第1章 数据库系统的基本概念

　　1. 数据处理的基本问题是数据的组织/存储/检索/维护/加工利用这些正是数据库系统所要解决的问题.

　　2. 信息：是现实世界各种事物的存在特征、运动形态以及不同事物间的相互联系等诸要素在人脑中的抽象反映，进而形成抽象概念。信息源于客观事物，而后通过众加工处理再控制客观事物，从而达到认识世界、改造世界的目的。

　　3. 人类社会活动的三大要素能源、物质、信息.

　　4. 数据：本质上是对信息的一种符号化表示，即用一定的符号表示信息。符号是收人为而定，在计算机上通常使用0和1这两个符号。

　　5. 信息与数据的关系：二者既有联系又有区别，数据是信息的载体，而信息是数据的内涵。同一信息可以有不同的数据表示形式;而同一数据也可能有不同的解释。数据处理本质上就是信息处理。

　　6. 数据处理(过程)：当把信息表示成数据后，这些数据便被人们赋予了特定的含义，反映了现实世界事物的存在特性的变化状态。由于现实世界事物往往是相互关联的，基于这一事实，可以从已知数据出发，参照相关数据，进行加工计算，产生出一些新的数据。这新的数据又表示出新的信息，可以作为某种决策的依据。上述整个过程，就叫做数据处理。

　　7. 数据管理：数据的收集、整理、组织、存储、查询、维护和传送等各种操作是数据处理的基本环节，是任何数据处理任务必有的共性部分。

　　8. 数据管理技术发展的三个阶段：(1)自由管理阶段，50年代。本阶段的主要特点，1)数据不保存;2)程序与数据合在一起，因而数据没有独立性，程序没有弹性，要修改数据必须修改程序;3)程序员必须自己编程实现数据的存储结构、存取方法和输入输出，迫使程序员直接与物理设备打交道，加大了程序设计难度，编程效率低;4)数据面向应用，这意味着即使多个没程序用到相同数据，也得各自定义，数据不仅高度冗余，而且不能共享。(2)文件系统阶段，60年代。这一阶段特点，1)数据可长期保存在磁盘上;2)数据的物理结构与逻辑结构有了区别，两者之间由文件管理系统进行转换，而因程序与数据之间有物理上的独立性，即数据在存储上的改变不一定会影响到程序，这可使程序员不必过多地考虑数据存放地址，而把精力放在算法上;3)文件系统提供了数据存取方法，但当数据的物理结构改变时，仍需修改程序;4)数据不再发球某个特定程序，在一定程度上可以共享。缺陷，1)文件是面向特定用途设计的，有一个应用就有一个文件相对应。而程序员是基于文件编制的，导致程序仍然与文件相互依存。文件变动，程序就要修改;2)数据冗余大，文件之间缺乏联系，有可能造成同样数据在不同文件中重复存储;3)数据可能发生矛盾，同一数据出现在不同文件中，稍有不慎就可能造成同一数据在不同文件中不一样;4)数据联系弱，不同文件缺乏联系就不能反映现实世界事物之间的自然联系，这是文件方式最大的弊端。(3)数据库系统阶段，60年代后期。这一阶段的特点，1)数据结构化，数据库是存储在磁盘等外部直接存取设备中的数据集合，是按一定的数据结构组织起来的;2)数据共享，数据库中的数据是考虑所有用户的数据需求、面向整个系统组织的，不同用户所使用的数据可以重叠，同一部分数据也可为多用户共享;3)减少了数据冗余，在数据库方式下，用户所使用的数据库管理系统从数据库中映射出来的逻辑文件，它取自于数据库中的某个子集，并非独立存在，从而减少了数据冗余;4)有较高的数据独立性，数据独立是数据库技术努力追求的目标，其好处是数据存储方式的改变不会影响到应用程序;5)提供了用户接口，在数据库系统中，数据库管理系统作为用户与数据库的接口，提供了数据库定义、数据库运行、数据库维护和数据库安全性、完整性等控制功能，此外还支持某种程序设计语言，并没有专门的数据操作语言，为用户编程提供了方便。

　　9. 文件：是操作系统管理数据的基本单位，是若干记录的集合。可以命名，通过文件名以记录为单位存取数据。

　　10. 数据项：描述事物性质的最小数据单位。

　　11. 记录：若干数据项的集合，一个记录能表达一个具体事物。

　　12. 数据独立有两个含义：即物理数据独立性和逻辑数据独立性。MC所谓物理数据独立性，是指数据库物理结构(包括数据的组织和存储/存取方式/外部存储设备等)发生改变时，不会影响到逻辑结构，而用户使用的是逻辑数据，所以不必改动程序。MC所谓逻辑数据独立性，是指数据库全局逻辑发生改变时，用户也不需改动程序，就像数据库并没发生变化一样。

　　13. 文件系统与数据库系统之间的主要区别：文件系统中的文件之间不存在联系，因而从总体上看数据是没有结构的，而数据库中的文件是相互联系着的，并在总体上遵从一定的结构形式。数据库正是通过文件之间的联系反映现实世界事物的自然联系。

　　14. 数据库( DB)：数据库是存储在磁盘等外部直接存取设备上的数据集合，是按一定的数据结构组织起来的，是一个结构化的数据集合，主要是通过综合各个用户的文件，除去不必要的冗余，使之相互联系所形成的数据结构。

　　15. 数据系统组成：由数据库、支持数据库运行的软硬件、数据库、数据库管理系统、数据库管理员和应用程序等相互独立而又相互联系的若干部分所组成。(1)软件，主要指数据库管理系统(DBMS);(2)数据库管理员(DBA)，的职责是维护和管理数据库，使之始终处于最佳状态。可见，在数据库系统组成中还包括人的成分。
　　16. 数据库管理系统( DBMS)：是数据库系统的关键组成部分任何数据操作包括数据库定义、数据查询、数据维护、数据库运行控制等都是在DBMS的管理下进行的。

　　17. 数据库系统的三级组织结构：美国国家标准委员会(ANSI)所属标准计划和要求委员会(Standards Planning And Requirements Commitee)在1975年公布了一个关于数据库标准报告，提出了数据库的三级结构组织，即有名的SPARC分组结构。三级结构对数据库的组织从内到外分三个层次描述，分别称为内模式、概念模式、外模式。

　　18. 概念模式：简称模式，是对数据库的整体逻辑描述，并不涉及物理存储，故称为DBA视图。

　　19. 内模式：又称存储模式，具体描述了数据如何组织存储在存储介质上。内模式是系统程序员用一定的文件形式组织起来的一个个存储文件和联系手段。也是由他们编制存取程序，实现数据存取的，故内模式为系统程序员视图。

　　20. 外模式：通常是模式的一个子集，故又称外模式为子模式，它面向用户是用户眼中的数据库，故称外模式为用户视图。

　　21. 三级组织结构的区别与联系：模式是内模式的逻辑表示;内模式是模式的物理实现;外模式则是模式的部分抽取。三模式反映了对数据库的三种不同观点：模式表示了概念级数据库，体现了对数据库的总体观;内模式表示了物理级数据库，体现了对数据库的存储观;外模式表示了用户级数据库，体现了数据库的用户观。总体观和存储观只有一个，而用户观可能有多个，有一个应用，就有一个用户观。

　　22. 三个模式间的映射：存在着两种映射，一是外模式/模式间的映射，这种映射把用户数据库与数据库联系起来;另一映射是模式/内模式间的映射，这种映射把概念数据库与物理数据库联系起来。

　　23. 三级模式中，只有内模式才是真正存储数据的，而模式和外模式仅是一种逻辑表示数据的方法。

　　24. 采用映射技术的好处：1)保证了数据的独立性;2)保证了数据共享;3)方便了用户使用数据库;4)有利于数据的安全和保密。

　　25. 数据库管理系统DBMS是数据库系统的关键组成部分。任何数据操作，包括数据库定义、数据查询、数据维护、数据库运行控制等都是在DBMS管理下进行的。DBMS是用户与数据库的接口，应用程序只有通过DBMS才能和数据库打交道。

　　26. 数据库描述语言(DDL)：来定义模式、外模式和内模式，并将各种模式翻译成相应的目标代码。

　　27. 数据操纵语言DML：实现对数据库的操作，包括检索、插入、删除和修改四种基本操作命令。

　　28. 两种类型的程序设计语言：1)宿主型，用一般的程序设计语言(称为主语言，如FORTRAN、C等)编程，而把DML(相对于主语言，称为子语言)作为主语言的一种扩充嵌入到主语言中2)自主型，DBMS自含的程序设计语言，可以与DML有机地结合或独立地使用。FoxPro就属于这类语言，有自己的编译程序和解释程序。

　　29. 数据字典DD：其中存放着数据库三级结构的描述以及各数据项的类型、值域和关键字等，从结构上对数据的语义和数值范围加以约束。

　　30. DBMS的功能：1)数据库定义功能，DBMS提供有DDL语言来定义数据库的结构;2)映射功能，利用DBMS可实现“外模式/模式”和“模式/内模式”之间的映射;3)数据库操纵功能，DBMS提供有DML语言，可实现对数据库的检索、插入、删除和修改等功能;4)支持“宿主型”和“自主型”程序设计语言5)数据库运行控制功能，DBMS通过数据的安全性、完整性、故障恢复和并发操作四方面实现了对数据库运行的控制;6)数据库维护功能，数据维护主要包括日常对数据库数据初始装入、数据库转储、数据库重组及记载系统工作日志等功能。这些功能大多由相应的实用程序来完成。

　　31. 数据安全性控制：所为安全性控制，实质是防止未被授权者非法存取数据库。采取的措施有鉴定用户身份、设置口令、控制用户存取权限、数据加密等。

　　32. 数据完整性控制：数据的完整性指数据的正确性和相容性。DBMS在建库时，把完整性作为模式的组成部分存入数据字典。保证数据的完整性主要采取的方法是，根据字典中存放着数据库三级结构的描述以及各数据项的类型、值域和关键字等，从结构上对数据的语义和数值范围加以约束。

　　33. 并发操作：在网络环境下，数据库由多用户共享，即多个用户同时操作同一数据。

　　34. 并发控制：并发操作极有可能因破坏数据的正确性而出错，这通常是由于两个进程之间不合理的时差造成的。这是一个错误，必须加以控制。作为数据库管理系统都有这种并发控制机制，例如通过“加锁”、“解锁”控制并发作业的进程以保证数据正确性。作为用户，则应在程序中正确地使用这种并发操作来控制并发事件。

　　35. 信息与数据两者在概念上有何不同?(2，4，5)
　　36. 数据处理与数据管理两个术语仅一字之差，有何不同?(6，7)

　　37. 数据管理主要内容是什么?(7)

　　38. 文件系统中的文件与数据库系统中的文件有何本质上的不同?(9，13，8-(3)即数据库系统中的文件的特点)

　　39. 数据库中的数据是根据什么原则组织的?

　　数据库中的数据是按一定的数据结构组织起来的，具体是按SPARC数据库三级结构组织的，三级结构从内到外分为三个层次，分别称为内模式、模式和外模式。(18，19，20)三个模式的概念。

　　40. 数据库是按SPARC公布的三级结构：概念模式、外模式和内模式组织的，试述三个模式之间是什么关系?(21)

　　41. 数据库系统由哪几部分组成?答：由数据库、支持数据库运行的硬件、数据库管理系统和应用程序等部分组成。

　　42. 什么叫数据独立?(12)数据独立有什么好处?答：数据独立的好处是：数据存储方式的改变不会影响到应用程序。

　　43. 数据库技术方法管理数据的主要特点是什么?(8-(3))

　　44. 数据安全性主要指什么?怎样保证数据的安全性?(31)

　　45. 数据完整性主要指什么?怎样保证数据的完整性?(32)

　　46. 试述并发操作与并发控制概念。(33，34)

　　47. 下列英文缩写中的中文名称是什么?主要含义是什么?

　　DBMS：数据库管理系统，是数据库系统中专门用于数据管理的软件

　　DBA：数据库管理员，其职责是维护和管理数据库，使之始终处于最佳状态

　　DDL：数据库描述语言，用来定义模式、外模式和内模式，并将各种模式翻译成相应的目标代码。

　　DML：数据操纵语言，实现对数据库的操作。有四种基本操作命令，检索、插入、删除和修改

　　UWA：用户工作区，是用户程序与系统缓冲区交换数据的场所。用户只能对UWA中的数据进行处理，其数据是DBMS根据用户的请示装进去的。

　　DD：数据字典，其中存放着数据库三级结构的描述以及各数据项的类型、值域和关键字等，从结构上对数据的语言和数值范围加以约束。