其它考試公共基礎-數(shù)據(jù)庫基礎知識

其它考試]公共基礎-數(shù)據(jù)庫基礎知識本章要點1.1.1數(shù)據(jù)庫的發(fā)展1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.1.3數(shù)據(jù)模型1.1.4關系數(shù)據(jù)庫思考題2/2/20232

1.1.1數(shù)據(jù)庫的發(fā)展數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)的概念包括兩個方面，即數(shù)據(jù)內容和數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)內容是指所描述客觀事物的具體特性，也就是通常所說數(shù)據(jù)的“值”；數(shù)據(jù)形式則是指數(shù)據(jù)內容存儲在媒體上的具體形式，也就是通常所說數(shù)據(jù)的“類型”。數(shù)據(jù)主要有數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像等多種形式。信息是指數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理后所獲取的有用知識。信息是以某種數(shù)據(jù)形式表現(xiàn)的。

數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，信息是數(shù)據(jù)有意義的表現(xiàn)。要點1.1數(shù)據(jù)庫基礎知識2/2/202332數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理就是將數(shù)據(jù)轉換為信息的過程。例如，學生各門成績?yōu)樵紨?shù)據(jù)，經(jīng)過計算得出平均成績和總成績等信息，計算處理的過程就是數(shù)據(jù)處理。要點2/2/20234數(shù)據(jù)處理的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：人工管理文件管理數(shù)據(jù)庫管理要點2/2/20235（1）人工管理階段從50年代初開始，開始將計算機應用于數(shù)據(jù)處理；計算處理的數(shù)據(jù)量很小，基本上不存在數(shù)據(jù)管理的問題；早期的計算機主要用于科學計算，數(shù)據(jù)不需要長期保存；當時的計算機沒有專門管理數(shù)據(jù)的軟件；沒有像磁盤這樣可隨機存取的外部存儲設備；對數(shù)據(jù)的管理沒有一定的格式，數(shù)據(jù)依附于處理它的應用程序，使數(shù)據(jù)和應用程序一一對應，互為依賴。

要點2/2/20236在人工管理階段，應用程序與數(shù)據(jù)之間的關系如圖1-1所示。

應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n……

2/2/20237（2）文件管理階段從50年代后期開始至60年代末為文件管理階段，應用程序通過專門管理數(shù)據(jù)的軟件（即操作系統(tǒng)）來使用數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)的一項主要功能是文件管理；由于計算機存儲技術的發(fā)展和操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，同時計算機硬件也已經(jīng)具有可直接存取的磁盤、磁帶及磁鼓等外部存儲設備；數(shù)據(jù)處理應用程序利用操作系統(tǒng)的文件管理功能，將相關數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則構成文件，通過文件系統(tǒng)對文件中的數(shù)據(jù)進行存取、管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的文件管理方式。要點2/2/20238在文件管理階段，應用程序與數(shù)據(jù)之間的關系如圖1-2所示。┆┆操作系統(tǒng)應用程序n應用程序2數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n應用程序1數(shù)據(jù)組1┆┆2/2/20239（3）數(shù)據(jù)庫管理階段數(shù)據(jù)庫管理階段是60年代末在文件管理基礎上發(fā)展起來的；出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（，），運用數(shù)據(jù)庫技術進行數(shù)據(jù)管理，將數(shù)據(jù)管理技術推向了數(shù)據(jù)庫管理階段。數(shù)據(jù)庫技術使數(shù)據(jù)有了統(tǒng)一的結構，對所有的數(shù)據(jù)實行統(tǒng)一、集中、獨立的管理，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性，提高了數(shù)據(jù)管理效率。在應用程序和數(shù)據(jù)庫之間，由數(shù)據(jù)庫管理軟件把所有應用程序中使用的相關數(shù)據(jù)與各個應用程序之間提供方便、快捷的查詢、使用。2/2/202310在數(shù)據(jù)庫管理階段，應用程序與數(shù)據(jù)之間的關系如圖1-3所示。┆數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應用程序2應用程序1應用程序n操作系統(tǒng)2/2/202311數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的區(qū)別是：數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲是按同一結構進行的，不同的應用程序都可直接操作使用這些數(shù)據(jù)，應用程序與數(shù)據(jù)間保持高度的獨立性；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供一套有效的管理手段，保持數(shù)據(jù)的完整性、一致性和安全性，使數(shù)據(jù)具有充分的共享性；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還為用戶管理、控制數(shù)據(jù)的操作，提供了功能強大的操作命令，使用戶直接使用命令或將命令嵌入應用程序中，簡單方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理、控制操作。

2/2/2023121.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（，），是一個計算機應用系統(tǒng)。它由計算機硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用程序和用戶等部分組成。應用程序硬件語言編譯DBMSOS2/2/202313（1）計算機硬件主要包括主機、存儲設備、通道等。大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般都建立在計算機網(wǎng)絡環(huán)境下。（2）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（，）是指負責數(shù)據(jù)庫存取、維護、管理的系統(tǒng)軟件。它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，其功能的強弱是衡量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能優(yōu)劣的主要指標。必須運行在相應的系統(tǒng)平臺上，在操作系統(tǒng)和相關的系統(tǒng)軟件支持下，才能有效地運行。2/2/202314（3）數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(，)是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中以一定組織方式將相關數(shù)據(jù)組織在一起，存儲在外部存儲設備上所形成的、能為多個用戶共享的、與應用程序相互獨立的相關數(shù)據(jù)集合；集中性是指把數(shù)據(jù)庫看成性質不同的數(shù)據(jù)文件的集合，其中的數(shù)據(jù)冗余很?。还蚕硇允侵付鄠€不同用戶使用不同語言，為了不同應用目的可同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)由進行統(tǒng)一管理和控制，用戶對數(shù)據(jù)庫進行的各種數(shù)據(jù)操作都是通過實現(xiàn)的。2/2/202315（4）應用程序應用程序（）是在的基礎上，由用戶根據(jù)應用的實際需要所開發(fā)的、處理特定業(yè)務的應用程序。（5）數(shù)據(jù)庫用戶用戶（）是指管理、開發(fā)、使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有人員，通常包括數(shù)據(jù)庫管理員、應用程序員和終端用戶。2/2/2023161.1.3數(shù)據(jù)模型1信息處理的三個層次（1）現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界就是存在于人腦之外的客觀世界，客觀事物及其相互聯(lián)系就處于現(xiàn)實世界中。客觀事物可以用對象和性質來描述；（2）信息世界信息世界就是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映，又稱觀念世界?？陀^事物在信息世界中稱為實體，反映事物間聯(lián)系的是實體模型或概念模型?，F(xiàn)實世界是物質的，相對而言信息世界是抽象的；（3）數(shù)據(jù)世界數(shù)據(jù)世界就是信息世界中的信息數(shù)據(jù)化后對應的產物。現(xiàn)實世界中的客觀事物及其聯(lián)系，在數(shù)據(jù)世界中以數(shù)據(jù)模型描述。相對于信息世界，數(shù)據(jù)世界是量化的、物化的。2/2/2023172實體模型

實體模型又稱概念模型，它是反映實體之間聯(lián)系的模型。實體模型只是將現(xiàn)實世界的客觀對象抽象為某種信息結構。2/2/2023183實體客觀事物在信息世界中稱為實體（），它是現(xiàn)實世界中任何可區(qū)分、識別的事物。實體可以是具體的人或物，也可以是抽象概念；（1）屬性實體具有許多特性，實體所具有的特性稱為屬性（）。一個實體可用若干屬性來刻畫。每個屬性都有特定的取值范圍即值域（），值域的類型可以是整數(shù)型、實數(shù)型、字符型等;；（2）實體型和實體值實體型就是實體的結構描述，通常是實體名和屬性名的集合。具有相同屬性的實體，有相同的實體型；（3）屬性型和屬性值與實體型和實體值相似，實體的屬性也有型與值之分。屬性型就是屬性名及其取值類型，屬性值就是屬性在其值域中所取的具體值；（4）實體集性質相同的同類實體的集合稱實體集。如一個班的學生。2/2/2023194實體聯(lián)系建立實體模型的一個主要任務就是要確定實體之間的聯(lián)系。常見的實體聯(lián)系有3種：一對一聯(lián)系、一對多聯(lián)系和多對多聯(lián)系。如圖1-6所示。班長班長-班級班級11班長班長-學生學生1n教師教師-學生學生mn（a）（b）（c）2/2/202320（1）一對一聯(lián)系（1:1）若兩個不同型實體集中，任一方的一個實體只與另一方的一個實體相對應，稱這種聯(lián)系為一對一聯(lián)系。如班長與班級的聯(lián)系，一個班級只有一個班長，一個班長對應一個班級。（2）一對多聯(lián)系（1）若兩個不同型實體集中，一方的一個實體對應另一方若干個實體，而另一方的一個實只對應本方一個實體，稱這種聯(lián)系為一對多聯(lián)系。如班長與學生的聯(lián)系，一個班長對應多個學生，而本班每個學生只對應一個班長。（3）多對多聯(lián)系（）若兩個不同型實體集中，兩實體集中任一實體均與另一實體集中若干個實體對應，稱這種聯(lián)系為多對多聯(lián)系。如教師與學生的聯(lián)系，一位教師為多個學生授課，每個學生也有多位任課教師。2/2/2023215數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關系。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中一個關鍵概念，數(shù)據(jù)模型不同，相應的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就完全不同，任何一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)常用的數(shù)據(jù)模型有下列三種：層次模型網(wǎng)狀模型關系模型。2/2/202322（1）層次數(shù)據(jù)模型（）層次模型的基本特點：有且僅有一個結點無父結點，稱其為根結點；其他結點有且只一個父結點。

2/2/202323（2）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型（）網(wǎng)狀模型的基本特點：一個以上結點無父結點；至少有一結點有多于一個的父結點。

2/2/202324（3）關系模型（）是一個特殊的二維表（滿足7個特性）。二維表中元組個數(shù)是有限的二維表中元組均不相同二維表中元祖的次序可以任意交換屬性是不可分割的基本數(shù)據(jù)項二維表中屬性名各不相同二維表中屬性與次序無關，可以任意交換二維表屬性的分量具有與該屬性相同的值域2/2/202325表1-1學生基本情況表學號姓名性別班級名系別代號地址出生日期是否團員備注011110李建國男計012101湖北武漢1984-9-28是

011103李寧女電013402江西九江1985-5-6否

011202趙娜女英011203廣西南寧1984-2-21否

021204孫亮男電013402湖南長沙1986-9-8是

011111趙琳女計012101江蘇南京1985-11-18是

021405羅宇波男英011203江蘇南通1985-12-12否

2/2/2023261.1.4關系數(shù)據(jù)庫1關系的基本概念（1）關系一個關系就是一張二維表，通常將一個沒有重復行、重復列的二維表看成一個關系，每個關系都有一個關系名。例如，表1-2考生簡況和表1-3考生考試成績就代表兩個關系，“考生簡況”及“考生考試成績”則為各自的關系名。在中，一個關系對應于一個表文件，簡稱為表，關系名則對應于表文件名或表名。2/2/202327表3-1表表結構為：（學號C(9),姓名C(8),性別C(2),出生日期D,黨員否L,專業(yè)C(20),簡介M,照片G）2/2/202328表3-2表表結構為：（課程號C(4),課程名C(16),學分N(2),學時N(3)）2/2/202329表3-3表表結構為：（學號C(9)，課程號C(4),成績N(3)）2/2/202330（2）元組二維表的每一行在關系中稱為元組。在中，一個元組對應表中一個記錄。（3）屬性二維表的每一列在關系中稱為屬性，每個屬性都有一個屬性名，屬性值則是各個元組屬性的取值。在中，一個屬性對應表中一個字段，屬性名對應字段名，屬性值對應于各個記錄的字段值。（4）域屬性的取值范圍稱為域。域作為屬性值的集合，其類型與范圍具體由屬性的性質及其所表示的意義確定。同一屬性只能在相同域中取值。2/2/202331（5）關鍵字關系中能唯一區(qū)分、確定不同元組的屬性或屬性組合，稱為該關系的一個關鍵字。單個屬性組成的關鍵字稱為單關鍵字，多個屬性組合的關鍵字稱為組合關鍵字。需要強調的是，關鍵字的屬性值不能取“空值”，所謂空值就是“不知道”或“不確定”的值，因而無法唯一地區(qū)分、確定元組。表1-2中“準考證號”及“身份證號”屬性可以作為單關鍵字，因為準考證號和身份證號不允許相同。而“姓名”及“出生日期”則不能作為關鍵字，因為考生中可能出現(xiàn)重名或相同出生日期。如果所有同名考生的出生日期不同，則可將“姓名”和“出生日期”組合成為組合關鍵字。2/2/202332（6）候選關鍵字關系中能夠成為關鍵字的屬性或屬性組合可能不是惟一的。凡在關系中能夠唯一區(qū)分、確定不同元組的屬性或屬性組合，稱為候選關鍵字。如表1-2中“準考證號”和“身份證號”屬性都是候選關鍵字。（7）主關鍵字在候選關鍵字中選定一個作為關鍵字，稱為該關系的主關鍵字。關系中主關鍵字是唯一的。（8）外部關鍵字關系中某個屬性或屬性組合并非關鍵字，但卻是另一個關系的主關鍵字，稱此屬性或屬性組合為本關系的外部關鍵字。關系之間的聯(lián)系是通過外部關鍵字實現(xiàn)的。2/2/202333（9）關系模式對關系的描述稱為關系模式，其格式為：關系名（屬性名1,屬性名2,…,屬性名n）關系既可以用二維表格描述，也可以用數(shù)學形式的關系模式來描述。一個關系模式對應一個關系的數(shù)據(jù)結構，也就是表的數(shù)據(jù)結構。如表1-2對應的關系，其關系模式可以表示為：（學號，姓名，性別，出生日期，黨員否，專業(yè)，簡歷，照片）其中，“”為關系名，括號中各項為該關系所有的屬性名。2/2/2023342關系數(shù)據(jù)庫抽象圖以關系模型建立的數(shù)據(jù)庫就是關系數(shù)據(jù)庫（，），關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的是關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（，）。

1個關系數(shù)據(jù)庫多個關系……2/2/2023353關系運算在關系數(shù)據(jù)庫中查詢用戶所需數(shù)據(jù)時，需要對關系進行一定的關系運算。關系運算主要有選擇、投影和聯(lián)接三種。選擇（）運算是從關系中查找符合指定條件元組的操作。投影（）運算是從關系中選取若干個屬性的操作。聯(lián)接（）運算是將兩個關系模式的若干屬性拼接成一個新的關系模式的操作，對應的新關系中，包含滿足聯(lián)接條件的所有元組。2/2/202336（1）選擇（）選擇運算是從二維表格中選取若干行的操作，在表中則是選取若干個記錄的操作。在中，通過命令子句<邏輯表達式>、<邏輯表達式>和設置記錄過濾器實現(xiàn)選擇運算。2/2/202337例如，表1-2按照性別=”男“的條件進行選擇運算，可得到如下結果。表1-4選擇運算結果2/2/202338（2）投影（）投影是從二維表格中選取若干列的操作，在表中則是選取若干個字段；在中，通過命令子句<字段表>和設置字段過濾器，實現(xiàn)投影運算。2/2/202339例如，選取表中學號，姓名、性別、出生日期四列的投影操作，可得到如表1-5所示結果。表1-5投影運算結果2/2/202340（3）聯(lián)接（）聯(lián)接是將兩個二維表格中的若干列，按同名等值的條件拼接成一個新二維表格的操作。在表中則是將兩個表的若干字段，按指定條件（通常是同名等值）拼接生成一個新的表；在中，聯(lián)接運算是通過命令和–命令來實現(xiàn)的。2/2/202341例如，將表和表中若干列，以“學號”列為依據(jù)，聯(lián)接生成一個新的表格，結果如圖1-6所示。

圖1-6聯(lián)接運算結果2/2/2023424關系的完整性約束關系完整性是為保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性和相容性，對關系模型提出的某種約束條件或規(guī)則。完整性通常包括：(1)實體完整性(2)參照完整性(3)用戶定義完整性域完整性2/2/202343（1）實體完整性實體完整性是指關系的主關鍵字不能取“空值”。一個關系對應現(xiàn)實世界中一個實體集，如表1-2所示關系就對應一組考生的集合?，F(xiàn)實世界中的實體是可相互區(qū)分、識別的，也即它們應具有某種惟一性標識。在關系模式中，以主關鍵字作唯一性標識，而主關鍵字中的屬性（稱為主屬性）不能取空值，否則，表明關系模式中存在著不可標識的實體（因空值是“不確定”的），這與現(xiàn)實世界的實際情況相矛盾，這樣的實體就不是一個完整實體。按實體完整性規(guī)則要求，主屬性不能取空值，如主關鍵字是多個屬性的組合，所有主屬性均不得取空值。如表1-2將“準考證號”列作為主關鍵字，那么，該列不得有空值，否則無法對應某個具體的考生，這樣的表格不完整，對應關系不符合實體完整性規(guī)則的約束條件。2/2/202344（2）參照完整性參照完整性是定義建立關系之間聯(lián)系的主關鍵字與外部關鍵字引用的約束條件。關系數(shù)據(jù)庫中通常都包含多個存在相互聯(lián)系的關系，關系與關系之間的聯(lián)系是通過公共屬性來實現(xiàn)的。所謂公共屬性：它是一個關系R（稱為被參照關系或目標關系）的主關鍵字，同時又是另一關系K（稱為參照關系）的外部關鍵字。如果參照關系K中外部關鍵字的取值，要么與被參照關系R中某元組主關鍵字的值相同，要么取空值，那么，在這兩個關系間建立關聯(lián)的主關鍵字和外部關鍵字引用，符合參照完整性規(guī)則要求。如果參照關系K的外部關鍵字也是其主關鍵字，根據(jù)實體完整性要求，主關鍵字不得取空值，因此，參照關系K外部關鍵字的取值實際上只能取相應被參照關系K中已經(jīng)存在的主關鍵字值。2/2/202345表1-7“”表與“”表的參照完整性。表1-7關系的參照完整性。（a）表（b）表2/2/202346（3）用戶定義完整性實體完整性和參照完整性適用于任何關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，主要是對關系的主關鍵字和外部關鍵字取值必須有效做出的約束。用戶定義完整性則是根據(jù)應用環(huán)境的要求和實際的需要，對某一具體應用所涉及的數(shù)據(jù)提出約束性條件。這一約束機制一般不應由應用程序提供，而應由關系模型提供定義并檢驗。用戶定義完整性主要包括如下兩方面：①字段有效性約束②記錄有效性約束2/2/202347思考題習題與上機操作1.習題一、選擇題

1．使用關系運算對系統(tǒng)進行操作，得到的結果是 。A．屬性B．元組C．關系D．關系模式2．從數(shù)據(jù)庫的整體結構看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)模型有 。A．網(wǎng)狀模型、鏈狀模型和層次模型B．層次模型、網(wǎng)狀模型和環(huán)狀模型C．層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型D．鏈狀模型、關系模型和層次模型3．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構成為：數(shù)據(jù)庫、計算機系統(tǒng)、用戶和 。A．操作系統(tǒng) B．文件系統(tǒng)C．數(shù)據(jù)集合 D．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2/2/2023484．用二維表形式表示的數(shù)據(jù)模型是 。

A．層次模型 B．關系模型

C．網(wǎng)狀模型 D．網(wǎng)絡模型

5．關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的3種基本關系運算不包括 。

A．比較B．選擇C．連接D．投影

6．數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的關系是 。

A．包括和B．包括和

C．包括和D．、和是平等關系

7．在關系理論中，把二維表表頭中的欄目稱為 。

A．數(shù)據(jù)項 B．元組

C．結構名 D．屬性名

2/2/2023498．如果要改變一個關系中屬性的排列順序，應使用的關系運算是 。A．重建 B．選取 C．投影 D．連接9．6.0是一個 。A．8位數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng) B．16位數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng)C．32位數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng) D．64位數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng)10．在“選項”對話框中的“文件位置”選項卡可以設置。A．表單的默認大小 B．默認目錄 C．日期和時間的顯示格式 D．程序代碼的顏色11．要啟動的向導可以 。A．打開“新建”對話框 B．單擊工具欄上的“向導”圖標按鈕C．從“工具”菜單中選擇“向導”D．以上方法均可以2/2/202350

12．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心是 。

A．數(shù)據(jù)庫 B．操作系統(tǒng)

C．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) D．文件

13．是一種關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，所謂關系是指 。

A．各條記錄中的數(shù)據(jù)彼此有一定的關系

B．一個數(shù)據(jù)庫文件與另一個數(shù)據(jù)庫文件之間有一定的關系

C．數(shù)據(jù)模型符合滿足一定條件的二維表格式

D．數(shù)據(jù)庫中各個字段之間彼此有一定的關系

14．不是可視化編