数据库原理 复习笔记(一)

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简述题

1.试述数据库系统的三级模式两级映像结构。这种结构的优点是什么?其如何保证数据的逻辑独立性和物理独立性?

数据库系统的三级模式两级映像结构由外模式、模式、内模式组成。数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给DBMS管理,使用户能够逻辑抽象地处理数据,而不必关心数据在计算机中的表示和存储。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像:外模式/模式映像和模式/内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 

优点就是保证了数据的独立性 

 外模式/模式映像保证了数据的逻辑独立性

当模式改变,数据库管理员对外模式/模式映像作相应变化,使外模式保持不变。

应用程序应用程序是依据数据的外模式编写的,应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。

模式/内模式映像保证数据的物理独立性

当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构),数据库管理员修改模式/内模式映象,使模式保持不变。

应用程序不受影响。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.简述关系、关系模式、关系模型,以及三者之间的区别和联系。

关系是单一的数据结构,一个关系通常对应一张表。

关系模式是关系模式是指关系的描述。

关系模型是指用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。

关系实际上就是关系模式在某一时刻的状态或内容。也就是说,关系模式是型,关系是它的值。关系模式是静态的、稳定的,而关系是动态的、随时间不断变化的,因为关系操作在不断地更新着数据库中的数据。

3.试述关系模型完整性规则及其内容。

关系模型的完整性约束包括实体完整性参照完整性用户定义完整性

实体完整性:规定关系中的所有属性不能为空,而不仅是整体不能为空。

参照完整性:外码、参照关系、被参照关系外码取值规则:要么为空,要么等于对应参照关系的某个主码。

用户定义完整性:反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。

4.什么是物理独立性?什么是逻辑独立性?

当模式改变时(例如增加新的关系,新的属性,改变属性的数据类型等),由数据库管理员对各个外模式/模式的映像做相应的改变,可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性

当数据库的存储结构改变了,由数据库管理员对模式/内模式映像做响应的改变,可以使模式保持不变,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

5.什么是数据模型及其要素?

数据模型通常是由数据结构数据操纵数据的完整性约束三部分组成。

①数据结构:是所研究的对象类型的集合,是对系统的静态特性的描述。

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数据的完整性约束条件:是完整性规则的集合,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。

6.简述数据库设计过程的各个阶段的设计任务。

①需求分析:进行数据库设计首先必须准确了解和分析用户需求(包括数据与处理)。

②概念结构设计:概念结构设计是整个数据库设计的关键,它通过对用户需求进行综合,归纳与抽象,形成了一个独立于具体DBMS的概念模型。

③逻辑结构设计:逻辑结构设计是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型,并将进行优化。

④物理结构设计:物理设计是为逻辑数据结构模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)

⑤数据库实施:数据库实施阶段,设计人员运营DBMS提供的数据库语言(如sql)及其宿主语言,根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库,编制和调试应用程序,组织数据入库,并进行试运行。

⑥数据库的运行和维护:数据库应用系统经过试运行后,即可投入正式运行,在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价,调整,修改。

7.简述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。

用户身份鉴定:是数据库管理系统提供的最外层安全保护措施。数据库会对用户进行标识,系统内部记录所有合法用户的标识,每次用户要求进入系统时,由系统进行核对通过鉴定以确定用户的合法性。

存取控制:用户权限定义和合法权检查机制一起组成了数据库管理系统的存取控制子系统。通过用户权限定义和合法检查确保只有合法权限的用户访问数据库,所有未被授权的人员无法存取数据。

视图:把要保密的数据对无权存取这些数据的用户隐藏起来,对数据提供一定程度的安全保护。间接地实现支持存取谓词的用户权限定义

审计:把用户对数据库的所有操作自动记录下来放入审计日志中。审计系统提供了一种事后检查的安全机制。

数据加密:对存储和传输的数据进行加密处理,从而使得不知道解密算法的人无法获知数据的内容。是防止数据库中数据在存储和传输中失密的有效手段。

8.什么是基本表?什么是视图?两者的区别和联系是什么?

基本表:本身独立存在的表,在SQL中一个关系就对应一个基本表。一个(或多个)基本表对应一个(或多个)存储文件。

视图: 从一个或几个基本表导出的表。它本身不独立存储在数据库中,即数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据。这些数据仍存放在导出视图的基本表中,因此视图是一个虚表。

联系:视图中的数据来源于基本表,都可以进行查询

区别:基本表中存储实际的数据,而视图只存储定义,不存放实际数据;对基本表可以进行任意的更新操作,而对视图的更新时受限。

9.什么是数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法?

自主存取控制方法:定义各个用户对不同数据对象的存取权限。当用户要访问数据库时,首先检查其存取权限,以防止非法用户对数据库进行存取。

强制存取控制方法:每一个数据对象被标以一定的密级,每位用户也被授予某一级别的许可证。系统规定只有具有某一许可证级别的用户才能存取某密级的数据对象。

为什么强制存取控制方法提供了更高级别的数据库安全性?

强制存取控制是对数据本身进行加密级别标记,无论如何复制数据,标记与数据都是一个不可分割的整体,只有符合加密级别标记要求的用户才能操纵数据,提供更高级别的安全性。

10.什么是存储过程?说明其优点是什么?

       存储过程是SQL 语句和可选控制流语句的预编译集合,以一个名称存储并作为一个单元处理。存储过程存储在数据库内,可由应用程序通过一个调用执行,而且允许用户声明变量、有条件执行以及其它强大的编程功能。存储过程在创建时即在服务器上进行编译,所以执行起来比单个SQL语句快。
优点:
       ①存储过程只在创造时进行编译,以后每次执行存储过程都不需再重新编译,而一般SQL语句每执行一次就编译一次,所以使用存储过程可提高数据库执行速度。

       ②当对数据库进行复杂操作时(如对多个表进行Update,Insert,Query,Delete时),可将此复杂操作用存储过程封装起来与数据库提供的事务处理结合一起使用。

       ③存储过程可以重复使用,可减少数据库开发人员的工作量

       ④安全性高,可设定只有某此用户才具有对指定存储过程的使用权

11.并发操作带来的数据不一致性:

1.丢失修改2.不可重复读3.读脏数据

解决:采取并发控制机制,如封锁、时间戳、乐观控制法。

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