范文一:关系数据模型的组成 数据模型及关系数据模型的基本组成内容
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什么是数据模型,什么是数据模型,请给出关系数据模型的基本组成内容。请给出关系数据模型的基本组成内容。
答:数据(data)是描述事物的符号记录。模型(Model)是现实世界的抽象。数据模型(Data Model)是数据特征的抽象,是数据库管理的数学形式框架。数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。数据模型包括数据库数据的结构部分、数据库数据的操作部分和数据库数据的约束条件。关系数据模型把概念模型中实体以及实体之间的各种联系均用关系来表示。从用户的观点来看,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表,它由行列构成。每一个关系用一
1
张二维表来表示,常称为表。每一个关系表都有个区别于其他关系表的名字,称关系名。关系是概念模型中同一类实体以及实体之间联系集合的数据模型表示。二维表中的每一列即为一个属性,每个属性都有一个显示在每一列首行的属性名。在一个关系表当中不能有两个同名属性。关系中每个属性的值是有一定变化范围的。每一个属性所对应的变化范围叫做属性的变域或简称域,它是属性值的集合,关系中所有属性的实际取值必须来自于它对应的域。二维表中的每一行数据总称为一个元组或记录。一个元组对应概念模型中一个实体的所有属性值的总称。由若干个元组就可构成一个具体的关系,一个关系中不允许有两个完全相同的元组。在关系数据库中,对每个指定的关系经常需要根据某些属性的值来唯一的操作一个元组,也就是要通过某个或某几个属性来唯一的标识一个元组,我们把这样的属性或属性组称为指定关系的关键字。关系运算:并、交、差、选择、连接、投影。关系数据模型的基本理论不但对关系模型的结构进行了严格的定义,而且还有一组完整的数据约束规则,它规定了数据模型中的数据必须符合的某种约束条件。在定义关系数据模型和进行数据操作时都必须保证符合约束。关系模型中共有四类完整性约束:域完整性、实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性。其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件,任何关系系统都应该能自动
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范文二:数据模型数据模型的三要素数据模型的分类和各自的特点(可编辑)
数据模型数据模型的三要素数据模型的分类和各自的
特点
数据模型数据模型的三要素数据模型的分类和各自的特点数据库系统概论
An Introduction to Database System
第四章 关系系统及其查询优化第 四 章 关 系 系 统 及 其 查 询 优 化
4.1 关系系统
4.2 关系系统的查询优化
4.3 小结4.1 关 系 系 统
关系模型关系数据结构域及域上定义的关系关系操作并、交、差、广义笛卡尔积、选择、投影、连接、
除等 关系完整性实体完整性、参照完整性、用户自己定义的完整性关 系 系 统能够在一定程度上支持关系模型的数据库管理
系统是关系系统。由于关系模型中并非每一部分都是同等重要的并不苛求一个实际的关系系统必须完全支持关
系模型。 4.1.1 关 系 系 统 的 定 义
一个数据库管理系统可定义为关系系统,当且仅
当它至少支持:
1. 关系数据库(即关系数据结构) 系统中只有表这种结构
2. 支持选择、投影和(自然)连接运算 对这些运算不要求用户定义任何物理存取路径
对关系系统的最低要求关 系 系 统 的 定 义
? 不支持关系数据结构的系统显然不能称为关系系统
? 仅支持关系数据结构,但没有选择、投影和连接运算
功能的系统仍不能算作关系系统。原因:不能提高用户的生产率支持选择、投影和连接运算,但要求定义物理存取路
径,这种系统也不能算作真正的关系系统原因:就降低或丧失了数据的物理独立性选择、投影、连接运算是最有用的运算4.1.2 关 系 系 统 的 分 类 分类依据:支持关系模型的程度分类
? 表式系统:支持关系数据结构即表
? 最小关系系统 支持:关系数据结构 选择、投影、连接关系操作
? 关系完备的系统 支持:关系数据结构所有的关系代数操作
? 全关系系统支持:关系模型的所有特征
特别是:数据结构中域的概念关 系 系 统 的 分 类 ( 续 )数据结构 数据操作 完整性
表式系统?
表
最小关系系统
选择、投影、表
连接
关系完备的系统?
表
全关系系统第 四 章 关 系 系 统 及 其 查 询 优 化 4.1 关系系统
4.2 关系系统的查询优化
4.3 小结4.2 关 系 系 统 的 查 询 优 化 4.2.1查询优化的必要性
4.2.2查询优化概述
4.2.3 查询优化的一般准则
4.2.4 关系代数等价变换规则
4.2.5 关系代数表达式的优化算法
4.2.6 优化的一般步骤 4.2.2 查 询 优 化 的 必 要 性 例:求选修了课程C2的学生姓名
SELECT Student.Sname FROMStudent, SC
//0>.
AND SCo'2'; 查 询 优 化 的 必 要 性 ( 续 ) 假设1:外存:
Student:1000条,SC:10000条, 选修2号课程:50条 假设2:一个内存块装元组:10个Student,或100个SC, 或10个连接结果
元组
内存中一次可以存放: 5块Student元组, 1块SC元组和若干块连接结果
元组
假设3:读写速度:20块/秒
假设4:连接方法:基于数据块的嵌套循环法 代 价 模 型集中式数据库 ?单用户系统
总代价 I/O代价 + CPU代价
?多用户系统
总代价 I/O代价 + CPU代价 + 内存代价分布式数据库 总代价 I/O代价 + CPU代价[+ 内存代价] + 通信代价 执行策略 1.Q1= П б Student×SC
Sname //. ?SCo'2'2. Q2= П б Student SC Sname SCo' 2'
3. Q2= П Student б SC?
Sname SCo' 2'
4. 假设SC表在Cno上有索引,Student表在Sno上有索引执行策略1 Q 1 = П б
SC.Sno
S name Student.Sno ?SCo'2'
Student×SC
? Student×SC 读取总块数 读Student表块数 + 读SC表遍数*每遍块数 1000/10+1000/10×5 ×10000/100 100+20×1002100 读数据时间
2100/20105秒不同的执行策略, 考虑I/O 时间
7
中间结果大小 1000*10000 10 1千万条
元组
写中间结果时间 10000000/10/20 50000秒
?б
读数据时间 50000秒
?П
总时间 105+50000+50000秒 100105秒 27.8小时查 询 优 化 的 必
要 性 ( 续 )
2. Q2= П б Student SC Sname SCo' 2'
?
读取总块数 2100块
读数据时间2100/20105秒
中间结果大小10000 (减少1000倍) 写中间结果时间10000/10/2050秒 ?б
读数据时间50秒
?П
总时间=105+50+50秒=205秒3.4分 查 询 优 化 的 必 要 性 ( 续 )
3. Q2= П Student б SC Sname SCo' 2'
?б
读SC表总块数 10000/100100块
读数据时间100/205秒
中间结果大小50条 不必写入外存
?
读Student表总块数 1000/10100块
读数据时间100/205秒
? П
总时间=5+5秒=10秒 查 询 优 化 的 必 要 性 ( 续 )
4. Q2= П Student б SC
Sname SCo'2'
假设SC表在Cno上有索引,Student表在Sno上有 索引
?б
读SC表索引
读SC表总块数 50/1001块
读数据时间
中间结果大小50条 不必写入外存查 询 优 化 的 必 要 性 ( 续 )
?
读Student表索引
读Student表总块数 50/105块
读数据时间
? П
总时间10秒4.2.2 查 询 优 化 概 述查询优化的必要性查询优化极大地
影响RDBMS的性能。? 查询优化的可能性关系数据语言的级别很高,使DBMS可
以从关系表达式中分析查询语义。 由DBMS 进 行 查 询 优 化 的 好 处用户不必考虑如何最好地表达查询以获
得较好的效率系统可以比用户程序的优化做得更好
1 优化器可以从数据字典中获取许多统计信息,
而用户程序则难以获得这些信息 由DBMS 进 行 查 询 优 化 的 好 处
2如果数据库的物理统计信息改变了,系统可以自动对查
询重新优化以选择相适应的执行计划。在非关系系统中必须重写程序,而重写程序在实际应用中
往往是不太可能的。
3优化器可以考虑数百种不同的执行计划,而程序员一般
只能考虑有限的几种可能性。
4优化器中包括了很多复杂的优化技术查 询 优 化 目 标查询优化的总目标 选择有效策略,求得给定关系表达式的值实际系统的查询优化步骤
1. 将查询转换成某种内部表示,通常是语法树
2. 根据一定的等价变换规则把语法树转换成标准
(优化)形式实 际 系 统 的 查 询 优 化 步 骤
3. 选择低层的操作算法
对于语法树中的每一个操作计算各种执行算法的执行代价选择代价小的执行算法
4. 生成查询计划查询执行方案查询计划是由一系列内部操作组成的。4.2.3 查 询 优 化 的 一 般 准 则 选择运算应尽可能先做? 目的:减小中间关系在
执行连接操作前对关系适当进行预处理按连接属性排序在连接属性上建立索引 投影运算和选择运算同时做目的:避免重复扫描关系将投影运算与其前面或后面的双目运算结合目的:减少扫描关系的遍数查 询 优 化 的 一 般 准 则 ( 续 )某些选择运算+在其前面执行的笛卡尔积 连接运算例:б//. Student×SC Student SC提取公共子表达式4.2.4 关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 关系代数表达式等价指用相同的关系代替两个表达式中相应的关
系所得到的结果是相同的上面的优化策略大部分都涉及到代数表达式
的变换常 用 的 等 价 变 换 规 则
设E1、E2等是关系代数表达式,F是条件表达式l. 连接、笛卡尔积交换律
E1× E2? E2×E1
E1E2?E2 E1
E1 E2?E2 E1
F F 关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 )
2. 连接、笛卡尔积的结合律 E1×E2 × E3 ? E1 × E2×E3 E1 E2 E3 ? E1 E2 E3 E1 E2 E3 ? E1 E2 E3
F F F F 关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 )
3. 投影的串接定律
π π E? π E
A1,A2, ?,An B1,B2, ?,Bm A1,A2, ?,An
假设:
1E是关系代数表达式
2Ai1,2,…,n, B jl,2,…,m是属性名
i j
3A , A , …, A 构成B,B ,…,B 的子集
1 2 n l 2 m关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 )
4. 选择的串接定律
б ( б (E))? б E
F1 F2 F1? F2选择的串接律说明选择条件可以合并这样一次就可检查全部条件。 关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 )
5. 选择与投影的交换律
1假设: 选择条件F只涉及属性A1,…,An б π E? π б E
F A1,A2, ?,An A1,A2, ?,An F2假设: F中有不属于A1, …,An的属性B1,…,Bm π б E?
A1,A2, ?,An F π б π E
A1,A2, ?,An F A1,A2, ?,An,B1,B2, ?,Bm关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 )
6. 选择与笛卡尔积的交换律
1 假设:F中涉及的属性都是E1中的属性 б E1×E2?б E1×E2
F F
2 假设:FF1?F2,并且F1只涉及E1中的属性,F2只涉及E2中的属性则由上面的等价变换规则1,4,6可推出: б E1×E2 ?б E1×б E2
F F1 F2关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 )
3 假设: FF1?F2, F1只涉及E1中的属性, F2涉及E1和E2两者的属性б E1×E2?б б E1×E2
F F2 F1 它使部分选择在笛卡尔积前先做 关 系 代 数 等 价 变 换 规
则 ( 续 )
7. 选择与并的交换
假设:EE1?E2,E1,E2有相同的属性名
б E1?E2? б E1? б E2
F F F8. 选择与差运算的交换
假设:E1与E2有相同的属性名
б E1-E2? б E1 - б E2
F F F关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 ) 9. 投影与笛卡尔积的交换
假设:E1和E2是两个关系表达式, A1,…,An是E1的属性, B1,…,Bm是E2
的属性 π … … (E1×E2?
A1,A2, ,An,B1,B2, ,Bm
π … (E1× π … E2
A1,A2, ,An B1,B2, ,Bm关 系 代 数 等 价 变 换 规 则 ( 续 ) l0. 投影与并的交换
假设:E1和E2 有相同的属性名 π … E1?E2?
A1,A2, ,An π … E1? π … E2
A1,A2, ,An A1,A2, ,An
范文三:数据模型及关系数据模型的基本组成内容
什么是数据模型?什么是数据模型?请给出关系数据模型的基本组成内容。请给出关系数据模型的基本组成内容。
答:数据(data )是描述事物的符号记录。模型(Model) 是现实世界的抽象。数据模型(Data Model )是数据特征的抽象,是数据库管理的数学形式框架。数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。数据模型包括数据库数据的结构部分、数据库数据的操作部分和数据库数据的约束条件。关系数据模型把概念模型中实体以及实体之间的各种联系均用关系来表示。从用户的观点来看,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表,它由行列构成。每一个关系用一张二维表来表示,常称为表。每一个关系表都有个区别于其他关系表的名字,称关系名。关系是概念模型中同一类实体以及实体之间联系集合的数据模型表示。二维表中的每一列即为一个属性,每个属性都有一个显示在每一列首行的属性名。在一个关系表当中不能有两个同名属性。关系中每个属性的值是有一定变化范围的。每一个属性所对应的变化范围叫做属性的变域或简称域,它是属性值的集合,关系中所有属性的实际取值必须来自于它对应的域。二维表中的每一行数据总称为一个元组或记录。一个元组对应概念模型中一个实体的所有属性值的总称。由若干个元组就可构成一个具体的关系,一个关系中不允许有两个完全相同的元组。在关系数据库中,对每个指定的关系经常需要根据某些属性的值来唯一的操作一个元组,也就是要通过某个或某几个属性来唯一的标识一个元组,我们把这样的属性或属性组称为指定关系的关键字。关系运算:并、交、差、选择、连接、投影。关系数据模型的基本理论不但对关系模型的结构进行了严格的定义,而且还有一组完整的数据约束规则,它规定了数据模型中的数据必须符合的某种约束条件。在定义关系数据模型和进行数据操作时都必须保证符合约束。关系模型中共有四类完整性约束:域完整性、实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性。其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件,任何关系系统都应该能自动维护。
范文四:试述数据模型的作用和组成部分3
数据库试题5
一、单项选择题:(每小题1分,共10分)
1(数据库的概念模型独立于()。
A、具体的机器和DBMSB、E-R图C、信息世界D、现实世界 2(在数据库技术中,为提高数据库的逻辑独立性和物理独立性,数据库的结构被划分成用
户级、()和存储级三个层次。
A、概念级B、外部级C、管理员级D、内部级
3(在数据库的三级模式结构中,描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是()。
A、外模式B、内模式C、存储模式D、模式
4(关系数据库中的关键字是指()。
A、能唯一决定关系的字段B、不可改动的专用保留字C、关键的很重要的字段D、能
唯一标识元组的属性或属性集合
5(当关系模式R(A,B)已属于3NF,下列说法中正确的是()。 A、它一定消除了插入和删除异常B、仍存在一定的插入和删除异常C、一定属于BCNF D、A和C
6.SQL语言中,条件“年龄BETWEEN20AND30”表示年龄在20至30之间,且() A.包括20岁和30岁B.不包括20岁和30岁
C.包括20岁但不包括30岁D.包括30岁但不包括20岁
7.为了使索引键的值在基本表中唯一,在建立索引的语句中应使用保留字() A.UNIQUEB.COUNTC.DISTINCTD.UNION
8.关系代数的基本操作不包括()
A交B.除C.投影D.连接
9.关系模式分解的无损联接和保持函数依赖两个特性之间的联系是() A.前者成立蕴涵后者成立B.后者成立蕴涵前者成立
C.同时成立,或者同时不成立D.没有必然的联系
10.把ER模型转换成关系模型的过程,属于数据库的()
A.需求分析B.概念设计
C.逻辑设计D.物理设计
二(填空题:(每空1分,共10分)
1(数据模型是由数据结构、数据操作和三部分组成。
2(数据冗余可能导致的问题有和修改麻烦。
3(关系数据库中基于数学上两类运算是关系代数和。
4(SQL语言的数据定义功能包括定义数据库、定义基本表、定义视图和。 5(当B属于函数依赖于A属性时,属性A与B的联系是。
6(如果X?Y且有YX,那么X?Y称为_______。
7(判断一个并发调度是否正确,可以用_______来解决。
8(数据库恢复时,系统对已提交的事务要进行_______处理。 9(封锁的方法可能引起和。
三、名词解释:(每个4分,共20分)
1、概念模型2、并发控制3、奇异系4、聚簇索引5、行列子集视图。 四、简答题:(每个5分,共30分)
1、简述两个实体型之间的联系分为哪几类,
2、试述数据模型的作用和组成部分。
3、简述在关系数据库中优化的一般策略。
4、简述WHERE与HAVING的主要区别
5、试述把E-R图转换为关系模型的转换规则。
6、试述关系和模式的主要区别。
五、应用题:(30分)
1.已知关系r、s、w如图所示,计算T=(r?s)?w|><|s r关系="">|s>
ABC
1b2
2a2
1b1
3a3
s关系
ABC
2b1
3b1
3b2
3a2
W关系
BC
a2
b7
2.已知学生表S、课程表C和学生选课表SC,它们的关系模式如下:
S(S#,SN,SEX,AGE,DEPT)
C(C#,CN)
SC(S#,C#,GRADE)
其中:S#为学号,SN为姓名,SEX为性别,AGE为年龄,DEPT为系别,C#为课程号,CN
为课程名,GRADE为成绩。试用SQL语言完成下列问题。
(1)查询选修了全部课程的学生姓名
(2)查询至少选修了“王丽”选修的全部课程的学生的学号
数据库试题5答案
一(单项选择题(每小题1分,共10分)
1、A2、C3、A4、D5、B6、A7、A8、A9、A10、C 二(填空题(每空1分,共10分)
1、完整性约束条件2、浪费存储空间
3、关系演算4、定义索引5、A?B6、平凡的函数依赖7、
封锁8、重做9、活锁、死锁
三(名词解释(每小题4分,共20分)
1(概念模型:概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。 2(并发控制:在多处理机系统中,每个处理机可以运行一个事务,多个处理机 可以同时运行多个事务,实现多个事务真正的并行运行。
3(BCNF:每一个决定因素都包含码。
4(聚簇索引:索引项的顺序与表中记录的物理顺序一致的索引。 5(行列子集视图:若一个视图是由单个基本表导出,并且只是去掉了基本表的 某些行和某些列,但保留了码的视图称为行列子集视图。
四(简答题(每小题5分,共30分)
1(一对一,一对多,多对多
2(数据模型是按计算机系统的观点对数据建模。包括数据结构,数据操作,数
据的约束条件。
3((1)选择运算尽可能先做
(2)在执行连接前对关系适当地预处理
(3)把投影运算和选择运算同时处理
(4)把投影同其前或其后的双目运算结合起来
(5)把某些选择同在它前面要执行的笛卡儿积结合起来成为一个连接运算
(6)找出公共子表达式
4(WHERE子句作用于基本表或视图,从中选择满足条件的元组。HAVING作用于
组,从中选择满足条件的组。
5((1)一个实体型转换为一个关系模式
(2)一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式
(3)一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式,也可以与n端对应的
关系模式合并
(4)一个m:n联系可以转换为一个关系模式
(5)三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系模式
(6)具有相同码的关系模式可合并
6(模式是型,关系是值。模式是静态的,关系是动态的。 五(应用题:(共30分)
1.
T=
AbC
2b1
3b1
3b2
3a2
2.(1)SelectSN
FromS
Wherenotexists
(select*
fromC
wherenotexists
(select*
fromSC
whereS#=S.S#andC#=C.C#)
(2)selectdistinctS#
fromSCSCX
wherenotexists
(select*
fromSCSCY
whereSCY.SN=?王丽?and
notexists
(select*
fromSCSCZ
whereSCZ.S#=SCX.S#andSCZ.C#=SCY.C#)
范文五:数据模型的三要素是指数据结构
数据模型的三要素是指数据结构、数据操作和数据的约束条件
。最常用的数
据模型分为概念数据模型和基本数据模型。
1" 概念数据模型。也称信息模型,是按用户的观点对数据和信息建模,是 现实世界到信息世界的第一层抽象。它强调语义表达功能,易于用户理解,是用 户和数据库设计人员交流的语言,主要用于数据库设计。这类模型中最著名的是 实体联系模型(E—R 模型)。概念模型中最常用的方法为实体一联系方法,简称(E—R)。 2、" 基本数据模型。是按计算机系统的观点对数据建模,是现实世界数据特征的抽象,用于DBMS(数据库管理系统(database management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件,用于建立、使用和维护数据库)的实现。基本的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。
从事物的客观特性到计算机中的具体表示涉及三个数据领域:现实世界、信 息世界和机器世界。
E—R 图中的主要构件
矩形表示实体集
双边矩形表示弱实体集
菱形表示联系集
双边菱形表示弱实体集对应的标识性联系
椭圆表示属性
线段将属性与相关的实体集连接,或将实体集与联系集相连
双椭圆表示多值属性
虚椭圆表示派生属性
双线!!!! 表示一个实体全部参与到联系集中
数据库中的4 类故障是事务内部故障、系统故障、介质故障及计算机病毒。恢复的原理非常简单,就是要建立冗余数据。
(二)DBMS 分类
1、关系数据库系统
2、 面向对象的数据库系统
3、对象关系数据库系统
SQL语言功能极强,只用了9个动词表示其核心功能,如下所示。 数据查询:SELECT。
数据定义:CREATE、DROP、ALTER。
数据操纵:INSERT、UPDATE、DELETE。
数据控制:GRANT、REVOKE。
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