【正文】 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 主要知識(shí)點(diǎn)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)模型、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)，熟練掌握SQL語(yǔ)言的使用 關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)關(guān)系模型遵循數(shù)據(jù)庫(kù)的3級(jí)體系結(jié)構(gòu)：(1)關(guān)系模式。數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模式定義為關(guān)系模式的集合。每個(gè)關(guān)系模式就是記錄類(lèi)型。關(guān)系模式的定義包括模式名、屬性名、值域名和模式的關(guān)鍵。關(guān)系模式僅僅是對(duì)數(shù)據(jù)本身特性的描述。(2)關(guān)系子模式是用戶(hù)所用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。除了指出用戶(hù)用到的數(shù)據(jù)外，還應(yīng)指出數(shù)據(jù)與模式中相應(yīng)數(shù)據(jù)的聯(lián)系，即指出子模式與模式之間的對(duì)應(yīng)性。 (3)關(guān)系存儲(chǔ)是作為文件看待的，每個(gè)元組就是一個(gè)記錄。由于關(guān)系模式有鍵，因此存儲(chǔ)一個(gè)關(guān)系可用散列方法或索引方法實(shí)現(xiàn)。 關(guān)系模型和關(guān)系運(yùn)算用二維表格結(jié)構(gòu)表示實(shí)體集，關(guān)鍵碼表示實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱(chēng)為關(guān)系模型。在關(guān)系中，能唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性集稱(chēng)為關(guān)系候選鍵，被選用的候選鍵稱(chēng)為關(guān)系的主鍵。關(guān)系中每一個(gè)屬性對(duì)應(yīng)一個(gè)取值范圍，稱(chēng)為屬性的值域。關(guān)系可以定義為元數(shù)(屬性個(gè)數(shù))相同的元組的組合。關(guān)系是一個(gè)集合，集合中的成分是元組，這些元組的屬性個(gè)數(shù)應(yīng)相同。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)更新操作必須遵循實(shí)體完整性規(guī)則、引用完整性規(guī)則和用戶(hù)定義的完整性規(guī)則。關(guān)系查詢(xún)語(yǔ)言根據(jù)其理論基礎(chǔ)的不同分成兩大類(lèi)：一類(lèi)是關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言，其特征是查詢(xún)操作是以集合操作為基礎(chǔ)的運(yùn)算；另一類(lèi)是關(guān)系演算語(yǔ)言，其特征是查詢(xún)操作是以謂詞演算為基礎(chǔ)的運(yùn)算。關(guān)系代數(shù)是以集合代數(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的、以關(guān)系為運(yùn)算對(duì)象的一組高級(jí)運(yùn)算的集合。把關(guān)系看成集合，集合代數(shù)中的運(yùn)算可以引入到關(guān)系運(yùn)算中來(lái)，還有一些運(yùn)算是針對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。關(guān)系代數(shù)的5種基本操作：并、差、笛卡兒積、投影和選擇。關(guān)系代數(shù)的4種組合操作：交、聯(lián)接、自然聯(lián)接和除法。擴(kuò)充的關(guān)系代數(shù)操作：外聯(lián)接(左外聯(lián)接和右外聯(lián)接)、外部并(Out union)和半聯(lián)接。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言SQL是集DDL、DML和數(shù)據(jù)控制功能于一體的數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言。SQL的DML是介于關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算之間的一種語(yǔ)言。SQL語(yǔ)言的組成：一個(gè)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)是表的匯集，它用一個(gè)或多個(gè)SQL模式定義。一個(gè)SQL表由行集構(gòu)成，一行是列的序列，每列對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。一個(gè)表或者是一個(gè)基本表，或者是一個(gè)視圖?；颈硎菍?shí)際存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的表，而視圖是由若干基本表或其他視圖構(gòu)成的表的定義。一個(gè)基本表可以跨一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)文件，一個(gè)存儲(chǔ)文件也可存放一個(gè)或多個(gè)基本表。 用戶(hù)可以用SQL語(yǔ)句對(duì)視圖和基本表進(jìn)行查詢(xún)等操作。SQL用戶(hù)可以是應(yīng)用程序，也可以是終端用戶(hù)。SQL語(yǔ)句可嵌入在宿主語(yǔ)言的程序中使用，宿主語(yǔ)言可以是常用的高級(jí)語(yǔ)言。SQL用戶(hù)也能作為獨(dú)立的用戶(hù)接口，使交互環(huán)境下的終端用戶(hù)使用。SQL包括了所有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，主要有數(shù)據(jù)定義(SQL DDL)、數(shù)據(jù)操縱(SQL DML)、訪(fǎng)問(wèn)控制和嵌入式SQL。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論主要包括3方面的內(nèi)容：(1)函數(shù)依賴(lài)。指數(shù)據(jù)之間存在的各種聯(lián)系和約束，例如建就是一種依賴(lài)。函數(shù)依賴(lài)是最基本的一種依賴(lài)。 (2)范式。模式分解的標(biāo)準(zhǔn)形式。關(guān)系模式分解的兩個(gè)特性實(shí)際上涉及到兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模式的等價(jià)性問(wèn)題，包括數(shù)據(jù)等價(jià)和依賴(lài)等價(jià)兩個(gè)方面。數(shù)據(jù)等價(jià)是指兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例應(yīng)表示同樣的信息內(nèi)容，用無(wú)損聯(lián)接衡量。依賴(lài)等價(jià)是指兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模式應(yīng)有相互邏輯關(guān)系的函數(shù)依賴(lài)集，此時(shí)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義是不會(huì)出差錯(cuò)的。(3)模式設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)模式的方法。衡量關(guān)系模式的優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)就是模式的范式(NF)。范式有許多種，與數(shù)據(jù)依賴(lài)有著直接的聯(lián)系。①第一范式(INF)如果關(guān)系模式R的每個(gè)關(guān)系r的屬性值都是不可分的原子值，那么稱(chēng)R是第一范式(INF)的模式，r是規(guī)范化的關(guān)系。LNF的模式的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)最基本的要求。②第二范式(2NF)我們把關(guān)系模式R的屬性分為兩類(lèi)：一類(lèi)是鍵的屬性，稱(chēng)為主屬性；另一類(lèi)是不屬于任何鍵的屬性，稱(chēng)為非主屬性。若關(guān)系模式R是INF，且每個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴(lài)于候選鍵，那么稱(chēng)R是2NF模式。③第三范式(3NF)若關(guān)系模式R是INF，且每個(gè)非主屬性都不傳遞依賴(lài)于R的候選集，那么稱(chēng)R是3NF模式。在3NF模式中排除了非主屬性的對(duì)鍵的傳遞依賴(lài)。3NF的模式必定是2NF的模式。局部依賴(lài)和傳遞依賴(lài)是產(chǎn)生冗余和異常的兩個(gè)重要原因。由于3NF模式中不存在非主屬性對(duì)候選鍵的局部依賴(lài)和傳遞依賴(lài)，因此具有較好的性能。而對(duì)于非3NF的INF和2NF，甚至非INF的關(guān)系模式，于它們性能上的弱點(diǎn)，一般不宜作為數(shù)據(jù)庫(kù)模式，通常需要將它們變換成3NF或更高級(jí)的范式，這種變換過(guò)程，稱(chēng)為關(guān)系的規(guī)范化處理。④BC范式(簡(jiǎn)稱(chēng)BCNF)若關(guān)系模式R是INF，且每個(gè)屬性都不傳遞依賴(lài)于R的候選鍵，那么稱(chēng)R是BCNF模式。此時(shí)排除了任何屬性對(duì)鍵的傳遞依賴(lài)。上述4種范式之間關(guān)系：BCNF3NF2NF1NF。 試題解析高級(jí)程序員級(jí)考試中，數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)試題所占的比重一般，基本上每年一道題。從歷年試題統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表28)來(lái)看，主要考查與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)有關(guān)的知識(shí)、關(guān)系模式、關(guān)系模式的范式、關(guān)系代數(shù)運(yùn)算等是反復(fù)考查的內(nèi)容，總的來(lái)說(shuō)，難度一般都不大。試題1 (2000年試題7)從供選擇的答案中，選出應(yīng)填入下面敘述中{ }內(nèi)的最確切的解答，把相應(yīng)編號(hào)寫(xiě)在答卷的對(duì)應(yīng)欄內(nèi)。域表達(dá)式{ab|R(ab)∧ R(ba)}轉(zhuǎn)換為等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，元組NOT IN(集合)中的NOT IN與B操作符等價(jià)。SQL中涉及屬性AGE是否是空值的比較操作，寫(xiě)法C是錯(cuò)誤的。類(lèi)似于工資在800至5000之間這種約束，是屬于DBS的D功能。設(shè)關(guān)系模式Q是3NF模式，那么，E 這種提法是不正確的。供選擇的答案A: ①Л1,2(б1=4∧2=3(RR)) ②Л1,2(б1=4())③ Л1,2(б1=4()) ④ R∩Л1,2(R)B：①＜＞SOME ②=SOME ③＜＞ALL ④=ALLC：①AGE IS NULL ②NOT(AGE IS NULL)③AGE=NULL ④AGE IS NOT NULLD：①完整性 ②并發(fā)控制 ③安全性 ④恢復(fù)E：①Q(mào)一定是2NF模式 ②Q可能不是4NF模式③Q可能不是BCNF ④Q一定不是BCNF【解析】問(wèn)題A涉及域表達(dá)式與關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的轉(zhuǎn)換。域表達(dá)式{ab|R(ab) ∧ R(ab)}表示取出二元關(guān)系R中有對(duì)稱(chēng)關(guān)系的二元組的集合，即(a，b)∈R，(b，a) ∈R，如果用D來(lái)表示該域表達(dá)式，則有DR。答案中只有②是正確的。是關(guān)系R與其自身的條件連接，條件是第1個(gè)R的第2個(gè)元素與第2個(gè)R的第1個(gè)元素相等。舉例說(shuō)明如下：R={(1，2)，(2，3)，(3，2)，(2，1)(3，4)}則 的結(jié)果是{(1，2，2，3)，(1，2，2，1)(2，1，1，2)(2，3，3，2)(3，2，2，3)(2，3，3，4)}；再作δ選擇運(yùn)算找出1，4列相等的元組{(1，2，2，1)，(2，1，1，2)，(2，3，3，2)，(3，2，2，3)}；再作π投影運(yùn)算取1，2列，得到{(1，2)，(2，1)，(2，3)，(3，2)}。問(wèn)題 B 涉及集合成員資格比較。SQL中的集合比較有4種：集合成員資格比較、集合成員算術(shù)比較、空關(guān)系測(cè)試和重復(fù)元組的測(cè)試。其中集合成員資格比較有兩種形式：(集合1)IN(集合2)(集合1)NOT IN(集合2)這里IN與算術(shù)比較中的=SOME等介，NOT IN與算術(shù)比較中的＜＞ALL等價(jià)。問(wèn)題 C 涉及空值的處理。SQL中允許屬性值為空值，用關(guān)鍵字NULL表示空值。測(cè)試某屬性值為空值，用(某屬性)IS NULL表示，測(cè)試某屬性值為非空值，用(某屬性)IS NOT NNULL或NOT((某屬性)IS NULL)來(lái)表示。問(wèn)題 D 涉及屬性值的約束，屬于數(shù)據(jù)庫(kù)完整性范疇。問(wèn)題 E 涉及關(guān)系模式的范式。根據(jù)4種范式之間的關(guān)系：BCNF3NF2NF1NF，可以判斷3NF模式必定是2NF模式，BCNF必定是3NF模式，但是3NF可能是BCNF模式，也可能不是BCNF模式。【答案】A：② B：③ C：③ D：④試題2