全国计算机等级考试二级公共基础知识课件PPT版 43页

'2003.11.全国计算机等级考试二级公共基础知识(5)2004.2 5.数据库设计基础 5.0内容数据库的基本概念：数据库，数据库管理系统，数据库系统。数据模型，实体联系模型及E-R图，从E-R图导出关系数据模型。关系代数运算，包括集合运算及选择、投影、连接运算，数据库规范化理论。数据库设计方法和步骤：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略。 5.1基本概念1.数据(Data)实际上就是描述事物的符号记录软件中的数据一定是有结构的2.数据库(DB)长期存储在计算机内的，有组织的，可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 3.数据库管理系统(DBMS)数据库系统的核心软件要在操作系统支持下工作解决如何科学地组织和存储数据，如何高效的获取和维护数据的系统软件主要功能包括数据模式定义数据存取的物理构建数据操纵数据的完整性、安全性定义与检查数据库的并发控制与故障恢复数据的服务 为完成上述功能，DBMS一般提供相应的数据语言：数据定义语言（DDL）数据操纵语言（DML）数据控制语言（DCL）数据语言按其使用方式具有两种结构形式交互式命令语言宿主型语言4.数据库管理员主要工作包括：数据库设计数据库维护改善系统性能，提高系统效率 5.数据库系统（DBS）由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、系统平台之硬件平台（硬件）和软件平台（软件）构成。6.数据库应用系统（DBAS）利用数据库系统进行应用开发7.数据库管理技术的发展人工管理阶段文件系统阶段数据库系统接 8.数据库系统的基本特点数据的集成性采用统一的数据结构方式按照多个应用的需要组主全局的统一的数据结构数据模式是多个应用共同的、全局的数据结构数据的高共享性与低冗余性数据独立性物理独立性和逻辑独立性数据统一管理与控制数据的完整性检查数据的安全性检查并发控制 9.数据库系统的内部结构体系数据库系统的三级模式（1）概念模式（2）外模式（3）内模式内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式概念模式处于中层，它放映了设计者的数据全局逻辑要求外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求 5.2数据模型5.2.1数据模型的基本概念数据模型是数据特性的抽象数据模型描述的内容数据结构数据操作数据约束数据模型按不同的应用层次分成三种类型概念数据模型（概念模型）逻辑数据模型（数据模型）物理数据模型（物理模型） 5.2.2E-R模型（实体联系模型）基本概念（1）实体（2）属性（3）联系一对一（1：1）一对多（1：M或M：1）多对多（M：N）三个基本概念之间的联接关系实体集与属性间的联接关系实体与联系 E-R模型的图示法实体集表示法（矩形）联系表示法（菱形）属性表示法（椭圆形）实体集与属性间的联接关系（直线）实体集与联系间的联接关系（直线）E-R图的一个实例:学生课程联系的概念模型 5.2.3层次模型一种树形结构数据结构比较简单，操作简单对于实体间联系是固定的、且预先定义好的应用系统，有较高的性能可以提供良好的完整性支持不适合表示非层次性的联系，对于插入和删除操作的限制比较多 5.2.4网状模型一个不加任何条件限制的无向图优于层次模型使用时设计系统内部的物理因素较多，用户操作不方便，其数据模式与系统实现不甚理想5.2.5关系模型采用二维表来表示，简称表。二维表的性质：元素个数有限性、元组的惟一性、元组的次序无关性、元组分量的原子性、属性名惟一性、属性的次序无关性、分量值域的同一性关系操纵：查询、增加、删除和修改关系中的数据约束：实体完整性约束、参照完整性约束和用户定义的完整性约束 5.3关系代数1.关系模型的基本操作插入、删除、修改、查询2.关系模型的基本运算插入、删除、修改、查询查询运算投影运算选择运算笛卡儿积运算（连接运算）3.关系代数中的扩充运算交运算、除运算、连接与自然连接运算 5.4数据库设计与管理5.4.1数据库设计概述设计一个能满足用户要求，性能良好的数据库基本任务：根据用户对象的信息需求、处理需求和数据库的支持环境设计出数据模式两中方法：以信息需求为主，兼顾处理需求（面向数据的方法）以处理需求为主，兼顾信息需求（面向过程的方法）面向数据的设计方法已成为主流方法 数据库设计目前一般采用生命周期法，分若干阶段需求分析阶段概念设计阶段逻辑设计阶段物理设计阶段编码阶段测试阶段运行阶段进一步修改阶段在数据库设计中采用前四个阶段，并且重点以数据结构与模型的设计为主线 5.4.2数据库设计的需求分析任务：通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解原系统的工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能调查的重点是“数据”和“处理”常采用结构化分析方法和面向对象的方法对数据库设计来讲，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果数据字典是在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善的 5.4.3数据库概念设计概述目的：分析数据间内在语义关联，在此基础上建立一个数据的抽象模型设计方法：集中式模式设计法和视图集成设计法设计的过程选择局部应用视图设计：3种设计次序（自顶向下、由底向上、由内向外）视图集成 5.4.4数据库的逻辑设计从E-R图向关系模式的转换逻辑模式规范化及调整、实现关系视图设计5.4.5数据库的物理设计对数据库内部物理结构作调整并选择合理的存取路径，以提高数据库访问速度及有效利用存储空间留给用户参与物理设计的余地不多 5.4.6数据库管理数据库的建立数据库的调整数据库的重组数据库安全性控制与完整性控制数据库的故障恢复数据库监控 例题讲解 数据库管理系统DBMS中用来定义模式、内模式和外模式的语言为A)CB)BasicC)DDLD)DML下列有关数据库的描述，正确的是A)数据库是一个DBF文件B)数据库是一个关系C)数据库是一个结构化的数据集合D)数据库是一组文件下列有关数据库的描述，正确的是A)数据处理是将信息转化为数据的过程B)数据的物理独立性是指当数据的逻辑结构改变时，数据的存储结构不变C)关系中的每一列称为元组，一个元组就是一个字段D)如果一个关系中的属性或属性组并非该关系的关键字，但它是另一个关系的关键字，则称其为本关系的外关键字 应用数据库的主要目的是A)解决数据保密问题B)解决数据完整性问题C)解决数据共享问题D)解决数据量大的问题在数据库设计中，将E-R图转换成关系数据模型的过程属于A)需求分析阶段B)逻辑设计阶段C)概念设计阶段D)物理设计阶段在数据管理技术的发展过程中，经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。其中数据独立性最高的阶段是Ａ)数据库系统Ｂ)文件系统Ｃ)人工管理Ｄ)数据项管理 索引属于A)模式B)内模式C)外模式D)概念模式下述关于数据库系统的叙述中正确的是Ａ)数据库系统减少了数据冗余Ｂ)数据库系统避免了一切冗余Ｃ)数据库系统中数据的一致性是指数据类型一致Ｄ)数据库系统比文件系统能管理更多的数据数据库系统的核心是A)数据库B)数据库管理系统C)模拟模型D)软件工程 下列SQL语句中，用于修改表结构的是A)ALTERB)CREATEC)UPDATED)INSERT数据库、数据库系统和数据库管理系统之间的关系是A)数据库包括数据库系统和数据库管理系统B)数据库系统包括数据库和数据库管理系统C)数据库管理系统包括数据库和数据库系统D)3者没有明显的包含关系关系模型允许定义3类数据约束，下列不属于数据约束的是A)实体完整性约束B)参照完整性约束C)域完整性约束D)用户自定义的完整性约束 分布式数据库系统不具有的特点是A)数据分布性和逻辑整体性B)位置透明性和复制透明性C)分布性D)数据冗余关系表中的每一横行称为一个Ａ)元组Ｂ)字段Ｃ)属性Ｄ)码下列数据模型中，具有坚实理论基础的是A)层次模型B)网状模型C)关系模型D)以上3个都是 NULL是指A)0B)空格C)未知的值或无任何值D)空字符串数据库的故障恢复一般是由A)数据流图完成的B)数据字典完成的C)DBA完成的D)PAD图完成的下列说法中，不属于数据模型所描述的内容的是A)数据结构B)数据操作C)数据查询D)数据约束 在数据管理技术发展过程中，文件系统与数据库系统的主要区别是数据库系统具有A)特定的数据模型B)数据无冗余C)数据可共享D)专门的数据管理软件数据库设计包括两个方面的设计内容，它们是A)概念设计和逻辑设计B)模式设计和内模式设计C)内模式设计和物理设计D)结构特性设计和行为特性设计实体是信息世界中广泛使用的一个术语，它用于表示A)有生命的事物B)无生命的事物C)实际存在的事物D)一切事物 一个关系中属性个数为1时，称此关系为A)对应关系B)单一关系C)一元关系D)二元关系为用户与数据库系统提供接口的语言是A)高级语言B)数据描述语言(DDL)C)数据操纵语言(DML)D)汇编语言相对于数据库系统，文件系统的主要缺陷有数据关联差、数据不一致性和A)可重用性差B)安全性差C)非持久性D)冗余性 下列关系模型中，能使经运算后得到的新关系中属性个数多于原来关系中属性个数的是A)选择B)连接C)投影D)并下列叙述中，正确的是A)用E-R图能够表示实体集间一对一的联系、一对多的联系和多对多的联系B)用E-R图只能表示实体集之间一对一的联系C)用E-R图只能表示实体集之间一对多的联系D)用E-R图表示的概念数据模型只能转换为关系数据模型“年龄在18-25之间”这种约束是属于数据库当中的A)原子性措施B)一致性措施C)完整性措施D)安全性措施 下列叙述中，不属于数据库系统的是A)数据库B)数据库管理系统C)数据库管理员D)数据库应用系统数据库系统的核心是A)数据库B)数据库管理系统C)数据模型D)软件工具视图设计一般有3种设计次序，下列不属于视图设计的是A)自顶向下B)由外向内C)由内向外D)自底向上 下列4项中说法不正确的是A)数据库减少了数据冗余B)数据库中的数据可以共享C)数据库避免了一切数据的重复D)数据库具有较高的数据独立性下列4项中，必须进行查询优化的是A)关系数据库B)网状数据库C)层次数据库D)非关系模型最常用的一种基本数据模型是关系数据模型，它的表示应采用A)树B)网络C)图D)二维表 公司中有多个部门和多名职员，每个职员只能属于一个部门，一个部门可以有多名职员，从职员到部门的联系类型是A)多对多B)一对一C)多对一D)一对多下列关系运算的叙述中，正确的是A)投影、选择、连接是从二维表行的方向进行的运算B)并、交、差是从二维表的列的方向来进行运算C)投影、选择、连接是从二维表列的方向进行的运算D)以上3种说法都不对关系数据库管理系统应能实现的专门的关系运算包括A)排序、索引、统计B)选择、投影、连接C)关联、更新、排序D)显示、打印、制表 用树形结构来表示实体之间联系的模型称为A）关系模型B）层次模型C）网状模型D）关系模型关系表中的每一横行称为一个A)元组B)字段C)属性D)码按条件f对关系Ｒ进行选择，其关系运算表示式是A)R|×|RB)R|×|RC)σf(R)D)πf(R)f 在关系数据库中，用来表示实体之间联系的是A)树结构B)网结构C)线性表D)二维表数据库设计包括两个方面的设计内容，它们是A)概念设计和逻辑设计B)模式设计和内模式设计C)内模式设计和物理设计D)结构特性设计和行为特性设计将Ｅ-R图转换到关系模式时，实体与联系都可以表示成A)属性B)关系C)键D)域 数据库管理系统常见的数据模型有层次模型、网状模型和【5】3种。一个项目具有一个项目主管，一个项目主管可管理多个项目，则实体“项目主管”与实体“项目”的联系属于【4】的联系。数据库设计分为以下6个设计阶段：需求分析阶段、【5】、逻辑设计阶段、物理设计阶段、实施阶段、运行和维护阶段。 关系操作的特点是【5】操作。数据模型按不同应用层次分成3种类型，它们是概念数据模型、【5】和物理数据模型。逻辑数据模型当数据的物理结构(存储结构、存取方式等)改变时，不影响数据库的逻辑结构，从而不致引起应用程序的变化，这是指数据的【5】。 【4】是数据库设计的核心。在关系模型中，把数据看成一个二维表，每一个二维表称为一个【5】。关系数据库的关系演算语言是以【5】为基础的DML语言。关键字ASC和DESC分别表示【5】的含义。 数据库系统阶段的数据具有较高独立性，数据独立性包括物理独立性和【4】两个含义。数据库保护分为：安全性控制、【5】、并发性控制和数据的恢复。【5】是从二维表列的方向进行的运算。由关系数据库系统支持的完整性约束是指【5】和参照完整性。 数据库恢复是将数据库从【4】状态恢复到某一已知的正确状态。实体之间的联系可以归结为一对一联系、一对多(或多对多)的联系与多对多联系。如果一个学校有许多教师，而一个教师只归属于一个学校，则实体集学校与实体集教师之间的联系属于【5】的联系。 一个项目具有一个项目主管，一个项目主管可管理多个项目，则实体“项目主管”与实体“项目”的联系属于____的联系。数据独立性分逻辑独立性与物理独立性。当数据的存储结构改变时，其逻辑结构可以不变，因此，基于逻辑结构的应用程序不必修改，称为____。数据库系统中实现各种数据管理功能的核心软件称为________。 关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件，包括实体完整性、______和自定义完整性。在关系模型中，把数据看成一个二维表，每各二维表称为一个________。'