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2022-02-03 02:27 已编辑 CS大学前端工程师

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数据库理论期末考试复习知识点

第一章绪论

候选码：若关系中的某一属性或属性组的值能唯一的标识一个元组，而其任何真子集都不能再标识，则称该属性组为（超级码）候选码。
主属性：包含在候选码里的属性。
数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统、数据库技术是四个基本概念。
数据库管理系统：

数据定义功能
数据组织、存储和管理
数据操纵功能
数据库的事务管理和运行管理
数据库的建立和维护功能
其他功能

数据库系统是由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用程序和数据管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
数据模型：
- 概念模型：
  - 也称信息模型，主要用于数据库设计。
- 逻辑模型：
  - 层次模型
  - 网状模型
  - 关系模型
  - 面向对象数据模型
  - 对象关系数据模型
  - 半结构化数据模型
数据库系统的三级模式结构：
- 模式，模式也称为逻辑模式，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。一个数据库只有一个模式。
- 外模式，数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。一个数据可以有多个外模式。
- 内模式，一个数据只有一个内模式，他是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。

第二章关系数据库

关系模型由关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部分组成。
域：一组具有相同数据类型的值的集合。
笛卡尔积：
若一个关系有多个候选码，选择一个为主码。候选码的属性成为主属性，不在候选码内的称为非主属性。若全部属性都为候选码，则称为全码。
关系可以有三种类型：基本关系（通常又称为基本表或基表）、查询表和视图表。
专门的关系运算（4种）：选择、投影、连接、除法。
基本的关系运算（5种）：并，差，笛卡尔积（或乘积），选择和投影。
关系模式的任何属性不可以再分。
关系模式可以形式化地表示为： $R (U, D, D O M, F)$ ,R表示关系名，U表示属性名集合，D表示域，DOM为映像集合，F为依赖关系集合。
其他三种运算：交，连接和除运算均可以使用这5种基本运算来表达。引进它们并不能增强语言的表达能力，但是可以简化表达。
关系模型的三类完整性约束：
- 实体完整性：主属性不能取空值。
- 参照完整性：如果引用了别的关系的属性，那么引用的属性就必须是被引用的那个关系里面有的。
- 用户定义完整性：用户自定义某个属性必须为固定值，或者不为空等。

第三章关系数据库语言SQL

SQL语言概述：SQL集数据定义语言、数据操纵语言、数据库控制语言的功能于一体。
SQL的特点：

综合统一
高度非过程化。
面向集合的操作方式
以同一种语法结构提高多种使用方式

char和varchar的区别在于varchar是可以带空格的。
建表，删表，select查询，这个写的太多了，这里就不说了。
视图的作用：
- 视图能够简化用户的操作
- 视图使用户能以多种角度看待同一数据
- 视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性。
- 视图能够对机密数据提供安全保护。
- 适当利用视图可以更清晰地表达查询。

第四章数据库安全性

数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法使用造成的数据泄露、更改或破坏。
授权和收回：GRANT语句向用户授予权限，REVOKE语句收回已经授予用户的权限。
- GRANT
- REVOKE

第五章数据库完整性

数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。
- **实体完整性：**实体完整性是为了保证表中的数据唯一；
- 参照完整性：参照完整性用于确保相关联的表间的数据应保持一致，避免因一个表的记录修改，造成另一个表的内容变为无效的值．一般来说，参照完整性是通过外键和主键来维护的；
- **用户定义完整性：**由用户自行定义的，不同于前面的完整性，也可以说一种强制数据定义；
- - 列值非空（NOT NULL）
  - 列值唯一（UNIQUE）
  - 检查列值是否满足一个条件表达式（CHECK短语）
触发器是用户定义在关系表上的一类由事件驱动的特殊过程。

第六章关系数据理论

关系模式存在的一些问题：
- 数据冗余
- 更新异常
- 插入异常
- 删除异常
关系数据库重的关系是要满足一定要求的，满足不同程度要求的为不同范式
2NF：是第一范式，并且每一个非主属性完全函数依赖于任何一个候选码，那么就是第二范式。
3NF：是第二范式，并没有没有传递函数依赖，那么就是第三范式。
BCNF：消除主属性对码的部分和传递函数依赖。没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。
4NF：消除非平凡且非函数依赖的多值依赖。
数据依赖的公理系统：
- 自反律，XY - > X
- 增广律，若X -> Y ,则 XZ -> YZ
- 传递律，若X -> Y，Y -> Z，则X -> Z
- 合并规则，X -> Y，X -> Z ，则X -> YZ
- 伪传递规则，X -> Y，WY -> Z，则XW -> Z
- 分解规则
求候选码的步骤：
1. 只在FD右部出现的属性，不属于候选码;
2. 只在FD左部出现的属性，一定存在于某候选码当中;
3. 外部属性一定存在于任何候选码当中;
4. 其他属性逐个与2,3的属性组合，求属性闭包，直至X的闭包等于U,若等于U,则X为候选码。

第七章数据库设计

数据库的设计分为六个步骤：
- 需求分析：需求文档，数据字典，数据流图等
- 概念结构分析：用E-R图描述的概念模型
- 逻辑结构分析：得到关系模式 --对应模式以及外模式
- 物理结构分析：关系数据库 ---对应内模式
- 数据库实施
- 数据库实行和维护
关系模式的转换。

第十章数据库恢复

事物：事物是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么不做，是一个不可分割的工作单位。

事物的三个特性：原子性，一致性，隔离性，持续性。
故障的种类：
- 事物内部的故障
- 系统故障
- 介质故障
- 计算机病毒

第十一章封锁协议

(1) 事务执行的三种方式：串行，并发，并行。

(2) 并发操作不当会引起三类数据不一致性问题：

丢失修改（更新）
不可重复读（不一致分析）
读“脏”数据问题

(3) 封锁的三个环节:第一个环节是申请加锁；第二个环节是获得锁；第三个环节是释放锁。

•数据共享与数据一致性是一对矛盾；

•数据库的价值在很大程度上取决于它所能提供的数据共享度；

•数据共享在很大程度上取决于系统允许对数据并发操作的程度；

•数据并发程序又取决于数据库中的并发控制机制；

•数据的一致性也取决于并发控制的程度。施加的并发控制越多，数据的一致性往往越好；

•数据库的并发是以事务为单位的；

•数据库的并发控制通常使用封锁机制，两类最常用的封锁：读锁和写锁；

•并发控制机制调度并发事务操作是否正确的判别标准是可串行性。

只有出现并发操作的时候才有可能出现死锁

题目：

1、从数据库系统结构的角度阐述什么是数据的物理独立性？

答：数据与程序的物理独立性:当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式╱内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变（2分），从而应用程序也不必改变，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。（2分）

2、数据库设计由哪些基本步骤组成？

答：数据库设计分为以下6个阶段：需求分析，概念结构设计，逻辑结构设计，物理结构设计，数据库的实施，数据库运行和维护。（写错一个扣0.5分）

3、什么是事务，它有什么特性？

答：事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。（2分）事务的4个特性：原子性、一致性、隔离性和持续性。（2分）

以下哪个不是数据库安全性控制的常用方法（）。

A. 用户标识和鉴定 B. 存取控制 C. 视图 D. 备份

答案：D

数据库系统的故障可以分为以下几类：事务内部的故障（由应用程序产生的故障）、系统故障（造成系统停止运转的故障，系统重启）、介质故障和计算机病毒。各类故障对数据库的影响主要有两种可能：一是数据库本身被破坏，二是数据库没有被破坏，但数据可能不正确。

事务的ACID特性：原子性、一致性、隔离性、持续性。

原子性是指，事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的操作要么都做，要么都不做。
一致性是指事务的执行必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
隔离性是指一个事务的执行不能被其他事务干扰。
持续性是指一个事务一旦提交，它对数据库中的数据的改变是永久的。

数据冗余度大是指数据有大量重复，造成存储空间的浪费。

插入异常是指该插入的数据插入不了。

删除异常是指把不该删除的数据删除掉了。

修改异常是因为数据冗余度大，修改数据造成数据的不一致。

SQL语言的特点：

（1）综合统一：集数据定义、数据操纵、数据控制语言于一体。

（2）高度非过程化：用户无需知道存取路径

（3）面向集合的操作方式

（4）以用同一种语法结构提供多种使用方式

实体完整性规则是指一个关系的主属性不能取空值。

参照完整性规则是指一个关系的外码的取值要不取空值，要不取它所对应的主键表中某个元组的主码值。

用户定义的完整性是指针对某一具体关系数据库的约束条件，必须满足某一具体应用的语义要求。

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。（只有一个）

外模式：也叫子模式，是数据库用户能看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。（有多个）

内模式：是数据物理结构和储存方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。一个数据库只有一个内模式。

数据库中，数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性：

数据的物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的

数据的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。

3、在表或视图上执行除了( )以外的语句都可以激活触发器。

A.Insert B. Delete C. Update D. Create

【答案:】D

1、关系规范化中的删除操作异常是指 1 ，插入操作异常是指 2 。

A.不该删除的数据被删除 B.不该插入的数据被插入 C.应该删除的数据未被删除 D.应该插入的数据未被插入【答案:】1A 2D

7、在关系模式 R 中，若其函数依赖集中所有候选关键字都是决定因素，则 R 最高范式是。

A.2NF B.3NF C.4NF D.BCNF 【答案:】C

2、对于非规范化的模式，经过 1 转变为1NF，将1NF经过2 转变为2NF，将2NF 经过 3 转变为3NF。

【答案:】1使属性域变为简单域 2消除非主属性对主关键字的部分依赖3消除非主属性对主关键字的传递依赖

3、在关系数据库的规范化理论中，在执行“分解”时，必须遵守规范化原则:保持原有的依赖关系和无损连接性。

【答案:】无损连接性

3、数据库物理设计完成后，进入数据库实施阶段，下列各项中不属于实施阶段的工作是。

A.建立库结构 B.扩充功能 C.加载数据 D.系统调试

【答案:】B

3、数据库的三级模式分别在数据库设计的什么阶段形成?

答:在逻辑结构设计阶段将 ER 图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库的全局逻辑模式(模式)，然后根据用户处理的要求、安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图，形成数据库的外模式;在物理结构设计阶段，根据关系数据库管理系统的特点和处理的需要进行物理存储安排，建立索引，形成数据库的内模式。

4、数据库系统主要有哪几类故障?这些故障对数据库的影响主要哪些? 答:数据库系统的故障可以分为以下几类:事务内部的故障、系统故障、介质故障和计算机病毒。各类故障对数据库的影响主要有两种可能:一是数据库本身被破坏，二是数据库没有被破坏，但数据可能不正确。