数据库系统原理精简笔记_列举并简述数据库管理系统的主要功能

请说明数据库管理系统的功能。

1.数据定义功能； 2.数据操纵功能； 3.数据库的运行管理功能； 4.数据库的建立和维护功能； 5.数据组织、存储和管理功能； 6.其他功能：主要包括与其他软件的网络通信功能、不同数据库 管理系统之间的数据传输以及相互访问功能等。

简述数据库系统(DBS)的组成。

 通常，一个完整的数据库系统包括数据库、数据库管理系统以及 相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户。

数据库管理系统提供哪些对数据的统一管理和控制功能?

（1）数据的安全性；（2）数据的完整性；（3）并发控制；（4） 故障恢复。 助记：完全病故（完全并故）。

三级模式结构的两层映像与数据独立性

外模式/模式映像

定义了各个外模式与概念模式之间的映像关系，这些 映像定义通常在各自的外模式中加以描述。由于同一 个模式可以有任意多个外模式，因此对于每一个外模 式，数据库系统都会有一个外模式/模式映像。 保证了数据与程序的逻辑独立性。

模式/内模式映像

定义了数据库全局逻辑结构与物理存储之间的对应关 系，这种映像定义通常是在模式中加以描述的。模式/ 内模式映像是唯一的。 保证了数据与程序的物理独立性。

简述数据模型的分类。

（1）概念层数据模型 （2）逻辑层数据模型 （3）物理层数据模型

主要的逻辑数据模型有哪些？

（1）层次模型：有且仅有一个结点没有父结点，它称作根结点； 其他结点有且仅有一个父结点。 （2）网状模型：以网状结构表示实体与实体之间的联系。

（3）关系模型：用二维表结构来表示实体及实体间联系的模型。

（4）面向对象模型：面向对象方法与数据库相结合所构成的数 据模型。

简述关系模型的优点。

 (1)关系模型是建立在严格的数学概念的基础上的。

 (2)关系模型的概念单一，统一用关系来表示实体以及实体之间 的联系，对数据的检索和更新结果同样也是用关系（即表）来表 示。因而，关系模型的数据结构简单、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。

助记：数学因关系简单，独立安检。（数学；因关系简单；独立、 安全、简化工作。）

简述实体完整性约束

指关系的主属性，即主码的组成不能为空，也就是关系的主属性 不能是空值 NULL。

简述参照完整性约束

定义外码和主码之间的引用规则，它是对关系间引用数据的一种 限制。 描述定义：若属性 F 是基本关系 R 的外码，它与基本关系 S 的主 码 K 相对应，则对于 R 中每个元组在 F 上的值只允许两种可能， 即要么取空值，要么等于 S 中某个元组的主码值。

简述用户定义的完整性约束

针对某一应用环境的完整性约束条件，它反映了某一具体应用所 涉及的数据应满足的要求。

完全函数 依赖

设 R 为任一给定关系，X、Y 为其属性集，若 X→Y， 且对 X 中的任何真子集 X，都有 X， Y，则称 Y 完 全函数依赖于 X。

部分函数 依赖

设 R 为任一给定关系，X、Y 为其属性集，若 X→Y， 且 X 中存在一个真子集 X，满足 X，→Y，则称 Y 部分 函数依赖于 X。

传递函数 依赖

设 R 为任一给定关系，X、Y、Z 为其不同属性子集， 若 X→Y，Y X，Y→Z，则有 X→Z，称为 Z 传递函数 依赖于 X。

候选关键 字

设 R 为任一给定关系，U 为其所含的全部属性集合， X 为 U 的子集，若有完全函数依赖 X→U，则 X 为 R 的 一个候选关键字

数据库实现与操作阶段包括哪些子阶段？

数据库实现与操作阶段包括数据库的实现、操作与监督、修改与 调整三个子阶段

简述逻辑结构设计的主要步骤。

1）模型转换是指将概念模型等价地转换为特定 DBMS 支持的关系 模型、网状模型或层次模型表示。 2）子模式设计的目标是抽取或导出模式的子集，以构造不同用 户使用的局部数据逻辑结构。

3）编制应用程序设计说明的目的是为可实际运行的应用程序设 计提供依据与指导，并作为设计评价的基础。

4）设计评价的任务是分析并检验模式及子模式的正确性与合理 性。

简述需求分析的四个步骤。

 1、确定数据库范围 2、分析数据应用过程 3、收集与分析数据 4、编写需求分析报告

SQL 的特点有哪些？

1.SQL 不是某个特定数据库供应商专有的语言。

2.SQL 简单易学。

3.SQL 尽管看上去很简单，但它实际上是一种强有力的语言，灵 活使用其语言元素，可以进行非常复杂和高级的数据库操作。

简述数据操纵语言的功能及主要 SQL 语句。

 数据操纵语言主要用于操纵数据库中各种对象，特别是检索和修 改数据。 数据操纵语言包括的主要 SQL 语句如下： SELECT：用于从表或视图中检索数据。 INSERT：用于将数据插入到表或视图中。 UPDATE：用于修改表或视图中的数据，其既可修改表或视图中一 行数据，也可同时修改多行或全部数据。 DELETE：用于从表或视图中删除数据，其中可根据条件删除指定 的数据。

简述数据控制语言包括的 SQL 语句以及其功能。

数据控制语言主要 SQL 语句如下： 1.GRANT：用于授权，把语句许可或对象许可的权限授予其他用 户和角色。 2.REVOKE：用于收回权限。

简述 SQL 调用及主要目的。

SQL 调用:包括 SQL 例程和调用规则。目的；以便提高 SQL 的灵活 性、有效性、共享性以及使 SQL 具有更多的高级语言的特征。

简述 SQL 会话规则

可使应用程序连接到多个 SQL 服务器中的某一个，并与之交互。

简述变量的含义及其属性。

变量用于临时存储数据，变量中的数据可以随着程序的运行而变 化。变量有名字和数据类型两个属性

请列出 MySQL 中和表定义相关的四个 SQL 语句。

（1）CREATE TABLE；（2）ALTER TABLE；（3）RENAME TABLE； （4）DROP TABLE；（5）SHOW TABLES；（6）SHOW COLUMNS。

用 SQL 语言建立“类别”表。 类别（类号，类名） 其中类号是主键。

答案： CREATE TABLE 类别 (类号 CHAR(5) PRIMARY KEY, 类名 CHAR(30));

简述索引的分类有哪些。

1. 普通索引：最基本的索引类型，没有任何限制。

2.唯一性索引：索引列中的所有值都只能出现一次，必须是唯一 的。

3.主键：一种唯一性索引。

说明 DROP TABLE 语句和 DELETE 语句的联系和区别。

（1）DROP TABLE 语句和 DELETE 语句都可以从基本表中删除元 组。

（2）DROP TABLE 语句不但删除表中的全部元组，还删除整个关 系表结构。

（3）DELETE 语句可以根据条件删除表中部分元组。

简述使用视图的优点。

1）集中分散数据； 2）简化查询语句； 3）重用 SQL 语句； 4）保护数据安全； 5）共享所需数据； 6）更改数据格式。

简述存储过程的基本概念。

存储过程是一组为了完成某项特定功能的 SQL 语句集，其实质上 就是一段存储在数据库中的代码，它可以由声明式的 SQL 语句和 过程式 SQL 语句组成。

请简述在数据库的操作中使用存储过程的优点。

（1）可增强 SQL 语言的功能和灵活性 。

（2）良好的封装性 。

（3）高性能 。

（4）可减少网络流量 。

（5）存储过程可作为一种安全机制来确保数据库的安全性和数 据的完整性 。

助记口诀：分工有灵性，完全可减少流量。

简述在存储过程中局部变量与用户变量的区别。

局部变量声明时，其前面没有使用@符号，并且它只能被声明它 的 BEGIN…END 语句块中的语句所使用 用户变量声明时，会在其名称前面使用@符号，同时已声明的用 户变量存在于整个会话之中。

简述游标的含义及创建游标的语句。

游标是一个被 SELECT 语句检索出来的结果集。 在 MySQL 中，可以使用 DECLARE CURSOR 语句创建游标

游标使用的 注意事项

（1）游标只能用于存储过程或存储函数中，不能单独在查询操 作中使用。

（2）在存储过程或存储函数中可以定义多个游标，但是在一个 BEGIN…END 语句块中每一个游标的名字必须是唯一的。

（3）游标不是一条 SELECT 语句，是被 SELECT 语句检索出来的 结果集。

简述存储函数和存储过程的区别

1、存储函数不能拥有输出参数，这是因为存储函数自身就是输 出参数；而存储过程可以拥有输出参数。

2、可以直接对存储函数进行调用，且不需要使用 CALL 语句；而 对存储过程的调用，需要使用 CALL 语句。

3、存储函数中必须包含一条 RETURN 语句，而这条特殊的 SQL 语 句不允许包含于存储过程中。

数据库安全与保护包括：

（1）完整性控制：指数据库中数据的正确性和相容性。

（2）数据库的安全性：指保护数据库以防止不合法的使用而造 成数据泄露、更改或破坏。

（3）并发控制：事务就是为保证数据的一致性而产生的一个概 念和基本手段。

（4）数据库的备份与恢复：保证数据库中数据的可靠性和完整 性。

简述完整性约束条件中列级约束包括的内容。

（1） 对数据类型的约束，其包括数据类型、长度、精度等。

（2） 对数据格式的约束。

（3） 对取值范围或取值集合的约束。

（4） 对空值的约束。

简述 MySQL 中候选键与主键之间的区别。

（1）一个表中只能创建一个主键，但可以定义若干个候选键。

（2）定义主键约束时，系统会自动产生 PRIMARY KEY 索引，而 定义候选键约束时，系统自动产生 UNIQUE 索引。

参照完整性 约束的实现 策略

CASCADE

表示级联策略，即从被参照表中删除或更新记录行 时，自动删除或更新参照表中匹配的记录行。

SET NULL

表示置空策略，即当从被参照表中删除或更新记录行 时，设置参照表中与之对应的外键列的值为 NULL， 这个策略需要被参照表中的外键列没有声明限定词 NOT NULL。

RESTRICT

表示限制策略，即当要删除或更新被参照表中被参照 列上，并在外键中出现的值时，系统拒绝对被参照表 的删除或更新操作。与“NO ACTION”动作语义相同。

简述触发器的概念及其作用。

触发器（Trigger）是用户定义在关系表上的一类由事件驱动的 数据库对象，也是一种保证数据完整性的方法。

 主要作用：实现主键和外键不能保证的复杂的参照完整性和数据 的一致性，从而有效地保护表中的数据。

INSERT 触发器：引用 NEW 虚拟表，访问被插入的行。

DELETE 触发器：引用 OLD 虚拟表，访问被删除的行。

UPDATE 触发器：引用 NEW 虚拟表，访问新更新的值。引用 OLD 虚拟表，访问以前的值

简述事务的概念与事务的特征。

事务是用户定义的一个数据操作序列，这些操作可作为一个完整 的工作单元，要么全部执行，要么全部不执行，是一个不可分割 的工作单位。

特征（事务的 ACID 特征）：原子性、一致性、隔离性和持续性。 助记口诀：远离一尺（原离一持）。

封锁的级别

0 级 封锁

指封锁的事务不重写其他非 0 级封锁事务的未提交的更 新数据。该状态实用价值不大。

1 级封锁

指被封锁的事务不允许重写未提交的更新数据。这防止丢失更新的发生

2 级 封锁

指被封锁的事务既不能重写也不读未提交的更新数据。 这除了 1 级封锁的效果外还防止了读脏数据。

3 级 封锁

指被封锁的事务不读未提交的更新数据，不写任何（包 括读操作的）未提交数据，防止了不可重读的问题。这 是严格的封锁，它保证了多个事务并发执行的“可串行化”。

封锁可能引起哪些问题？

封锁带来的一个重要问题是可能引起“活锁”和“死锁”。 在并发事务处理过程中，由于锁会使一事务处于等待状态而调度 其他事务处理，因而该事务可能会因优先级低而永远等待下去， 这种现象称为“活锁”。活锁问题的解决与调度算法有关，一种 最简单的办法是“先来先服务”。 两个以上事务循环等待被同组中另一事务锁住的数据单元的情 形，称为“死锁”。

请列举说明会造成数据库运行事务异常中断的因素。 （至少 4 个）

（1） 计算机硬件故障 （2） 计算机软件故障 （3） 病毒 （4） 人为误操作 （5） 自然灾害 （6） 盗窃

请叙述文章《第三代数据库系统宣言》中指出第三代数据库系统 应具有的基本特征。

（1）第三代数据库系统应支持数据管理、对象管理和知识管理。 （2）第三代数据库系统必须保持或继承第二代数据库系统的技 术。 （3）第三代数据库系统必须对其他系统开放

什么是数据仓库？

数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据集 合，用以支持管理决策的过程。

什么是数据挖掘？

 数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实 际应用数据中发现并提取隐藏在其中的、人们事先不知道的、但 又是潜在有用的信息和知识的一种技术

请说明 OLAP 与数据挖掘的区别。

在数据仓库技术中，OLAP 是数据汇总/聚集工具，可帮助简化数 据分析，而数据挖掘是自动地发现隐藏在大量数据中的隐含模式 和有趣知识；OLAP 工具的目标是简化和支持交互式数据分析，而 数据挖掘工具的目标是尽可能自动处理。在这种意义下，数据挖掘比传统的联机分析处理前进了一步

简述在实际使用中，数据挖掘的过程。

（1）确定业务对象 （2）数据的选择 （3）数据的预处理 （4）建模 （5）模型评估 （6）模型部署

简述数据挖掘具备的功能。

（1）概念描述 （2）关联分析 （3）分类与预测 （4）聚类 （5）孤立点检测 （6）趋势和演变分析

简述大数据的特征。

（1）数据量巨大，即大量化。 （2）数据种类繁多，即多样化。 （3）处理速度快，即快速化。 （4）价值密度低。

NoSQL 系统 支持的数据 存储模型

键值存储

NoSQL 数据库采用最多的数据存储方式，适合通过 主键进行查询或遍历。

文档存储

适合存储系统日志等非结构化数据，可以通过复杂 的查询条件来获取数据

列存储

比较适合对某一列进行随机查询处理，主要应用于 需要处理大量数据的情况

图存储

图存储数据库是基于图理论构建的，使用结点、属 性和边的概念