【软考高级系统分析师】第四章数据库基础

冷不防 2023-09-26 21:13 54阅读 0赞

#### 【软考 高级 系统分析师】第四章 数据库基础 ####

*  一、数据库系统的结构
 *  二、数据模型
 *  三、关系型数据库
 *  四、关系代数

## 一、数据库系统的结构 ##

1.1、从数据库应用开发人员的角度看：数据库采用三级模式结构，是数据库系统的内部的系统结构；  
从数据库最终用户角度看：  
（1）单用户结构  
（2）主从结构  
（3）分布式结构  
（4）客户－服务器结构  
（5）浏览器－应用服务器／数据库服务器

1.2、三级模式结构

（1）概念模式：概念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。一个数据库只有—个概念模式。

（2）外模式：外模式（子模式、 用户模式）用以描述用户看到或使用的哪部分数据的逻辑结构，用户根据外模式用数据操作语句或应用程序去操作数据库中的数据。

（3）内模式：内模式定义的是存储记录的类型、 存储域的表示以及存储记录的物理顺序，指引元、索引和存储路径等数据的存储组织。一个数据库只有一个内模式。

1.3、三级模式形成两级映像，体现了两级独立性：

（1）逻辑独立性：当模式改变时（例扣增加新的关系，新的屈性，改变屈性的数据类型等），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。

（2）物理独立性：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。

1.4、真题  
1.4.1、在数据库系统中，视图是一个（）。

A. 真实存在的表，并保存了待查询的数据
    B. 真实存在的表，只有部分数据来源于基本表
    C. 虚拟表，查询时只能从一个基本表中导出
    D. 虚拟表，查询时可以从一个或者多个基本表或视图中导出

1.4.2、采用三级模式结构的数据库系统中，如果对数据库中的表Emp创建聚簇索引，那么改变的是数据库的（）。

A. 模式 	B. 内模式 	C. 外模式 	D. 用户模式

## 二、数据模型 ##

2.1、数据模型主要有两大类，分别是概念数据模型（实体一联系模型）和基本数据模型（结构数据模型）。

（1）概念数据模型是按照用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。概念模型主要用实体—联系方法 (Entity-Relationship Approach) 表示，所以也称 E-R模型。

（2）基本数据模型是按照计算机系统的观点来对数据和信息建模，主要用于BMS的实现。基本数据模型是数据库系统的核心和基础。常用的基本数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。

2.2、基本数据模型：数据结构（静态）、数据操作（动态）、数据的约束条件。

（1）数据的约束条件：实体完整性。实体完整性是指实体的主属性不能取空值。

（2）数据的约束条件：参照完整性。在关系数据库中主要是值得外键参照的完整性。若A关系中的某个或者某些属性参照B或其他几个关系中的属性，那么在关系A中该属性要么为空，要么必须出现B或者其他的关系的对应属性中。

（3）数据的约束条件：用户定义完整性。用户定义完整性反映的某—个具体应用所对应的数据必须满足—定的约束条件。

## 三、关系型数据库 ##

3.1、概念  
（1）关系：可以理解为—张二维表，每个关系都具有—个关系名，就是通常说的表名。  
（2）元组：可以理解为二维表中的一行，在数据库中经常被称为记录。  
（3）属性：可以理解为二维表中的一列，在数据库中经常被称为字段。  
（4）域：属性的取值范围，也就是数据库中某一列的取值限制。  
（5）关键字：一组可以唯一标识元组的属性，数据库中常称为主键，由—个或多个列组成。  
（6）关系模式：指对关系的描述。其格式为：关系名（属性1，属性2，……，属性N），在数据库中成为表结构。

3.2、例：某学校拟开发一个学校教务的数据库，涉及的对象有：学生的学号 (Sno) 、 所在系 (Sdept) 、 系主任姓名 (Mname) 、 课程号(Cno)和成绩(Grade)。

说明：
    （1）—个系有若干学生，但一个学生只属于—个系；
    （2）一个系只有一名班主任；
    （3）一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修；
    （4）每个学生所学的每门课程都有—个成绩。
    关系模式：Student (Sno, Sdept, Mname, Cno, Grade)

## 四、关系代数 ##

4.1、集合运算符

（1）∪：并：关系R与S的并是由属于R或属于S的元组构成的集合。

（2）－：差：关系R与S的差是由属于R但不属于S的元组构成的集合。

（3）∩：交：关系R与S的交是由属于R同时又属于S的元组构成的集合。

（4）×：笛卡尔积：两个元组分别为n目和m目的关系R和S的笛卡尔积是—个 （n+m）列的元组的集合。元组的前n列是关系R的一个元组，后m列是关系S的的一个元组。

4.2、专门的关系运算符

（1）σ：选择：取得关系R中符合条件的行。

（2）π：投影：取得关系R中符合条件的列。

（3）：连接：等值连接：关系R、S，取两者笛卡尔积中属性值相等的元组。自然连接：一种特殊的等值连接，它要求比较的属性列必须是相同的属性组，并且把结果中重复属性去掉。注意与笛卡尔积的区别。