数据库技术复习(基本理论答案)

《数据库技术》可以分为四部分内容：

第1--2章关系数据库模型和关系运算

第3--4章关系数据库理论

第5--6章关系数据库设计和数据管理系统

第7--9章数据库新技术

第1--2章关系数据库模型和关系运算

要求掌握的基本概念和理论

1．试述数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。

数据库：

数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

数据库系统：

数据库系统（DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。数据库系统由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。

数据库管理系统：

数据库管理系统(DBMS)是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。DBMS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. 试述文件系统与数据库系统的区别

文件系统面向某一应用程序，共享性差、冗余度大，独立性差，纪录内有结构、整体无结构，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，具有高度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，由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力。

3. 解释下列术语

（1）关系、元组、属性、域、笛卡儿积

（2）候选键、主键、外键

（3）关系模式、关系数据库、关系模型

（4）关系常见的更新

（1）关系、元组、属性、域、笛卡儿积

关系：在关系模型中唯一的数据结构是关系，一个关系对应一张二维表。关系的每一列称为关系的属性，用属性名表示。关系的每一行称为关系的元组。

域：具有相同数据类型的值的集合。

笛卡尔积：D1,D2,...,Dn的笛卡尔积为：D1×D2×...×Dn ={ (d1,d2,...,dn)|d

∈Di，

i

i=1,2,...,n }。

其中每一个元素(d1,d2,...,dn)叫做一个n元组(n-tuple)，元素中第i个值d i叫做第

i个分量。

（2）候选键、主键、外键

候选键：键是能唯一标示元组的最小属性集。

主键：有的关系具有多于一个键，这种情况下指派其中一个键为主键，简称为关系的键。

外键：设F是关系R的一个或一组属性，但不是R的键。若F是另一个关系S 的键，则称F是关系R的外键。

（3）关系模式、关系数据库、关系模型

关系模式：对一类实体特征的结构性描述，即对关系的结构性描述，该描述一般包括关系名、属性名、属性域的类型和长度，属性之间固有的依赖联系等。

关系数据库：一个关系数据库模式R 对应的所有关系集合{r1, r2, …, rp}称为关系数据库模式R上的一个关系数据库d。

关系模型：在关系模型中，基本的数据结构是二维表，由行和列组成。一张二维表称为一个关系。在关系模型中，实体和实体间的联系都是用关系表示的。（4）关系常见的更新

插入（ADD(r；d1, d2, …, dn)）

删除（DEL( r；d1, d2, … dn ））

修改（对关系r(A1,A2,…,An)，若属性集{C1,C2,…,Cp} {A1,A2,…An},则修改操作形式CH(r；A1=d1,A2=d2,…An=dn；C1=e1,C2=e2,…,Cp=ep）。如果K＝{B1, B2, … Bm}为键，则CH(r；B1=k1,B2=k2,…Bm=km；C1=e1,C2=e2；…Cp=ep））。

4. 与网状和层次数据库相比，关系数据库有哪些优点？

（1）数据结构单一，不管实体还是实体之间的联系都用关系来表示；

（2）建立在严格的数学概念基础上，具有坚实的理论基础；

（3）将数据定义和数据操纵统一在一种语言中，使用方便，易学易用。

5．试述关系模型的完整性规则

答：关系模型的完整性规则包括：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性。

实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。

参照完整性：若属性(或属性组)F是基本关系R的外键，它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系)，则对于R中每个元组在F上的值必须为：或者取空值(F的每个属性值均为空值)；或者等于S中某个元组的主码值。

用户定义的完整性指数据间应满足的语义约束关系，由用户定义，由系统检查。

6．试述等值连接与自然连接的区别和联系

答：连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A，B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。

第3--4章关系数据库理论

要求掌握的基本概念和理论

1.函数依赖、部分依赖、完全依赖、传递依赖、平凡依赖.

函数依赖：对X中的任一值x，Π

Y (σ

X=x

(r)) 的值仅有一个元组，则有X→Y。

设FD X→Y，如果对任意的X⊂'X，X'→Y都不成立，则称X→Y是完全函数依赖；若对X的真子集X'有X⊂'X，而X'→Y成立，则称FD X→Y是部分函数依赖。

设关系模式R，X、Y、Z是R的属性子集，若FD X→Y，Y → X，Y→Z，则有FD X →Z，称FD X→Z为传递函数依赖。

设FD X→Y，如果Y⊄X，则称 FD X→Y为非平凡的函数依赖；否则，若Y⊆X，称FD X→Y为平凡的函数依赖。

2.侯选键、主键、主属性、非主属性.

候选键：键是能唯一标示元组的最小属性集。

主键：有的关系具有多于一个键，这种情况下指派其中一个键为主键，简称为关系的键。

主属性、非主属性：包含在候选键中的属性成为主属性，不包含在候选键中的属性成为非。主属性

3.函数依赖集F、F的闭包F+ 、属性集X关于F的闭包X+.

由关系模式R上的函数依赖组成的集合F称为R上的函数依赖集。

设F是关系r(R)上的函数依赖集，F所蕴含的所有FD的集合称为F的闭包，记作F+。

设关系模式R(U, F)，U=A

1A

2

…A

n

,X ⊆ U, 所有用公理和F推出的函数依赖X→

A i 中A

i

的集合，称X对于函数依赖集F的闭包，记作：X+。X+ ={ A

i

| F |= X→

A i

且A

i

∈ U}

4.函数依赖公理和推论.

Armstrong公理：设r是R(U)上的一个关系，X、Y、Z、W⊆U。

1.自反律: 若Y⊆X⊆U, 则 X→Y;

2.增广律: 若X→Y且Z⊆U，则 XZ→YZ;

3.传递律: 若X→Y, Y→Z，则 X→Z。

推论1：若X→Y，X→Z，则X→YZ

推论2：若X→Y且Z⊆Y，则X→Z

推论3：若X→Y，YZ→W，则XZ→W。

5.函数依赖的覆盖和等价、无冗余覆盖、规范覆盖.

对于在模式R上的函数依赖集F和G，如果对G中的每一个函数依赖X→Y，都有F|=X→Y，称F是G的一个覆盖。记为：F|= G。在模式R上的函数依赖集F 和G，若F+=G+，则称F和G等价，记作F≡G。

如果函数依赖集F不存在真子集F'使F'≡F成立，则F是无冗余的。如果F 是G的一个覆盖且F是无冗余的，则F是G的一个无冗余覆盖。

如果函数依赖集F是G的一个覆盖，F中的每个FD都具有X→A形式而且F是左