数据库原理

数据库原理是指数据库系统的基本概念、结构、特点、功能、组成部分等方面的理论知识。数据库是一种存储和管理数据的软件系统，其基本目标是提供数据的安全性、完整性和可靠性。

数据库原理主要包括：

数据库的定义：数据库是一种按照特定规则组织起来的数据集合，可被计算机程序访问和处理。

2 数据库管理系统：数据库管理系统（DBMS）是一种软件系统，用于创建、维护和 *** 作数据库。

3 数据库范式：数据库范式是一种设计规则，用于确保数据库中的数据能够被正确地存储和检索。

4 数据库查询语言：数据库查询语言（SQL）是一种用于 *** 作数据库的标准命令语言。

5 数据库事务：数据库事务是一组相关的数据库 *** 作，在执行过程中，要么全部成功，要么全部失败。

6 数据库索引：数据库索引是一种数据结构，用于加速数据库查询 *** 作。

7 数据库连接：数据库连接是两个或多个数据库之间的逻辑关系，用于实现数据共享和协作。

8 数据库备份与恢复：数据库备份与恢复是指将数据库中的数据复制到其他位置以进行后续恢复 *** 作的过程。

以上是数据库原理的主要内容，掌握这些知识可以帮助我们更好地了解数据库系统的工作原理和运行机制。

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数据库原理与应用教程―SQL Server

习题解答

15 习题

1．数据库的发展历史分哪几个阶段？各有什么特点？

答：数据库技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统三个阶段。

1）人工管理阶段

这个时期数据管理的特点是：

数据由计算或处理它的程序自行携带，数据和应用程序一一对应，应用程序依赖于数据的物理组织，因此数据的独立性差，数据不能被长期保存，数据的冗余度大等给数据的维护带来许多问题。

2）文件系统阶段

在此阶段，数据以文件的形式进行组织，并能长期保留在外存储器上，用户能对数据文件进行查询、修改、插入和删除等 *** 作。程序与数据有了一定的独立性，程序和数据分开存储，然而依旧存在数据的冗余度大及数据的不一致性等缺点。

3）数据库系统阶段

数据库系统的特点如下：

（1）数据结构化

（2）较高的数据共享性

（3）较高的数据独立性

（4）数据由DBMS统一管理和控制

2．简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统的概念。

答：数据是描述事物的符号记录，是信息的载体，是信息的具体表现形式。

数据库就是存放数据的仓库，是将数据按一定的数据模型组织、描述和存储，能够自动进行查询和修改的数据集合。

数据库管理系统是数据库系统的核心，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。它建立在 *** 作系统的基础上，位于用户与 *** 作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的创建、查询、更新及各种数据控制等。

凡使用数据库技术管理其数据的系统都称为数据库应用系统。

3．简述数据库管理系统的功能。

答：数据库管理系统是数据库系统的核心软件，一般说来，其功能主要包括以下5个方面。

(1) 数据定义和 *** 纵功能

(2) 数据库运行控制功能

(3) 数据库的组织、存储和管理

(4) 建立和维护数据库

(5) 数据通信接口

4．简述数据库的三级模式和两级映像。

答：为了保障数据与程序之间的独立性，使用户能以简单的逻辑结构 *** 作数据而无需考虑数据的物理结构，简化了应用程序的编制和程序员的负担，增强系统的可靠性。通常DBMS将数据库的体系结构分为三级模式：外模式、模式和内模式。

模式也称概念模式或逻辑模式，是对数据库中全

mysql数据库原理及应用 数据库原理与应用（第3版）答案《数据库原理与应用》（第三版）习题参考答案 第 1 章 数据库概述 1． 试说明数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念。答：数据是描述事物的符号记录。数据库是长期存储在计算机中的有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库管理系统是一个专门用于实现对数据进行管理和维护的系统软件。数据库系统是指在计算机中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及相关的实用工具）、应用程序、数据库管理员组成。2． 数据管理技术的发展主要经历了哪几个阶段？答：文件管理和数据库管理。3． 与文件管理相比，数据库管理有哪些优点？ 答：与文件系统管理数据相比，数据库系统管理数据带来了如下好处：将相互关联的数据集成在一起，较少的数据冗余，程序与数据相互独立，保证数据的安全可靠，最大限度地保证数据的正确性，数据可以共享并能保证数据的一致性。4． 在数据库管理方式中，应用程序是否需要关心数据的存储位置和存储结构？为什么？ 答：不需要。因为数据库管理系统提供了逻辑独立性和物理独立性。5． 在数据库系统中，数据库的作用是什么？ 答：数据库是数据的汇集，它以一定的组织形式保存在存储介质上。6． 在数据库系统中，应用程序可以不通过数据库管理系统而直接访问数据文件吗？ 答：不能7． 数据独立性指的是什么？它能带来哪些好处？ 答：数据独立性是指应用程序不会因数据的物理表示方式和访问技术的改变而改变，即应用程序不依赖于任何特定的物理表示方式和访问技术，它包含两个方面：逻辑独立性和物理独立性。物理独立性是指当数据的存储位置或存储结构发生变化时，不影响应用程序的特性；逻辑独立性是指当表达现实世界的信息内容发生变化时，不影响应用程序的特性。8． 数据库系统由哪几部分组成，每一部分在数据库系统中的作用大致是什么？ 答：数据库系统一般包括数据库、数据库管理系统（及相应的实用工具）、应用程序和数据库管理员四个部分。数据库是数据的汇集，它以一定的组织形式保存在存储介质上；数据库管理系统是管理数据库的系统软件，它可以实现数据库系统的各种功能；应用程序专指以数据库数据为基础的程序，数据库管理员负责整个数据库系统的正常运行。

第2章 数据模型与数据库结构 1． 解释数据模型的概念，为什么要将数据模型分成两个层次？ 答：答：数据模型是对现实世界数据特征的抽象。数据模型一般要满足三个条件：第一是数据模型要能够比较真实地模拟现实世界；第二是数据模型要容易被人们理解；第三是数据模型要能够很方便地在计算机上实现。由于用一种模型来同时很好地满足这三方面的要求在目前是比较困难的，因此在数据库系统中就可以针对不同的使用对象和应用目的，采用不同的数据模型。根据模型应用的不同目的，将这些模型分为两大类：概念层数据模型和组织层数据模型，以方便对信息的描述。2． 概念层数据模型和组织层数据模型分别是针对什么进行的抽象？ 答：概念层数据模型是对现实世界的抽象，形成信息世界模型，组织层数据模型是对信息世界进行抽象和转换，形成具体的DBMS支持的数据组织模型。3． 实体之间的联系有哪几种？请为每一种联系举出一个例子。答：实体之间的联系有一对一、一对多和多对多三种。例如：系和正系主任是一对一联系（假设一个系只有一个正系主任），系和教师是一对多联系（假设一个教师只在一个系工作），教师和课程是多对多联系（假设一个教师可以讲授多门课程，一门课程可由多个教师讲授）。4． 说明实体-联系模型中的实体、属性和联系的概念。5．指明下列实体间联系的种类：（1）教研室和教师（设一个教师只属于一个教研室，一个教研室可有多名教师）。（2）商品和顾客。（3）国家和首都（假设一个国家的首都可以变化）。（4）飞机和乘客。（5）银行和账户。（6）图书和借阅者。（设一个借阅者可同时借阅多本书，可在不同时间对同一本书借阅多次） 6．数据库系统包含哪三级模式？试分别说明每一级模式的作用？ 答：数据库系统包含的三级模式为：内模式、模式和外模式。外模式是对现实系统中用户感兴趣的整体数据结构的局部描述，用于满足不同数据库用户需求的数据视图，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，是对数据库整体数据结构的子集或局部重构。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。内模式是对整个数据库的底层表示，它描述了数据的存储结构。

7． 数据库管理系统提供的两级映像的作用是什么？它带来了哪些功能？ 答：数据库系统的两级映象是模式与内描述间的映象和外模式与模式间的映象。模式／内模式的映象带来了物理独立性，即如果数据库的存储结构改变了，可通过调整模式／内模式的映象，使模式能够保持不变。外模式／概念模式间的映象带来了逻辑独立性，当概念模式的结构可发生改变时，也可通过调整外模式/模式间的映象关系，使外模式可以保持不变。8．数据库三级模式划分的优点是什么？它能带来哪些数据独立性？ 答：数据库的三级模式的划分实际上将用户、逻辑数据库与物理数据库进行了划分，使彼此之间的相互干扰减到最少。这三个模式的划分实际上带来了两个数据独立性：物理独立性和逻辑独立性。这使得底层的修改和变化尽量不影响到上层。第3章 关系数据库 1． 试述关系模型的三个组成部分。答：关系数据结构、关系 *** 作集合和关系完整性约束。2． 解释下列术语的含义：（1） 笛卡尔积：设D1，D2，…，Dn为任意集合，定义笛卡尔积D1，D2，…，Dn为：D1×D2× …×Dn ＝{(d1，d2，…，dn) | di ∈Di，i＝1，2，…，n }（2） 主键：也称主码为或主关键字，是表中的属性或属性组，用于惟一地确定一个元组。（3） 候选键：如果一个属性或属性集的值能够惟一标识一个关系的元组而又不包含多余的属性，则称该属性或属性集为候选键。（4） 外键：设F是关系R的一个或一组属性，如果F与关系S的主键相对应，则称F是关系R的外键。（5） 关系：关系就是简单二维表。（6） 关系模式：二维表的结构称为关系模式。（7） 关系数据库：对应于一个关系模型的所有关系的集合称为关系数据库。3． 关系数据库的三个完整性约束是什么？各是什么含义？ 答：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。实体完整性是保证关系中的每个元组都是可识别的和惟一的。参照完整性也称为引用完整性，用于表达现实世界中的实体之间的关联关系。

用户定义的完整性也称为域完整性或语义完整性，用于保证数据库中存储的值与现实世界相符。4． 连接运算有哪些？等值连接和自然连接的区别是什么？ 答：连接运算中最重要也是最常用的连接有两个，一个是等值连接，一个是自然连接。自然连接与等值连接的差别为：l 自然连接要求相等的分量必须有共同的属性名，等值连接则不要求；l 自然连接要求把重复的属性名去掉，等值连接却不这样做。5． 对参与并、交、差运算的两个关系R、S有什么要求？ 答：必须结构相同，且相应的属性值取自同一个值域。6． 对参与除运算的两个关系（R÷S）有什么要求？除运算的结果关系中包含哪些属性？ 答：R中必须包含S的全部或部分属性，除运算的结果包含的属性是只属于R不属于S的属性。7． 对参与自然连接和等值连接 *** 作的两个关系R、S有什么要求？答：有语义相同的属性。8． 投影 *** 作的结果关系中是否有可能存在重复的记录？为什么？ 答：不可能，因为投影运算会自动去掉投影后重复的记录。9．利用表3-10至3-12所示的三个关系，写出实现如下查询要求的关系代数表达式。（1）查询“信息系”学生的选课情况，列出学号、姓名、课程号和成绩。∏Sno, Sname, Cno, Grade（σSdept=‘信息系’（SCStudent）） 或：∏Sno, Sname, Cno, Grade（SC σSdept=‘信息系’（Student））（2） 查询“VB”课程的考试情况，列出学生姓名、所在系和考试成绩。∏Sname, Sdept, Grade（σCname=‘VB’（CoureSCStudent）） 或：∏Sname, Sdept, Grade（σCname=‘VB’（Coure） SCStudent）（3） 查询考试成绩高于90分的学生的姓名、课程名和成绩。∏Sname, Cname, Grade（σGrade>90（CoureSCStudent）） 或：∏Sname, Cname, Grade（Coure

σGrade>90（SC）Student）（4） 查询至少选修了0512号学生所选的全部课程的学生的姓名和所在系。∏Sname, Sdept（Student （SC ÷ ∏Cno（σsno=’0512’（SC））))（5） 查询至少选了“C01”和“C02”两门课程的学生的姓名、所在系和所选的课程号。∏Sname, Sdept, Cno（Student （SC ÷ ∏Sno（σcno=’C01’ V Cno=’C02’（SC））))（6） 查询没有选修第1学期开设的全部课程的学生的学号、姓名和所选的课程号。∏Sno, Sname, Cno（Student SC (∏sno（SC) - ∏sno（σsemester=1（Course)SC)))（7） 查询计算机系和信息系选了VB课程的学生姓名。∏Sname（σsdept=’计算机系’V sdept=’信息系’）∧ cname=’vb’（StudentSC Course)) 或：∏Sname（σsdept=’计算机系’V sdept=’信息系’（Student）SC σcname=’vb’（Course)) 第4章 SQL Server 20__基础 1． 安装SQL Server 20__对硬盘及内存的要求分别是什么？ 答：SQL Server 20__实际硬盘空间需求取决于系统配置和您决定安装的功能，一般应确保系统驱动器中是否有至少 60 GB 的可用磁盘空间。内存：E_press 版本：最少512 MB；其他版本：最少1 GB。2． SQL Server实例的含义是什么？实例名的作用是什么？ 答：一个实例代表一个独立的数据库管理系统。实例名是实例的标识，用户通过“计算机名/实例名”的方式可访问指定的命令实例。3． SQL Server 20__的核心引擎是什么？ 答：SQL Server（MSSQLSERVER）4． SQL Server 20__提供的设置服务启动方式的工具是哪个？ 答：配置管理器

5． 在SQL Server 20__中，每个数据库至少包含几个文件？ 答：2个文件，一个数据文件，一个日志文件 6． SQL Server 20__数据库文件分为几类？每个文件有哪些属性？ 答：主要数据文件和次要数据文件，属性有：物理文件名及其位置、逻辑文件名、初始大小、增长方式、最大大小。第 5 章 数据类型及关系表创建 1． Tinyint数据类型定义的数据的取值范围是多少？ 答：0-2552． SmallDatatime类型精确到哪个时间单位？ 答：分钟3． 定点小数类型numeric中的p和q的含义分别是什么？ 答：p代表整数位数+小数位数的和值，q代表小数位数。4． Char(n)、nchar(n)的区别是什么？它们各能存放多少个字符？ 答：Char(n)中的n代表能存放n个字节的字符，如果是字母可以存放n个，如果是汉字可存放n/2个。Nchar(n)中的n代表能存放的字符个数。5． Char(n)和varchar(n)的区别是什么？答：Char(n)是定长存储，一定占n个字节的空间。Varchar(n)代表最多占n个字节的空间。6． 数据完整性约束的作用对象有哪些？ 答：表和列7． CHECK约束的作用是什么？ 答：限制列的取值范围。8． UNIQUE约束的作用是什么？ 答：限制列取值不重。9． DEFAULT约束的作用是什么？ 答：提供列的默认值。上机练习 1． 在第4章创建的Students数据库中，写出创建如下三张表的SQL语句，要求在定义表的同时定义数据的完整性约束：（1）“图书”表结构如下：书号：统一字符

第一节 数据库基本概念

1 数据：描述事物的符号记录，是指用物理符号记录下来的，可以鉴别的信息。

2 数据库：存储数据的仓库，是指长期存储在计算机中，有组织可共享的数据集合。

3 数据库管理系统：是指专门用于建立和管理数据库的软件，介于应用程序和 *** 作系统之间。

数据库管理系统主要功能：

（1）数据定义功能。

（2）数据 *** 纵功能。

（3）数据库的运行管理功能。

（4）数据库的建立和维护。

（5）数据组织、存储和管理功能。

4 数据库系统：一个完整的数据库系统包括 数据库、数据库管理系统以及相关使用工具、应用程序、数据管理员和用户等。

第二节 数据管理技术的发展

1人工管理阶段

20世纪50年代中期以前，基本上都是依靠手工方式来进行。

特点：1 数据不保存 2 应用程序管理数据 3 数据面向应用。

2文件系统阶段

20世纪50年代以后到60年代中期。

特点：数据可以长期保存 可以专门管理，提供了物理数据的独立性。不能在记录或数据项级实现数据的共享，存在大量的数据冗余。

3数据库系统阶段

20世纪0年代后期。出现数据库管理系统。

特点：（1）数据集成（最大成俗共享、且冗余小）。（2）数据共享性高 （3）数据冗余小（4）数据一致性（5）数据独立性高（6）实施统一管理与控制（7）减少应用程序开发与维护的工作量

第三节 数据库系统结构

一、数据库系统的三级模式结构

由模式、外模式、和内模式三级结构重组成。

模式：也为概念模式或者逻辑模式

外模式：也成为子模式或者用户模式

内模式：也成为存储模式。

三级模式结构的两层映像：外模式/模式映像 模式/内模式映像，从而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。

二、数据库系统的运行与应用结构

1客户/服务器结构 （C/S）2浏览器/服务器结构（B/S）

第四节 数据模型

是现实时间特征的模拟和抽象表达。

一、数据特征与数据模型组成要素

数据模型三要素：数据结构、数据 *** 作、数据约束。

二、数据模型的分类

1概念层数据模型

基本概念：

实体：客观存在并可以相互区别的事物

属性：实体所具有的某种特性

码或键：可以唯一标识实体属性集

域：属性的取值范围

实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。

实体集：同型实体的集合

联系：事物内部以及事物之间的关系。

标识方法：1976年提出的实体-关系法（ER图）

2逻辑层数据模型

有 层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型

3物理层数据模型

本人会成体系的把每本书相关知识重点一一总结，供同僚参考。

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