫实体;
②实体型:用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型;
③实体集:同型实体的集合称为实体集;
④实体之间的联系:包括实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各个属性之间的联系;实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。实体之间的联系有一对一、一对多和多对多等多种类型。
8、数据模型的概念、作用和三要素:
数据模型是数据库中用来对现实世界进行抽象的工具,是数据库中用于提供信息表示和操作手段的形式架构。
数据模型是数据库系统的基础。任何一个DBMS都以某一个数据模型为基础,或者说是支持某一个数据模型。
数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。
①数据结构:描述数据库的组成对象和对象之间的联系,是对系统的静态特性的描述。
②数据操纵:是指对数据库中各对象(型)的实例(值)允许进行的操作的集合,包括操作及有关的操作规则,是对系统的动态特性的描述。
③数据的约束条件:即完整性规则的集合,完整性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,用以限定复合数据模型的数据库状态以及状态的变化,以保证数据的正确、有效和相容。
数据库系统中模型有两个不同的层次。根据模型应用的不同目的,可以将模型分成两类或者说两个层次:一是概念模型,是按用户的观点来对数据和信息建模,用于信息世界的建模,强调语义表达能力,概念简单清晰;二是数据模型,是按照计算机系统的观点对数据建模,用于信息世界,人们可以用它定义和操纵数据库中的数据。
9、层次数据库、网状数据库的优缺点:
层次数据库的优点:
①其数据结构比较简单清晰;
②其查询效率高;
③其提供了良好的完整性支持。
层次数据库的缺点:
①现实世界中很多联系是非层次性的,层次数据库不能自然地表示这类联系;
②层次数据库中的查询必须按照层次结构从根结点开始,沿着路径进行。因此,用户必须清楚所有数据库的层次结构,提高了对用户的要求。
网状数据库的优点:
①能够更直接地描述现实世界;
②具有良好的性能,存取效率高。
网状数据库的缺点:
①结构比较复杂,而且随着应用环境的扩大,数据库的结构变得越来越复杂,不利于最终用户掌握;
②其数据定义语言、数据操纵语言比较复杂,要求用户掌握数据库结构和存取路径,不易使用。
10、关系模型、关系、属性、域、元组、码、分量、关系模式:
关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。在用户的观点下,关系模式中数据的逻辑结构是一张二维表,它由行和列组成。
①关系:一个关系对应通常说的一张表;
②属性:表中一列即为一个属性;
③域:属性的取值范围;
④元组:表中一行即为一个元组;
⑤码:表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组;
⑥分量:元组中的一个属性值;
⑦关系模式:对关系的描述,一般表示为:关系名(属性1, 属性2, … , 属性n)
11、关系数据库的特点:
关系数据库是建立在关系数据模型上的,具有下列优点:
①关系模型与非关系模型不同,它具有严格的数学基础;
②关系模型的概念单一,其数据结构简单、清晰,用户易懂易用;
③关系模型的存取路径对用户透明,从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性,也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。
其缺点:最主要的是,由于存取路径对用户透明,查询效率往往不如非关系模型。因此为了提高性能,必须对用户的查询请求进行优化,这就增加了开发关系数据库管理软件的难度。
12、数据库三级模型结构及其优点:
数据库系统的三级模式由外模式、模式、内模式组成。
外模式(子模式或用户模式)是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图。
模式(逻辑模式)是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式通常是模式的子集。
内模式(存储模式)是数据在数据库系统内部的表示,即对数据的物理结构和存储方式的描述。
为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在这三级模式之间提高了两级映像:外模式/模式映像、模式/内模式映像。这是这两级映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
13、数据定义语言:用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言。
数据操纵语言:用来对数据库中的数据进行查询、插入、删除、修改的语句。
14、数据的物理独立性和逻辑独立性:
数据与程序的物理独立性:当数据库的存储结构发生改变时,由数据库管理员对模式/内模式映像作相应改变,可以使模式保持不变从而应用程序也不必改变,这就是数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。
数据与程序的逻辑独立性:当数据的逻辑结构即模式改变时,由DBA对各个外模式/模式映像作相应改变,可以使外模式保持不变,从而应用程序不必修改,这就是数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。
DBMS在三级模式之间提供的两级映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
15、数据库系统的组成:
数据库系统一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员、用户构成。
补充:英文专有名词及其缩写
数据库:Database(DB)
数据库管理系统:Database Management System(DBMS)
数据库系统:Database System(DBS)
数据库管理员:Database Administrator(DBA)
数据定义语言:Data Definition Language(DDL)
数据操纵语言:Data Manipulation Language(DML)
数据控制语言:Data Control Language(DCL)
安全性:Security
完整性:Integrity
并发:Concurrency
恢复:Recovery
实体:Entity
属性:Attribute
码:Key
实体型:Entity type
实体集:Entity set
联系:Relationship
实体-联系方法:Entity-Relationship Approach
关系:Relation
元组:Tuple
域:Domain
模式:Schema
候选码:Candidate Key
主码:Primary Key
外码:Foreign Key
范式:Normal Form(NF)
查询:Query
插入:Insert
删除:Delete
修改:Update
选择:Select
投影:Project
并:Union
差:Except
笛卡尔积:Cartesian Product
连接:Join
除:Divide
交:Intersection