第4章数据库设计基础Word文档下载推荐.docx
《第4章数据库设计基础Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章数据库设计基础Word文档下载推荐.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
如：
人事管理系统
4.1.2数据库系统的发展
数据库技术产生发展的三个阶段：
人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段
1、人工管理阶段数据管理的特点：
数据不保存；
编写程序时要安排数据的物理存储；
数据面向程序，不共享；
数据不具有独立性
2、文件系统阶段数据管理的特点：
数据以文件的形式长期保存；
由文件系统对数据进行管理；
数据的物理结构与逻辑结构有了区别，但较简单；
数据共享性差；
程序与数据之间有一定的独立性
59_1数据管理技术发展过程经过人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段，其中数据独立性最高的阶段是【1】。
4.1.3数据库系统阶段数据管理的特点：
数据的集成性；
数据共享；
可控数据冗余度；
数据独立性高；
统一数据管理与控制
40.2.79_9下列叙述中正确的是
A数据库系统是一个独立的系统，不需要操作系统的支持
B数据库技术的根本目标是要解决数据的共享问题
C数据库管理系统就是数据库系统
D以上三种说法都不对
41.5.69_9）数据库技术的根本目标是要解决数据的
A）存储问题B）共享问题C）安全问题D）保护问题
下述关于数据库系统的叙述中正确的是
A数据库系统减少了数据冗余
B数据库系统减少了一切冗余
C数据库系统中数据的一致性是指数据类型一致
D数据库系统比文件系统能管理更多的数据
数据独立性是数据与程序间的互不依赖性，即数据库中数据独立于应用程序而不依赖于应用程序。
数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变不会影响应用程序。
数据独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性
物理独立性是数据的物理结构（包括存储结构、存储方式等）的改变，如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式改变都不影响数据库的逻辑结构，不致引起应用程序的变化
逻辑独立性：
数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间联系等，不需要相应修改应用程序。
42.3.64_5数据的独立性分为逻辑独立性与物理独立性。
当数据的存储结构改变时，其逻辑结构可以不变，因此，基于逻辑结构的应用程序不必修改，称为。
物理独立性
兰66_16下列四项中说法不正确的是（）
A数据库减少了数据冗余
B数据库中的数据可以共享
C数据库避免了一切数据的重复
D数据库具有较高的数据独立性
54_9数据库独立性是数据库技术的重要特点之一，所谓数据独立性是指
A）数据与程序独立存放
B）不同的数据被存放在不同的文件中
C）不同的数据只能被对应的应用程序所使用
D）以上三种说法都不对
兰15下列四项中，不属于数据库特点的是
A数据共享B数据完整性
C数据冗余很高
4.1.4数据库系统的内部体系结构
数据库系统的三级模式
（1）概念模式
是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述；
是所有用户的公共数据视图；
所有个别用户视图综合起来的用户共同视图；
描述数据的全局逻辑结构。
（2）外模式（也称子模式或用户模式）
是数据库用户看见和使用的局部数据的逻辑结构和特性的描述；
是数据库用户的数据视图；
描述数据的局部逻辑结构；
是概念模式的子集；
有多个外模式（不同的用户有不同的外模式）；
用户通过外模式访问数据库。
（3）内模式（也称物理模式）
它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。
41.4.69_4）在数据库系统中，用户所见的数据模式为
A）概念模式B）外模式
C）内模式D）物理模式
红4单个用户使用的数据视图的描述称为（）
A、外模式B、概念模式C、内模式D、存储模式
109_9）数据库设计中反映用户对数据要求的模式是
A）内模式
B）概念模式
C）外模式
D）设计模式
C
红58_6下列模式中，能够给出数据库物理存储结构与物理存取方法的是______。
A.内模式B.外模式C.概念模式D.逻辑模式
[答案]A
数据库系统的两级映射
概念模式到内模式的映射
定义数据的全局逻辑结构与物理存储结构的对应关系
保证数据的物理独立性
此种映射一般由DBMS实现
（2）外模式到概念模式的映射
定义外模式与概念模式的对应关系
保证数据的逻辑独立性
一个概念模式可以定义多个外模式
4.2数据模型
4.2.1数据模型的基本概念
数据模型是数据特征的抽象。
数据模型所描述的内容有三个部分：
数据结构、数据操作与数据约束
数据模型按不同的应用层次分成三种类型：
概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型
概念数据模型：
又称概念模型，是一种面向客观世界、面向用户的模型。
逻辑数据模型：
又称数据模型，是一种面向数据库系统的模型，该模型着重于在数据库一级的实现，概念模型只有在转换成数据模型后才能在数据库中得以表示。
物理数据模型：
又称物理模型，是一种面向计算机物理表示的模型，此模型给出了数据模型在计算机上的物理结构的表示。
红55_2ER图是一种直观表示（）的工具
A、结构数据模型B、关系数据模型
C、概念数据模型D、层次和网状模型
红66_16、数据模型按不同的应用层次分为三种类型，它们是______数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。
答：
概念
103_9）数据库设计中，用e-r图来描述信息结构但不涉及信息在计算机中的表示，它属于数据库设计的
a）需求分析阶段
b）逻辑设计阶段
c）概念设计阶段
d）物理设计阶段
c
4.2.2E-R模型（实体联系模型）
E—R模型的基本概念
1、实体（Entity）：
客观存在并可相互区别的事物称为实体。
实体可以是具体的对象（一个学生、一辆汽车），也可以是抽象的事件（一次借书，一次比赛）。
2、实体的属性（Attribute）：
实体所具有的某一特性称为属性。
一个实体可以由若干个属性来刻画，每个属性有一个值域和类型。
（如：
年龄为整数型）。
3、实体集（EntitySet）性质相同的同类实体的集合，称为实体集。
在数据库用“表”来存放同一类实体，即实体集。
如学生表：
Student（xh,xm,cj）
4、联系
1）一对一的联系（1:
1）
定义：
若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:
1。
例子：
部门-------经理
2）1对多联系（1:
n）
若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多联系，记为1:
n。
部门-------职工
3）多对多联系（m:
若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m:
项目-------职工
1、一个项目具有一个项目主管，一个项目主管可管理多个项目，则实体“项目主管”与实体“项目”的联系属于的联系。
一对多
红61_4、如果一个工人可管理多个设施，而一个设施只被一个工人管理，则实体"
工人"
与实体"
设备"
之间存在______联系。
一对多或1：
N或1:
n
一个实体的所有属性取值组成一个值集叫元组（纪录），在表中，每一行表示一个实体
99_4）在数据库技术中，实体集之间的联系可以是一对一或一对多的，那么“学生“和”可选课程“的联系为【４】 。
多对多
48.9.64_8）“商品”与“顾客”两个实体集之间的联系一般是
A）一对一
B）一对多
C）多对一
D）多对多
69_11）下列实体的联系中，属于多对多联系的是
A）学生与课程B）学校与校长C）住院的病人与病床
D）职工与工资
109_8）一个工作人员可以使用多台计算机，而一台计算机可被多个人使用，则实体工作人员、与实体计算机之间的联系是
A）一对一
B）一对多
C）多对多
D）多对一
E-R模型的图示法
实体集：
矩形＋实体名
属性：
椭圆形，无向边与实体连接
联系：
菱形＋联系名，无向边与实体连接，边上标注联系类型
实例：
69_9）在E—R图中，用来表示实体的图形是
A）矩形
B）椭圆形
C）菱形
D）三角形
74_9）在E-R图中，用来表示实体之间联系的图形是
A）矩形
B）椭圆形
C）菱形
D）平行四边形
54.4.79_5在E-R图中，矩形表示实体集
93_5）在E-R图中，图形包括矩形框、菱形框、椭圆框。
其中表示实体联系的是_【5】_框。
菱形
99_9.在E-R图中，用来表示实体联系的图形是（
）。
A.椭圆形B.矩形C.菱形D.三角形
答案C
4.2.3层次数据模型
数据结构是一棵有向树
特点：
1）有且仅有一个结点无双亲，该结点称为根结点。
2）其他结点有且只有一个双亲。
3）上一层和下一层记录类型间联系是1:
N
4.2.4网状数据模型
数据结构是一个有向图
1）有一个以上的结点没有双亲
2）结点可以有多于一个的双亲
能表示实体之间的多种复杂联
54_10用树形结构表示实体之间联系的模型是
A）关系模型B）网状模型C）层次模型D）以上三个都是
64_11）常见的数据模型有3种，它们是
A）网状、关系和语义
B）层次、关系和网状
C）环状、层次和关系
D）字段名、字段类型和记录
兰1按照数据模型分类，数据库系统可分为三种类型
A大型、中型、小型B西文、中文、兼容
C层次、网状和关系D数据、图形和多媒体
109_7）层次型、网状型和关系型数据库划分原则是
A）记录长度
B）文件的大小
C）联系的复杂程度
D）数据之间的联系方式
d
4.2.5关系模型
关系的术语
关系：
一个关系就是一张二维表。
二维表由表框架及表的元组组成，每个关系有一个关系名。
在计算机中，一个关系可以存储为一个文件。
54_4在关系数据库中，把数据表示成二维表，每一个二维表称为【4】。
关系
79_11用二维表来表示实体及实体之间联系的数据模型是
A.实体-联系模型B.层次模型
C.网状模型D.关系模型
答案D
样四：
关系型数据库系统中存储与管理数据的基本形式是二维表
元组：
二维表中水平方向的行称为元组。
二维表中垂直方向的列称为属性。
值域：
属性的取值范围叫做值域。
码：
又称为键。
二维表中的某个属性，若它的值唯一地标识了一个元组，则称该属性为侯选码或侯选键。
若一个关系有多个侯选码，选定其中一个为主码或主键。
分量：
元组中的一个属性值叫做元组的一个分量。
外键：
如果表中的一个字段不是本表的主键或侯选键，而是另外一个表的主键或侯选键，这个字段就称为外键。
空值：
用于表示未知的值或不可能出现的值，一般用NULL表示，关系的主键中不允许出现空值。
99_5）人员基本信息一般包括：
身份证号、姓名、性别、年龄等。
其中可以做主关键字的是【５】 。
身份证号
103_5）有一个学生选课的关系，其中学生的关系模式为：
学生（学号，姓名，班级，年龄），课程的关系模式为：
课程（课号，课程名，学时），其中两个关系模式的键分别是学号和课号，则关系模式选课可定义为：
选课（学号，【5】，成绩）。
5关系表中的每一行称为一个
A元组B字段C属性D码
49.5.69_3）一个关系表的行称为______。
103_8）在学生管理的关系数据库中，存取一个学生信息的数据单位是
a）文件
b）数据库
c）字段
d）记录
关系模式：
是对关系的描述，它包括关系名、组成该关系的属性名、属性到域的映像。
通常简记为：
关系名（属性名1，属性名2，…，属性名n）
关系的特点
（1）二维表中的元组个数是有限的——元组个数有限性；
（2）二维表中的元组均不相同——元组的唯一性；
（3）二维表中元组的次序可以任意交换——元组次序的无关性；
（4）二维表中的元组的分量是不可再分割的最小数据项——元组分量的原子性：
（5）二维表中的属性名各不相同——属性名唯一性。
（6）二维表中属性与次序无关，可任意交换——属性次序无关性；
（7）二维表属性的分量具有与该属性相同的值域——分量值域的同一性。
即需要满足上述条件的二维表称为关系，以二维表为基本结构建立的模型称为关系模型
48．2．79_在二维表中，元组的不能再分成更小的数据项
分量
48.6.64_3）在关系模型中，把数据看成是二维表，每一个二维表称为一个
【3】
。
关系或关系表
关系操纵
数据查询（包括一个关系内的查询和多个关系间的查询）、数据删除、数据插入、数据修改。
关系中的数据约束
实体完整性约束
该约束要求关系的主键中属性值不能为空值
参照完整性约束
该约束要求关系中的外键要么是所关联关系中实际存在的元组，要么为空值。
用户自定义完整性约束
是由用户具体设置的约束
实体完整性约束和参照完整性约束是关系数据库所必需遵守的规则，由数据库管理系统自动支持。
兰3有关实体完整性下面正确的是
A实体完整性由用户来维护
B实体完整一适用于基本表、查询表、视图表
C关系模型中的主码可以相同
D主码不能取空值
4关系模型的完整性规则是对关系的某中约束条件，包括、和。
红3性别只能为”男”或”女”这种约束属于DBS的（）功能
A、安全性B、并发控制C、完整性D、恢复
4.3关系代数
以一个或多个关系作为运算对象，结果为另外一个关系
1、关系的基本运算
1）插入（R∪S）
两个（同类）关系的所有元组合并，删去重复的元组
兰18R和S结构相同，且各有20个元组，那么两个关系的并操作结果的元组个数为
A20B小于等于20C40D小于等于40
删除（R－S）
由属于R而不属于S的所有元组组成的集合，在R中删去与S相同的元组
3）修改（（R－S）∪T）
设需修改的元组构成关系S，则先做删除得R－S，设修改后的元组构成关系T，此时将其插入得到结果（R－S）∪T
4）查询
①投影运算
是单目运算
对给定关系在垂直方向上进行选取
选取关系中指定列，并删去重复行，组成一个新的关系
记为A1，A2，……，Am（R）
从关系的垂直方向上（列的角度）取子集
79_6.在关系运算中，要从关系模式中指定若干属性组成新的关系，该关系运算称为【6】
答案投影
②选择运算
单目运算，对一个关系进行运算
按给定的条件选取其中的若干个元组，组成新的关系
记为F（R）
13、按条件f对关系R进行选择，其关系代数表达式是（）
f
A、R
RB、R
RC、f（R）D、f（R）
③笛卡尔积运算
参加运算的两个关系不要求同类
结果为n+m列的元组的集合
前n列为R的元组，后m列为S的元组
记为R×
S
兰20设关系R和S的属性个数分别为r和s，则R×
操作的结果的属性个数为
Ar+sBr-sCr*sDmax（r,s）
2、关系代数中扩充的运算（这些运算可由基本运算导出）
交运算
既属于R又属于S的元组的集合
取相同的元组
除运算
二目运算
用除数关系在被除数关系中取商关系
是笛卡尔积的逆运算
3）连接与自然连接运算
①连接
从两个关系的笛卡儿积中选取满足连接条件的那些元组
R
S={rs|rR∧sS∧XY为真}
从笛卡儿积中选取在X属性列上的分量与Y属性列上的分量满足给定比较条件的那些元组构成的新关系
在R×
S上选取在连接属性X,Y上满足条件的子集
为算术运算比较符
当为“=”时，称为等值连接；
当为“<
”时，称为小于连接；
当为“>
”时，称为大于连接
连接结果是一个n+m元关系
②自然连接
在等值连接的情况下
连接属性X和Y具有相同的属性名
相同的属性名不必重复
把广义笛卡儿积R×
S中选出在同名属性上符合相等条件的元组连串集再投影一次（去掉重复的同名属性）而构成新关系
记作R*S（R
S）
兰10设关系R，S，W各有50个元组，那么这三个关系的自然连接的元组个数为
A不确定B150C50D12500
红12、设关系R和S的属性个数分别为r和s，它们的公共属性个数为k，那么RS的属性个数是（）
A、r+s-kB、r+sC、r-s+kD、r-s
47．2．89_10）有三个关系R、S和T如下：
由关系R和S通过运算得到关系T，则所使用的运算为（）。
A）笛卡尔积
B）交
C）并
D）自然连接
D
109_10）有三个关系R、S和T如下：
则由关系R和S得到关系T的操作是
A）自然连接 B）交 C）投影 D）并
A
47.4.84_9）有三个关系R、S和T如下：
由关系R和S通过运算得到关系T，则所使用的运算为
A并
B自然连接
C笛卡尔积
D交
93_9）有两个关系R，S如下：
由关系R通过运算得到关系S，则所使用的运算为
A）选择
B）投影
C）插入
D）连接
B
99_10.有三个关系R,S,T如下：
1
2
b
3
T
其中关系T由关系R和S通过某种操作得到，该操作称为（
A.选择B.投影
C.交D.并
答案D
解析:
T是由S表或R表中的元素组成的
103_10）有两个关系r和t如下：
则由关系r得到关系t的操作是
a）选择
b）投影
c）交
d）并
关系代数的应用实例
例：
建立一个学生选课的关系数据库，它由下面3个关系模式组成：
S（S＃，Sn,Sd,Sa）;
C（C＃,Cn,P＃）;
SC（S＃,C＃,G）
其中S＃,C＃,Sd,Sa,Cn,P＃,G分别表示学号、课程号、学生姓名、学生系别、学生年龄、课程名、预修课程号、成绩，而S，C，SC则分别表示学生、课程、学生选课关系。
写出对关系模式S、C和SC中的下述查询表达式：
检索学生所有情况：
S
检索学生年龄大于等于20岁的学生姓名：
sn（sa≥20（S））
（3）检索预修课号为C2的课程的课程号：
C＃（P＃=C2（C）））
（4）检索课程号为C，且成绩为A的所有学生姓名：
sn（C＃=C∧G=A（S
SC））
（5）检索S1所修读的所有课程名及预修课号：
cn,P＃（S＃=S1（C
SC））
（6）检索年龄为23岁的学生所修读的课程名：
cn（sa=23（S
SC
C））
（7）检索至少修读S5所修读的一门课的学生姓名：
第一步：
取得S5修读的课程号，可表示为：
R=C＃（S＃=S5（SC））
第二步：
取得至少修读为S5修读的一门课的学号：
W=S＃（SC
R）
第三步：
最后结果为：
sn（S
W）
将R，W代入后即得检索表达式：
（S＃（SC
（C＃（S＃=S5（SC））））））
59_9设有如下关系表：
RST
则下列操作中正确的是
A）T=R∩SB）T=R∪SC）T=R×
SD）T=R/S
48.8.69_6）设有如三个关系表
m
下列操作中正
升级会员 