数据库复习1

1.试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念

1.数据(Data):
数据是关于事物的符号表示或描述。它可以是任何事实、观察或者测量的结果,如数字、字符、声音、图像等。数据在没有上下文的情况下可能没有明确的意义。

2.数据库(Database):
数据库是一个持久化存储的数据集合。这些数据被组织起来,以便能够容易地存储、检索、更新和管理。通常,数据库存储的数据都是结构化的,如表格、树或图。

3.数据库管理系统(DBMS):
数据库管理系统是用于创建、查询、更新和管理数据库的软件。它为用户或其他应用程序提供了一个接口来与数据库互动。DBMS的主要目的是确保数据的一致性、完整性、安全性和可恢复性。常见的DBMS包括MySQL、Oracle、SQL Server和PostgreSQL等。

4.数据库系统(Database System):
数据库系统是包括数据库、数据库管理系统和与DBMS关联的应用程序的集合。它是一个完整的环境,用于定义、管理、检索和更新存储在数据库中的数据。简而言之,数据库系统是DBMS软件、物理数据库以及与数据库相关的所有应用程序和用户的总和。

总结:数据是原始的、未经加工的事实或细节;数据库是结构化存储数据的容器;数据库管理系统是管理这些数据的软件;而数据库系统是整合所有相关组件的整体环境。

数据库管理系统的主要功能有哪些?

① 数据库定义功能
②数据组织、存储和管理功能
③数据操纵功能
④数据库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

试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素

答: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 作手段的形式构架。一般地讲,数据模型是严格定义的概念的集合。这些概念精确描述了 系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。因此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
( l )数据结构:是所研究的对象类型的集合,是对系统静态特性的描述。
(2 )数据操作:是指对数据库中各种对象(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,是对系统动态特性的描述
(3 )数据的约束条件:是一组完整性规则的集合。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,用以限定符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、相容。解析数据模型是数据库系统中最重要的概念之一。
必须 通过 《概论 》 的学习真正掌握数据模型的概念和作用。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, 或者说支持某一个数据模型。 数据库系统中,模型有不同的层次。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 类是概念模型,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;另一类是数据模型,是按计算机系统的观点对数据建模,用于机 器世界,人们可以用它定义、操纵数据库中的数据,一般需要有严格的形式化定义和一组 严格定义了语法和语义的语言,并有一些规定和限制,便于在机器上实现。

试述关系模式的概念,定义并解释以下术语: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。在用户观点
下,关系模型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:表中的一列即为一个属性。
③ 域:属性的取值范围。
④ 元组:表中的一行即为一个元组。
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)

什么叫数据与程序的物理独立性?什么叫数据与程序的逻辑独立性?为什么数据系统具有数据与程序的独立性?

1.数据与程序的物理独立性是指数据存储和程序执行的物理实现相互独立。即数据的存储方式和位置可以独立于程序的实现方式和位置。这意味着可以更改数据的物理存储结构,例如更换数据库管理系统或更改存储介质,而无需修改程序代码。

2.数据与程序的逻辑独立性是指数据的逻辑结构和程序的逻辑实现相互独立。即数据的组织方式和程序的逻辑操作可以独立于彼此进行修改。这意味着可以更改数据的逻辑结构,例如添加新的数据字段或更改数据关系,而无需修改程序代码。

3.数据库系统具有数据与程序的独立性的原因如下:
(1)数据库系统提供了数据定义语言(DDL)和数据操作语言(DML),使得数据的逻辑结构和操作与程序的逻辑实现相分离。程序只需通过SQL语句来操作数据,而无需关心数据的物理存储细节。
(2)数据库系统采用了数据模型和关系模型,提供了统一的数据组织和操作方式。这使得数据的逻辑结构可以独立于程序的实现方式。
(3)数据库系统提供了数据库管理系统(DBMS),负责管理数据的物理存储和访问。通过DBMS,可以将数据存储在不同的介质上(例如硬盘、内存),并通过索引和缓存等技术提高数据的访问效率。这使得数据的物理存储可以独立于程序的实现位置。

试述数据库系统的组成

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
和用户构成

试述数据库管理员、系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责

数据库管理员全面负责管理和控制数据库系统。具体职责包括:
①决定数据库的信息内容和结构;
②决定数据库的存储结构和存取策略;
③定义数据的安全性要求和完整性约束条件;
④监控数据库的使用和运行;
⑤数据库系统的改进和重组重构。
系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明,他要和用户及DBA相结合,确定系统的硬件软件配置,并参与数据库系统的概要设计。
数据库设计人员负责数据库中数据的确定和数据库各级模式的设计。数据库设计人员须参加用户需求调查和系统分析,然后进行数据库设计。应用程序员负责设计和编写应用系统的程序模块,并进行调试和安装。

试述关系模式的三个组成部分

关系模式由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成

定义并理解下列术语,说明他们之间的联系与区别:

在这里插入图片描述

举例说明关系模式和关系的区别

在这里插入图片描述

试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中,什么情况下外码属性的值可以为空值?

完整性规则:关系模型的完整性规则是用于确保数据库中数据的完整性和一致性的规则。其中,外码(Foreign Key)是关系模型中一种重要的完整性约束[5]。
关系模型的完整性规则主要包括以下几个方面:
1.实体完整性规则(Entity Integrity Rule):在关系表中,主键(Primary Key)属性的值不能为NULL,每个元组(Tuple)都必须具有唯一的主键值。
2.参照完整性规则(Referential Integrity Rule):在关系模型中,如果一个关系表中的属性引用了另一个关系表的主键(外码),那么它的值必须是另一个关系表中的某个主键值,或者是NULL。
△△△外码属性的值可以为空值(NULL)的情况:
当外键属性允许为空(NULL)时,表示该属性可以没有与之关联的外部表的主键值,即可以是一个无效或未定义的引用。
当外键属性的关联关系实际上是可选的,即可以存在关联,也可以没有关联时,外键属性的值可以为空。
注意:在某些数据库管理系统中,对外键的空值约束可以进行配置和控制,可以根据具体需求和设计来决定是否允许外键属性的值为空。
3.属性完整性规则(Domain Integrity Rule):保证每个属性的值都符合其定义的数据类型[6]和约束条件,例如,数值属性不能包含非数值字符,日期属性必须符合特定的日期格式等。
4.用户定义完整性规则(User-defined Integrity Rule):可以根据实际需求和业务规则定义额外的完整性约束,以保证数据的一致性和完整性。
以上就是所有完整性约束规则了,外码属性为空值的情况也在参照完整性约束规则的介绍中给出。希望能帮助到你!

设有一个SPJ数据库,包括s、P、J、SPJ四个关系模式:S(SNO,SNAME,STATUS,CITY);P(PNOPNAME,COLDR,WEIGHT);J(JNO,JNAMECITY);SPJ(SNO,PNO,JNO,QTY);供应商表S由供应商代码(SNO)、供应商姓名(SNAME)、供应商状态(STATUS)、供应商所在城市(CITY)组成;零件表P由零件代码(PNO)、零件名(PNAME)、颜色(COLOR)、质量(WEIGHT)组成;工程项目表J由工程项目代码(JNO)、工程项目名(JNAME)、工程项目所在城市(CITY)组成;供应情况表SPJ由供应商代码(SNO)、零件代码(PNO)、工程项目代码(JNO)、供应数量(QTY)组成,表示某供应商供应某种零件给某工程项目的数量为QTY。今有若干数据如下:试分别用关系代数、ALPHA语言、QBE语言完成下列操作:

(1)求供应工程J1零件的供应商号码SNO;
(2)求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO;
(3)求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO;
(4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO;
(5)求至少用了供应商Sl所供应的全部零件的工程号JNO。

(1)关系代数ALPHA语言:GETW(SPJ.SNO):SPJ.jNO=’J1’QBE语言:
(2)关系代数ALPHA语言:GETW(SPJ.SNO):SPJ.JNO=‘J1’∧SPJ.PNO=‘P1’QBE语言:
(3)关系代数ALPHA语言QBE语言
(4)关系代数说明:减法运算中被减的部分是使用了天津应商生产的红色零件的所有工程号πJNO(J)是全部工程的工程号两者相减就是没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号包括没有使用任何零件的工程号。AIPHA语言:说明:①SPSPJ表上各设了一个元组变量。②解题思路:要找的是满足给定条件的工程号JNO因此对工程表J中的每一个JNO进行判断看SPJ中是否存在这样的元组其JNO=J.JNO并且所用的零件是红色的该零件的供应商是天津的。如果SPJ中不存在这样的元组则该工程号JNO满足条件放人结果集合中。如果SPJ中存在这样的元组则该工程号JNO不满足条件不放人结果集中。再对工程表J中的下一个JNO进行同样的判断。直到所有JNO都检查完。结果集中是所有没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号包括没有使用任何零件的工程号。QBE语言:当不考虑没有使用任何零件的工程时说明:本题是从SPJ表中输出满足条件的JNO没有使用任何零件的工程项目的工程号是不会出现在SPJ中的因此本题的结果不包括没有使用任何零件的工程号。考虑没有使用任何零件的工程时解析:本题是从J表中输出满足条件的JNO没有使用任何零件的工程项目的工程号也满足条件因此本题的结果包括了没有使用任何零件的工程号。
(5)关系代数说明:公式中除号前的部分是所有工程与该工程所用的零件除号后的部分是Sl所供应的全部:零件号。对于SPJ表中的某一个JNO如果该工程使用的所有零件的集合包含了S1所供应的全:郎零件号则该JNO符合本题条件。在除法运算的结果集中可以看到使用关系代数的除法运算概念清晰语言表达也很简单。AIPHA语言:说明:
①SPJ表上设了两个元组变量:SPJXSPJY;P表上设了一个元组变量:PX。
②解题思路:要找的是满足给定条件的工程号JNO。因此对工程表J中的每一个JNO(例如J1)进行以下一组操作:
a.对零件PX中的所有零件依次对每一个零件进行以下检查;
b.例如零件Pl检查SPJX看Sl是否供应了该零件如果供应了则再看这一个JNO(例如J1)是否使用了该零件;
c.如果对于S1所供应的每种零件这一个JNO(例如J1)都使用了则该JNO为(例如J1)满足要求的工程项目。
③为了帮助理解读者可以画出所涉及的三个表给出一些数据如题5解图。按照上面的解析步骤一步一步地分析就能掌握解题方法从而达到举一反三的要求。QBE语言(不要求)。关系代数ALPHA语言:GETW(SPJ.SNO):SPJ.jNO=’J1’QBE语言:
(2)关系代数ALPHA语言:GETW(SPJ.SNO):SPJ.JNO=‘J1’∧SPJ.PNO=‘P1’QBE语言:
(3)关系代数ALPHA语言QBE语言
(4)关系代数说明:减法运算中被减的部分是使用了天津应商生产的红色零件的所有工程号,πJNO(J)是全部工程的工程号,两者相减就是没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号,包括没有使用任何零件的工程号。AIPHA语言:说明:
①S,P,SPJ表上各设了一个元组变量。
②解题思路:要找的是满足给定条件的工程号JNO,因此,对工程表J中的每一个JNO进行判断,看SPJ中是否存在这样的元组,其JNO=J.JNO,并且所用的零件是红色的,该零件的供应商是天津的。如果SPJ中不存在这样的元组,则该工程号JNO满足条件,放人结果集合中。如果SPJ中存在这样的元组,则该工程号JNO不满足条件,不放人结果集中。再对工程表J中的下一个JNO进行同样的判断。直到所有JNO都检查完。结果集中是所有没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号,包括没有使用任何零件的工程号。QBE语言:当不考虑没有使用任何零件的工程时说明:本题是从SPJ表中输出满足条件的JNO,没有使用任何零件的工程项目的工程号是不会出现在SPJ中的,因此本题的结果不包括没有使用任何零件的工程号。考虑没有使用任何零件的工程时解析:本题是从J表中输出满足条件的JNO,没有使用任何零件的工程项目的工程号也满足条件,因此本题的结果包括了没有使用任何零件的工程号。
(5)关系代数说明:公式中除号前的部分是所有工程与该工程所用的零件,除号后的部分是Sl所供应的全部:零件号。对于SPJ表中的某一个JNO,如果该工程使用的所有零件的集合包含了S1所供应的全:郎零件号,则该JNO符合本题条件。在除法运算的结果集中可以看到,使用关系代数的除法运算概念清晰,语言表达也很简单。AIPHA语言:说明:①SPJ表上设了两个元组变量:SPJX,SPJY;P表上设了一个元组变量:PX。
②解题思路:要找的是满足给定条件的工程号JNO。因此,对工程表J中的每一个JNO(例如J1),进行以下一组操作:a.对零件PX中的所有零件,依次对每一个零件进行以下检查;b.例如零件Pl,检查SPJX,看Sl是否供应了该零件,如果供应了,则再看这一个JNO(例如J1)是否使用了该零件;c.如果对于S1所供应的每种零件,这一个JNO(例如J1)都使用了,则该JNO为(例如J1)满足要求的工程项目。
③为了帮助理解,读者可以画出所涉及的三个表,给出一些数据,如题5解图。按照上面的解析步骤一步一步地分析,就能掌握解题方法,从而达到举一反三的要求。QBE语言(不要求)。

关系代数的基本运算有哪些?如何用这些基本运算来表示其他运算?

关系代数的基本运算:
关系代数的基本运算主要包括以下几种:
选择(Selection):选择操作从关系中选择满足给定条件的元组(行)。用符号 σ 来表示。
投影(Projection):投影操作从关系中选择特定的属性(列),并去除重复元组。用符号来表示。
并(Union):并操作将两个具有相同属性的关系合并,去除重复的元组。
交(Intersection):交操作获取两个关系中共有的元组。
差(Difference):差操作获取一个关系中存在而另一个关系中不存在的元组。
笛卡尔积(Cartesian Product):笛卡尔积操作获取两个关系的所有可能的组合。
用基本运算表示其他运算:
可以使用关系代数的基本运算来表示其他更复杂的运算。以下是一些示例:
交叉连接(Cross Join):交叉连接可以通过进行笛卡尔积来实现。即对于两个关系 R 和 S,执行笛卡尔积操作即可获得交叉连接。
内连接(Inner Join):内连接可以通过选择和投影来实现。首先,执行笛卡尔积操作,然后使用选择条件来过滤满足连接条件的元组,最后使用投影操作选择所需的属性。
外连接[3](Outer Join):外连接可以通过内连接和并操作来实现。首先,执行内连接得到满足连接条件的元组,然后使用并操作来添加未匹配的元组。
以上只是一些示例,关系代数的基本运算可以组合使用以表达各种复杂的查询和操作。
综上所述,关系代数的基本运算包括选择、投影、并、交、差和笛卡尔积。通过组合这些基本运算,可以表示和执行其他更复杂的运算,如交叉连接、内连接、外连接等

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