（四）數據庫設計基礎

【考點17】數據庫系統的基本概念

（1）數據（Data）：描述事物的符號記錄。

（2）數據庫（DataBase）：長期存儲在計算機內的、有組織的、可共享的數據集合。

（3）數據庫管理系統的概念

數據庫管理系統（DataBase Management System,DBMS）是數據庫的機構，它是一種系統軟件，負責數據庫中的數據組織、數據操作、數據維護、數據控制及保護和數據服務等。為完成以上5個功能，DBMS提供了相應的數據語言；數據定義語言（負責數據的模式定義與數據的物理存取構建）；數據操縱語言（負責數據的操縱）；數據控制語言（負責數據完整性、安全性的定義）。數據庫管理系統是數據庫系統的核心，它位于用戶和操作系統之間，從軟件分類的角度來說，屬于系統軟件。

（4）數據庫技術發展經歷了3個階段。

人工管理階段→文件系統階段→數據庫系統階段

（5）數據庫系統的特點：集成性、高共享性、低冗余性、數據獨立性、數據統一管理與控制等。

（6）數據庫系統的內部機構體系：三級模式（概念模式、內模式、外模式）和二級映射（外模式/概念模式的映射、概念模式/內模式的映射）構成了數據庫系統內部的抽象結構體系。

【考點18】數據模型

數據模型是數據特征的抽象，從抽象層次上描述了系統的靜態特征、動態行為和約束條件，描述的內容有數據結構、數據操作和數據約束。有3個層次：概念數據模型、邏輯數據模型和物理數據模型。

（1）E-R模型：提供了表示實體、屬性和聯系的方法。實體間聯系有“一對一”“一對多”和“多對多”。

E-R模型用E-R圖來表示。

（2）層次模型：利用樹形結構表示實體及其之間聯系，其中節點是實體，樹枝是聯系，從上到下是“一對多”關系。

（3）網狀模型：用網狀結構表示實體及其之間聯系，是層次模型的擴展。網絡模型以記錄型為節點，反映現實中較為復雜的事物聯系。

（4）關系模型：采用二維表（由表框架和表的元組組成）來表示，可進行數據查詢、增加、刪除及修改操作。關系模型允許定義“實體完整性”“參照完整性”和“用戶定義的完整性”3種約束。

●鍵（碼）：二維表中唯一能標識元組的最小屬性集。

●候選鍵（候選碼）：二維表中可能有的多個鍵。

●主鍵：被選取的一個使用的鍵。

【考點19】關系代數

（1）關系代數的基本運算：投影、選擇、笛卡兒積。

（2）關系代數的擴充運算：交、連接與自然連接、除。

【考點20】數據庫設計與管理

1.數據庫設計概述

●基本思想：過程迭代和逐步求精。

●方法：面向數據的方法和面向過程的方法。

●設計過程：需求分析→概念設計→邏輯設計→物理設計→編碼→測試→運行→進一步修改。

2.數據庫設計的需求分析

需求收集和分析是數據庫設計的第一階段，常用結構化分析方法（自頂向下、逐層分解）和面向對象的方法，主要工作有繪制數據流程圖、數據分析、功能分析、確定功能處理模塊和數據間關系。

數據字典：包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲和處理過程，是對系統中數據的詳盡描述。

3.數據庫的設計

（1）數據庫的概念設計：分析數據間內在的語義關聯，以建立數據的抽象模型。

（2）數據庫的邏輯設計：從E-R圖向關系模型轉換，邏輯模式規范化，關系視圖設計可以根據用戶需求隨時創建。實體轉換為元組，屬性轉換為關系的屬性，聯系轉換為關系。

（3）數據庫的物理設計：是數據在物理設備上的存儲結構與存取方法，目的是對數據庫內部物理結構作出調整并選擇合理的存取路徑，以提高速度和存儲空間。

4.數據庫管理

數據庫管理包括數據庫的建立、數據庫的調整、數據庫的重組、數據庫的安全性與完整性控制、數據庫故障恢復和數據庫的監控。

真題演練

（1）數據庫管理系統是（　）。

A）操作系統的一部分

B）在操作系統支持下的系統軟件

C）一種編譯系統

D）一種操作系統

（2）負責數據庫中查詢操作的數據庫語言是（　）。

A）數據定義語言

B）數據管理語言

C）數據操縱語言

D）數據控制語言

（3）數據庫應用系統中的核心問題是（　）。

A）數據庫設計

B）數據庫系統設計

C）數據庫維護

D）數據庫管理員培訓

（4）在數據管理技術發展的3個階段中，數據共享最好的是（　）。

A）人工管理階段

B）文件系統階段

C）數據庫系統階段

D）3個階段相同

（5）下列描述中不屬于數據庫系統特點的是（　）。

A）數據共享

B）數據完整性

C）數據冗余度高

D）數據獨立性高

（6）數據庫系統的三級模式不包括（　）。

A）概念模式

B）內模式

C）外模式

D）數據模式

（7）在下列模式中，能夠給出數據庫物理存儲結構與物理存取方法的是（　）。

A）外模式

B）內模式

C）概念模式

D）邏輯模式

（8）數據庫設計中反映用戶對數據要求的模式是（　）。

A）內模式

B）概念模式

C）外模式

D）設計模式

（9）公司中有多個部門和多名職員，每個職員只能屬于一個部門，一個部門可以有多名職員，則實體部門和職員間的聯系是（　）。

A）1∶1聯系

B）m∶1聯系

C）1∶m聯系

D）m∶n聯系

（10）一間宿舍可住多個學生，則實體宿舍和學生之間的聯系是（　）。

A）一對一

B）一對多

C）多對一

D）多對多

（11）一個教師可講授多門課程，一門課程可由多個教師講授。則實體教師和課程間的聯系是（　）。

A）1∶1聯系

B）1∶m聯系

C）m∶1聯系

D）m∶n聯系

（12）一個工作人員可以使用多臺計算機，而一臺計算機可被多個人使用，則實體工作人員與實體計算機之間的聯系是（　）。

A）一對一

B）一對多

C）多對多

D）多對一

（13）關系表中的每一橫行稱為一個（　）。

A）字段

B）元組

C）行

D）碼

（14）在E-R圖中，用來表示實體聯系的圖形是（　）。

A）橢圓形

B）矩形

C）菱形

D）三角形

（15）層次型、網狀型和關系型數據庫劃分原則是（　）。

A）記錄長度

B）文件的大小

C）聯系的復雜程度

D）數據之間的聯系方式

（16）下列敘述中正確的是（　）。

A）數據庫不需要操作系統的支持

B）數據庫設計是指設計數據庫管理系統

C）數據庫是存儲在計算機存儲設備中的、結構化的相關數據的集合

D）數據庫系統中，數據的物理結構必須與邏輯結構一致

（17）在關系數據庫中，用來表示實體間聯系的是（　）。

A）屬性

B）二維表

C）網狀結構

D）樹狀結構

（18）在滿足實體完整性約束的條件下（　）。

A）一個關系中應該有一個或多個候選關鍵字

B）一個關系中只能有一個候選關鍵字

C）一個關系中必須有多個候選關鍵字

D）一個關系中可以沒有候選關鍵字

（19）有3個關系R、S和T如下：

則關系T是由關系R和S通過某種操作得到的，該操作為（　）。

A）選擇

B）投影

C）交

D）并

（20）有2個關系R、S如下：

由關系R 通過運算得到關系 S，則所使用的運算為（　）。

A）選擇

B）投影

C）插入

D）連接

（21）有3個關系R、S和T如下：

由關系R和S通過運算得到關系T，則所使用的運算為（　）。

A）笛卡兒積

B）交

C）并

D）自然連接

（22）有3個關系R、S和T如下：

由關系R和S通過運算得到關系T，則所使用的運算為（　）。

A）并

B）自然連接

C）笛卡兒積

D）交

（23）有3個關系R、S和T如下：

則由關系R和S得到關系T的操作是（　）。

A）自然連接

B）交

C）投影

D）并

（24）有3個關系R、S和T如下：

則由關系R和S得到關系T的操作是（　）。

A）自然連接

B）并

C）交

D）差

（25）有2個關系R和S如下：

則由關系R得到關系S的操作是（　）。

A）選擇

B）投影

C）自然連接

D）并

（26）有3個關系R、S和T如下：

則由關系R和S得到關系T的操作是（　）。

A）自然連接

B）交

C）投影

D）并

（27）有3個關系R、S和T如下：

則由關系R和S得到關系T的操作是（　）。

A）自然連接

B）交

C）除

D）并

（28）下列關于數據庫設計的敘述中正確的是（　）。

A）在需求分析階段建立數據字典

B）在概念設計階段建立數據字典

C）在邏輯設計階段建立數據字典

D）在物理設計階段建立數據字典

（29）數據庫設計過程不包括（　）。

A）概念設計

B）邏輯設計

C）物理設計

D）算法設計

（30）將E-R圖轉換為關系模型時，實體和聯系都可以表示為（　）。

A）屬性

B）鍵

C）關系

D）域

（31）在數據庫設計中，將E-R圖轉換成關系數據模型的過程屬于（　）。

A）需求分析階段

B）概念設計階段

C）邏輯設計階段

D）物理設計階段

（32）設有表示學生選課的3張表，學生S（學號，姓名，性別，年齡，身份證號），課程C（課號，課名），選課SC（學號，課號，成績），則表SC的關鍵字（鍵或碼）為（　）。

A）課號，成績

B）學號，成績

C）學號，課號

D）學號，姓名，成績