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考研数据库系统概论题目整理

数据库系统概论题目自整理

说复试题目过于牵强,只是自己整理的一些知识点而已,为了便于理解和背诵,有些部分定义和说明尽量简明扼要,如有错误请多多指教!(不可转载)

大家觉得有用点点赞啊啊我升到3级就可以自定义标签了谢谢~ 1.试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。

( l)数据( Data ) :描述事物的符号记录称为数据。数据的含义称为语义,数据与其语义是不可分的。 ( 2)数据库( DataBase,简称 DB ) :若干个相互之间有关联关系的表的集合,表就是关系。数据库中的数据具有 永久存储,易扩展,可共享的特点。 ( 3)数据库系统( DataBase Sytem,简称 DBS ) :数据库系统是一个大的环境,是DB+DBMS+DBAP+DBA+计算机基本系统。(DBAP:为某一个用户更好的使用数据库而开发的应用程序) (4)数据库管理系统( DataBase Management sytem,简称 DBMs ):管理数据库的一种系统软件。位于用户和操作系统之间。DBMS的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。

2.数据库系统的特点

(l)数据结构化 数据库系统实现整体数据的结构化,这是数据库的主要特征之一,也是 数据库系统与文件系统的本质区别。“整体”的意思是,在数据库系统中,数据不再针对某一个应用,而是面向全组织,具有整体的结构化。 (2)数据的共享性高,冗余度低,易扩充 ;数据库的数据不再面向某个应用而是面向整个 系统,因此可以被多个用户、多个应用以多种不同的语言共享使用。由于数据面向整个系统,是有结构的数据,不仅可以被多个应用共享使用,而且容易增加新的应用,这就使得数据库系统弹性大,易于扩充。 数据共享可以大大减少数据冗余,节约存储空间,同时还能 够避免数据之间的不相容性与不一致性。所谓“数据面向某个应用”是指数据结构是针对某 个应用设计的,只被这个应用程序或应用系统使用,可以说数据是某个应用的“私有资源 ”。所谓“弹性大”是指系统容易扩充也容易收缩,即应用增加或减少时不必修改整个数据 库的结构,只需做很少的改动。可以取整体数据的各种子集用于不同的应用系统,当应用需 求改变或增加时,只要重新选取不同的子集或加上一部分数据,便可以满足新的需求。 ( 3)数据独立性高 数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。数据库管理系 统的模式结构和二级映像功能保证了数据库中的数据具有很高的物理独立性和逻辑独立性。 (4)数据由 DBMS统一管理和控制 数据库的共享是并发的共享,即多个用户可以同时存 取数据库中的数据甚至可以同时存取数据库中同一个数据。为此, DBMS必须提供统一的 数据控制功能,包括数据的安全性保护、数据的完整性检查、并发控制和数据库恢复。解析 DBMS数据控制功能包括四个方面: 数据的安全性保护:保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏; 数据的完整性检查:保证数据的正确性和相容性。 并发控制:对多用户的并发操作加以控制和协调,保证并发操作的正确性; 数据库恢复:能将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态(亦称为完整状态或一致状态)。

下面可以得到“什么是数据库”的一个定义: 数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合,它可以供各种用户共享,具有最小冗余度和较高的数据独立性。 DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制,以保证数据的完整性、安全性,并在多用户同时使用数据库时进行并发控制,在生故障后对系统进行恢复。数据库系统的出现使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的新阶段。

3.数据库管理员的职责

1.决定数据库中的信息内容和结构; 2.决定数据库的存储结构和存取策略; 定义数据库的安全性要求和完整性约束条件; 3.监控数据库的使用和运行; 4.数据库的改进和重组,重构;

4.试述文件系统与数据库系统的区别和联系。

文件系统与数据库系统的区别是: 文件系统面向某一应用程序,共享性差,冗余度大,数据独立性差,记录内有结构,整体无结构,由应用程序自己控制。 数据库系统面向现实世界,共享性高,冗余度小,具有较高的物理独立性和一定的逻辑独立性,整体结构化,用数据模型描述,由DBMS统一管理。 文件系统与数据库系统的联系是:文件系统与数据库系统都是计算机系统中管理数据的软 件。文件系统是操作系统的重要组成部分;而DBMS是独立于操作系统的软件。但是DBMS是在操作系统的基础上实现的;数据库中数据的组织和存储是通过操作系统中的文件系统来实现的。

5.数据模型的层次

数据模型:是对现实世界数据特征的抽象。可分为 概念模型,逻辑模型和物理模型 概念模型:用于数据库设计,是从用户的角度对数据建模,是现实世界抽象出来的模型。 逻辑模型:用计算机的角度对数据建模,分为:层次模型,关系模型,网状模型。 物理模型:描述数据在系统内部的表示方式和存取方法。是对数据最底层的抽象。

6.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。

数据模型是对现实世界数据特征的抽象,是现实世界的模拟。 数据模型是用来描述数据,组织数据和对数据进行操作的。 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:是描述数据库组成对象以及对象之间的关系,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的实例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。

7.试述概念模型的作用(待补充)

概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模,是 现实世界到信息世界的第一层抽象,概念模型是整个数据库设计的基础。

8.定义并解释概念模型中以下术语0:实体,实体型,实体集,属性,码,实体联系图(E—R图)

实体:客观存在并可以相互区分的事物叫实体。 实体型:具有相同属性的实体具有相同的特征和性质,用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体,称为实体型。 实体集:同型实体的集合称为实体集。 属性:实体所具有的某一特性,一个实体可由若干个属性来刻画。 码:惟一标识实体的属性集称为码。 实体联系图( E一 R图):提供了表示实体型、属性和联系的方法: ·实体型:用矩形表示,矩形框内写明实体名; ·属性:用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体连接起来; ·联系:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁标上联系的类型( 1: 1,1: n或 m: n)。

9.试述网状、层次、关系模型的优缺点。

层次模型:数据集合之间的联系满足除根节点以外的所有节点有且只有一个双亲结点的条件称为层次模型。 优点主要有: ( l)模型简单。 (2)查询效率高。 ( 3)层次数据模型提供了良好的完整性支持。 缺点主要有: ( l)现实世界中很多联系无法用层次模型来描述,如多对多联系。 (2)对插入和删除操作的限制比较多; (3)查询子女结点必须通过双亲结点。 网状数据模型:数据集合之间的联系满足允许多个节点无双亲或者有多个双亲条件成为网状模型。 优点主要有: (1)能够更为直接地描述现实世界,如一个结点可以有多个双亲; (2)具有良好的性能,存取效率较高。 网状数据模型的缺点主要有: (1)结构比较复杂。 (2)其 DDL、 DML语言复杂,用户不容易使用。 (3)由于记录之间联系是通过存取路径实现的,加重了编写应用程序的负担。

关系数据模型:由一组关系组成,一个关系就是一张表。 具有下列优点: ( l)关系模型与非关系模型不同,它是建立在严格的数学概念的基础上的。 ( 2)其数据结构简单、清晰,用户易懂易用。关系模型的概念单一,无论实体还是实体之间的联系都用关系表示,操作的对象和操作的结果都是关系。 ( 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。 关系数据模型最主要的缺点是,由于存取路径对用户透明,查询效率往往不如非关系数据模型。因此为了提高性能,必须对用户的查询请求进行优化,增加了开发数据库管理系统的难度。

10.试述关系模型的概念,定义并解释以下术语:

(l)关系(2)属性(3)域(4)元组 ( 5)主码(6)分量(7)关系模式 关系模型中无论是实体还是实体间的联系均由单一的结构类型——关系来表示。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。 ( l)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)主码:表中的某个属性组,它可以惟一确定一个元组; (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)

10. 试述数据库系统三级模式结构,这种结构的优点是什么?

模式:对数据库中的数据进行的一种结构化的描述。其实就是对数据的结构的抽象。 数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。 外模式,是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图。 特点:一个数据库可以有多个外模式;外模式就是用户视图;外模式是保证安全性的一个有力措施。 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。 模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的局部逻辑结构,通常是模式的子集。 特点:一个数据库只能有一个模式,是数据库数据在逻辑上的视图,数据库模式以某一个数据模型为基础。 内模式,亦称存储模式,是数据在数据库系统内部的表示,即对数据的物理结构和存储方式的描述。一个数据库中只能有一个内模式。 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。 三级结构的优点 (1)保证数据的独立性。将模式和内模式分开,保证了数据的物理独立性;将外模式和模式分开,保证了数据的逻辑独立性。 (2)简化了用户接口。按照外模式编写应用程序,而不需了解数据库内部的存储结构,方便用户使用系统。 (3)有利于数据共享。在不同的外模式下可有多个用户共享系统中数据,减少了数据冗余。 (4)利于数据的安全保密。在外模式下根据要求进行操作,不能对限定的数据操作,保证了其他数据的安全。

11.简述数据库的二级映像

外模式/模式映像:一个模式可以有多个外模式。当模式改变时,由数据库管理员对各个外模式/模式的映像做相应改变,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。

模式/内模式映像:模式与内模式映像是唯一的。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,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。 数据库管理系统在三级模式之间提供的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。

12.数据库管理系统的功能

( l)数据库定义功能;定义数据库中表的格式,DBMS提供DDL给用户,用户通过DDL来描述表的结构,DBMS按照用户的定义创建数据库和表。 ( 2)数据库操作功能;对数据库中的表进行操作,DBMS提供DML给用户,用户通过DML对表进行操作,DBMS按照用户的操作,去实际执行这些操作。 ( 3)数据库控制功能;控制数据库中数据的使用(哪些用户可以访问,那些不可以),DBMS提供DCL给用户,用户通过DCL来描述对数据库所要实施的控制,DBMS按照用户的描述进行控制。 (4)数据库维护功能。DBMS提供一系列程序给用户,这些程序提供了数据库维护的各种功能,用户通过这些程序来对数据库进行维护。

13.试述关系模型的三个组成部分。

关系模式:是关系的结构,关系是关系模式在某一时刻的数据。 关系模型:是关系模式的结构。 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。

14.试述关系数据语言的特点和分类。

答:关系数据语言可以分为三类: 关系代数语言:一组抽象的查询语言,他对关系的运算表达查询。 关系演算语言:元组关系演算语言和域关系演算语言。 SQL:具有关系代数和关系演算双重特点的语言。 这些关系数据语言的共同特点是,语言具有完备的表达能力,是非过程化的集合操作 语言,功能强,能够嵌入高级语言中使用。

15.试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中,为什么外部码属性的值也可以为空?什么情况下才可以为空?

关系模型的完整性规则就是对关系的某种约束条件。可分为实体完整性,参照完整性,用户定义的完整性。 实体完整性是针对主码而言的,关系数据库中的每一个元组应该是唯一的,可区分的。即若属性为主码,则不能空值。() 参照完整性是针对外码而言的。用来定义外码于主码之间的引用规则。 用户自定义完整性是某一个应用所涉及的数据必须满足的语义要求 如果一个属性是某个关系的外码,若关系中每个元组的属性值都为空值时,属性可以为空。

16.数据库中的几种关键码元

数据库中的关键码包括超码、候选码、主码、外码。 超码和候选码是唯一地标示关系中元组的属性或属性集,但候选码中不含有多余的属性; 主键是从候选码中选出一个坐老大; 外键是指一个关系中包含的另一个关系的主码所对应的属性

17.基本的关系操作(查询,修改,插入,删除)

查询的关系运算: 基本的关系运算:选择,投影,并,差,笛卡尔积 特殊的关系运算:交,除,连接。均可以用基本关系运算表达,可以简化描述语句

18.试述等值连接与自然连接的区别和联系。

连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。它是从两组关系的笛卡尔积中选取属性值相等的那些元组。 自然连接是一种特殊的等值连接,它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组, 并且在结果中把重复的属性列去掉。

19.试述 SQL语言的特点。

(l)综合统一。SQL语言集数据定义语言 DDL数据定义语言 DML数据操纵语言 DCL数据控制语言 的功能于一体。 (2)高度非过程化。用 SQL语言进行数据操作,只要提出“做什么”,而无需指明“怎么 做”,因此无需了解存取路径,存取路径的选择以及 SQL语句的操作过程由系统自动完 成。 (3)面向集合的操作方式。SQL语言采用集合操作方式,不仅操作对象、查找结果可以是元 组的集合,而且一次插入、删除、更新操作的对象也可以是元组的集合。 (4)以同一种语法结构提供多种使用方式。SQL语言既是自含式语言,又是嵌入式语言。作为自含式语言,它能够独立地用于联机交互的使用方式;作为嵌入式语言,它能够嵌入到 高级语言程序中,供程序员设计程序时使用。 (5)语言简捷,易学易用。

20.SQL的功能

数据查询; 数据库模式创建; 数据的插入删除; 数据库安全性与完整性的定义与控制;

21.试述 SQL的定义功能。

SQL语言的定义功能包括定义表,定义视图,定义索引。 SQL语言通过create table来定义表,通过alter table更新表,通过drop table删除表; SQL语言通过create index,drop index 建立索引和删除索引; 通过create view,drop view建立视图和删除视图。

22.SQL的更新操作有哪些?

SQL的数据更新包括数据插入,数据删除,数据更改,分别用insert,delete和update语句实现

23.什么是基本表?什么是视图?两者的区别和联系是什么?

基本表就是本身独立存在的表,一个关系就对应一张表; 视图是有一个或多个基本表导出的表,是一个虚表,在数据库中只存放对视图的定义,不存放视图对应的数据,视图对应的数据仍然存放在相应的基本表中,视图在概念上与基本表等同,用户可以像使用基本表那样使用视图,视图可以再定义视图。

24.视图的优点作用?

1.可以简化用户的操作,是用户把注意力集中在多关注的数据上面; 2.对重建数据库提供一定程度的逻辑独立性,有时尽管数据库的逻辑结构发生变化,而应用程序不需要改变。 3.对机密数据能提供安全保护,通过对不同用户定义不同的视图,使得机密数据可以不出现在某些用户视图上。 4.使用户以多种角度看待同一数据,视图机制能够使不同用户以多种方式看同一数据。

25. 所有的视图是否都可以更新?为什么?

视图是不实际存储数据的虚表,因此对视图的更新,最终要转换为对基本表的更新。 因为有些视图的更新不能惟一有意义地转换成对相应基本表的更新,所以,并不是所有的 视图都是可更新的. 基本表的行列子集视图一般是可更新的。若视图的属性来自集函数、表达式,则该视图 肯定是不可以更新的。

26.简述索引,索引的作用是什么?

索引:能够快速定位到所要查询的内容,用户可以根据应用环境的需要在基本表上建立一个或多个索引,以提供多种存取路径,加快查找速度。

27.Where和having语句的区别

区别在于作用对象不同,where子句作用于基本表和视图,从中选择满足条件的元组,having与group by连用,group by将查询结果分组,having从中选择满足条件的元组。Where子句中不能使用聚合函数作为条件表达式。

28.聚合函数有哪些?

Count():返回某列的行数 Avg():返回某列的平均值 Sum():返回某列的总数 max():返回某列的最大值 Min():返回某列的最小值

29.简述连接查询

连接查询:如果一个查询同时涉及两个以上的表。 包括:等值连接查询(使用连接运算符‘=’),自然连接查询(特殊的等值连接,在结果中把重复的属性列去掉),非等值连接查询(不用‘=’),自身连接查询(一个表与自身连接),外连接查询(把悬浮元组也保存在查结果中)等。 悬浮元组:自然连接中被舍弃的那些元组被称为悬浮元组。(左连接,右连接)

30.Exists谓词的子查询

Exists代表存在量词,带有exist是谓词的子查询不返回任何数据,只产生逻辑真和逻辑假值。

31.集合查询

集合查询包括:并操作union,交操作intersect,差操作except。 参加集合操作的各查询结构必须列数相同,对应项的数据类型也必须相同。

32.数据库安全性是什么?

保护数据库防止因为不合法的操作而造成数据库数据的泄露,更改或破坏。

33.为什么需要对数据库的安全性控制?

存在一些不安全的因素: 非授权用户对数据库的恶意存取和破坏, 数据库中重要或敏感的数据被泄露, 安全环境的脆弱性。

34.数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系?

数据库安全性是计算机系统安全性的一部分,两者是紧密联系,相互支持的。 安全性问题不是数据库系统所独有的,所有计算机系统都有这个问题。只是在数据库系 统中大量数据集中存放,而且为许多最终用户直接共享,从而使安全性问题更为突出。

35.试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。

1.用户身份鉴别;系统提供一定的方式让用户标识自己的身份,每次用户要求进入系统时,系统进行核实用户的身份,成功才能提供系统的使用权。(静态口令鉴别,动态口令鉴别,生物特征鉴别,智能卡鉴别) 2.存取控制;确保只授权给有资格的用户访问数据库的权限,同时令所有未被授权的用户无法接近数据。包括定义用户权限和合法权限检查两部分。 (1).定义用户权限,将用户权限登记到数据字典中。 (2).合法权限检查,当用户发出操作请求后,系统根据数据字典的安全性规则对其进行合法权限检查。 3.视图机制;为不同的用户定义不同的视图,把数据对象限定在一定范围内。 4.审计;审计功能是把用户对数据库的操作自动记录下来放到审计日志中,审计员利用审计日志来监控数据库的各种行为,可以重现导致数据库现有状况的一系列操作,找出非法事件。 5. 数据加密;根据一定的算法将数据变为密文,使不知道解密算法的人不知道数据的内容。

36.什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,当用户对数据库进行访问时,先检查用户的存取权限。 强制存取控制方法:每一个数据对象被强制的标以一定的密级,每一个用户也被强制的授予某一级别的许可证,系统规定只有某一许可证级的用户才能访问某一密级的数据对象。

37.试述TcsEC ( TDI)将系统安全级别划分为4组7个等级的基本内容。

TCSEC ( TDI)将系统划分为四组(division ) 7个等级,依次是D、C( C1, C2)、B ( B1 , B2 ,B3)、A( A1) ,按系统可靠或可信程度逐渐增高。 D级 D级是最低级别。一切不符合更高标准的系统,统统归于D组。 Cl级只提供了非常初级的自主安全保护。能够实现对用户和数据的分离,进行自主存取控 制( DAC ),保护或限制用户权限的传播。 C2级实际是安全产品的最低档次,提供受控的存取保护,即将Cl级的 DAC进一步细化, 以个人身份注册负责,并实施审计和资源隔离。 Bl级标记安全保护。对系统的数据加以标记,并对标记的主体和客体实施强制存取控制 ( MAC)以及审计等安全机制。 B2级结构化保护。建立形式化的安全策略模型并对系统内的所有主体和客体实施 DAC和MAC。 B3级安全域。该级的TCB必须满足访问监控器的要求,审计跟踪能力更强,并提供系统恢 复过程。 A1级验证设计,即提供B3级保护的同时给出系统的形式化设计说明和验证以确信各安全 保护真正实现。

38.数据加密的方式?

数据加密:原始数据——明文变换为不可直接识别的格式——密文。 存储加密:基于数据库内核的数据存储加密、解密方法性能好,安全完备性高。 透明:采用内核级加密保护方式 非透明:采用加密函数实现

传输加密:链路加密:对报文和报头均加密。 端到端加密:只加密报文,不加密报头

38.自主存取控制

引用某博主的思维导图,完整导图                      
                    </article>
                     
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