免费智能真题库 > 历年试卷 > 数据库系统工程师 > 2013年上半年 数据库系统工程师 上午试卷 综合知识
  第47题      
  知识点:   创建和删除索引   数据库系统的三级模式结构   外模式   视图   数据库   索引   体系结构
  关键词:   视图   数据库   外模式   数据        章/节:   数据库技术基础   数据库标准语言—SQL       

 
在三级结构/两级映象体系结构中,对一个表创建聚族索引,改变的是数据库的(47),通过创建视图,构建的是外模式和(48)
 
 
  A.  用户模式
 
  B.  外模式
 
  C.  模式
 
  D.  内模式
 
 
 

 
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数据模型通常由( )三要素构成。
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某本科髙校新建教务管理系统,支撑各学院正常的教学教务管理工作。经过初步分析,系统中包含的实体有学院、教师、学生、课程等。..
 
  第50题    2011年上半年  
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数据库应用系统通常会提供开发接口。若出于安全性考虑,对于只读数据,通常提供(50)以供外部程序访问:对于需要更新的数据,则以..
  第48题    2013年上半年  
   42%
在三级结构/两级映象体系结构中,对一个表创建聚族索引,改变的是数据库的(47),通过创建视图,构建的是外模式和(48)
  第50题    2013年上半年  
   50%
删除表上一个约束的SQL语句中,不包含关键字(50)。
   知识点讲解    
   · 创建和删除索引    · 数据库系统的三级模式结构    · 外模式    · 视图    · 数据库    · 索引    · 体系结构
 
       创建和删除索引
               索引的作用
               数据库中的索引与书籍中的索引类似,在一本书中,利用索引可以快速查找所需信息,无须阅读整本书。在数据库中,索引使数据库程序无须对整个表进行扫描,就可以在其中找到所需数据。书中的索引是一个词语列表,其中注明了包含各个词的页码。而数据库中的索引是某个表中一列或者若干列值的集合和相应的指向表中物理标识这些值的数据页的逻辑指针清单。索引的作用如下:
               (1)通过创建唯一索引,可以保证数据记录的唯一性。
               (2)可以大大加快数据检索速度。
               (3)可以加速表与表之间的连接,这一点在实现数据的参照完整性方面有特别的意义。
               (4)在使用ORDER BY和GROUP BY子句中进行检索数据时,可以显著减少查询中分组和排序的时间。
               (5)使用索引可以在检索数据的过程中使用优化隐藏器,提高系统性能。
               索引分为聚集索引和非聚集索引。聚集索引是指索引表中索引项的顺序与表中记录的物理顺序一致的索引。
               建立索引
               语句格式:CREATE[UNIQUE][CLUSTER]INDEX<索引名>
               ON<表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>]]…);
               参数说明如下:
               .次序:可选ASC(升序)或DESC(降序),默认值为ASC。
               .UNIQUE:表明此索引的每一个索引值只对应唯一的数据记录。
               .CLUSTER:表明要建立的索引是聚簇索引,意为索引项的顺序是与表中记录的物理顺序一致的索引组织。
               删除索引
               语句格式:DROP INDEX<索引名>
               例如,执行DROP INDEX StudentIndex,此后索引StudentIndex不再是数据库模式的一部分。
 
       数据库系统的三级模式结构
        站在数据库管理系统的角度看,数据库系统一般采用三级模式结构。
               数据抽象
               事实上,一个可用的数据库系统必须能够高效地检索数据。这种高效性的需求促使数据库设计者使用复杂的数据结构来表示数据。由于大多数数据库系统用户并未受过计算机的专业训练,因此系统开发人员需要通过视图层、逻辑层和物理层三个层次上的抽象来对用户屏蔽系统的复杂性,简化用户与系统的交互。
               视图层(view level)是最高层次的抽象,描述整个数据库的某个部分。因为数据库系统的很多用户并不关心数据库中的所有信息,而只关心所需要的那部分数据。例如,某高校信息管理系统有人事管理、教务管理、工资管理等多个子系统。但是,人事处只关心与人事管理有关的那部分信息,教务处只关心与教务管理有关的那部分信息,财务处只关心与工资管理有关的那部分信息。这些问题可以通过构建视图层实现,这样做除了使用户与系统交互简化,而且还可以保证数据的保密性和安全性。
               逻辑层(logical level)是比物理层更高一层的抽象,描述数据库中存储什么数据以及这些数据间存在什么关系。逻辑层通过相对简单的结构描述了整个数据库。尽管逻辑层的简单结构的实现涉及了复杂的物理层结构,但逻辑层的用户不必知道这些复杂性。因为,逻辑层抽象是数据库管理员的职责,由管理员确定数据库应保存哪些信息。
               物理层(physical level)是最低层次的抽象,描述数据在存储器是如何存储的。物理层详细地描述复杂的底层结构。
               数据库系统设计员可在视图层、逻辑层和物理层对数据抽象,通过外模式、概念模式和内模式来描述不同层次上的数据特性,其对应关系如下图所示。
               
               数据库系统体系结构
               数据库的三级模式结构
               实际上,数据库的产品很多,它们支持不同的数据模型,使用不同的数据库语言,建立在不同的操作系统上,而且数据的存储结构也各不相同,但体系结构基本上都具有相同的特征,采用“三级模式和两级映像”。如上图所示。
               数据库系统采用三级模式结构,这是数据库管理系统内部的系统结构。数据库有“型”和“值”的概念,“型”是指对某一数据的结构和属性的说明,“值”是型的一个具体赋值。
               模式
                      概念模式
                      概念模式也称模式,是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述,它由若干个概念记录类型组成,只涉及型的描述,不涉及具体的值。概念模式的一个具体值称为模式的一个实例,同一个模式可以有很多实例。概念模式反映的是数据库的结构及其联系,所以是相对稳定的;而实例反映的是数据库某一时刻的状态,所以是相对变动的。
                      需要说明的是,概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性和安全性等要求。但是,概念模式不涉及存储结构、访问技术等细节。只有这样,概念模式才算做到了“物理数据独立性”。
                      描述概念模式的数据定义语言称为“模式DDL(Schema Data Definition Language)”。
                      外模式
                      外模式也称用户模式或子模式,是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述。它由若干个外部记录类型组成。用户使用数据操纵语言对数据库进行操作,实际上是对外模式的外部记录进行操作。
                      描述外模式的数据定义语言称为“外模式DDL”。有了外模式后,程序员不必关心概念模式,只与外模式发生联系,按外模式的结构存储和操纵数据。
                      内模式
                      内模式也称存储模式,是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的表示方式。定义所有的内部记录类型、索引和文件的组织方式,以及数据控制方面的细节。
                      例如,记录的存储方式是顺序存储,按照B树结构存储,还是Hash方法存储;索引按照什么方式组织;数据是否压缩存储,是否加密;数据的存储记录结构有何规定。
                      需要说明的是,内部记录并不涉及物理记录,也不涉及设备的约束。比内模式更接近于物理存储和访问的那些软件机制是操作系统的一部分(即文件系统)。例如,从磁盘上读、写数据。
                      描述内模式的数据定义语言称为“内模式DDL”。
                      总之,数据按外模式的描述提供给用户,按内模式的描述存储在磁盘上,而概念模式提供了连接这两极模式的相对稳定的中间观点,并使得两级的任意一级的改变都不受另一级的牵制。
               两级映像
               数据库系统在三级模式之间提供了两级映像:模式/内模式映像、外模式/模式映像。正因为这两级映像保证了数据库中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
               (1)模式/内模式的映像:存在于概念级和内部级之间,实现了概念模式到内模式之间的相互转换。
               (2)外模式/模式的映像:存在于外部级和概念级之间,实现了外模式到概念模式之间的相互转换。
               数据的独立性
               数据的独立性是指数据与程序独立,将数据的定义从程序中分离出去,由DBMS负责数据的存储,从而简化应用程序,大大减少应用程序编制的工作量。数据的独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。数据的独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。
               (1)数据的物理独立性:是指当数据库的内模式发生改变时,数据的逻辑结构不变。由于应用程序处理的只是数据的逻辑结构,这样物理独立性可以保证,当数据的物理结构改变了,应用程序不用改变。但是,为了保证应用程序能够正确执行,需要修改概念模式/内模式之间的映像。
               (2)数据的逻辑独立性:是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构发生变化后,用户程序也可以不修改。但是,为了保证应用程序能够正确执行,需要修改外模式/概念模式之间的映像。
 
       外模式
        外模式也称用户模式或子模式,是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述。它由若干个外部记录类型组成。用户使用数据操纵语言对数据库进行操作,实际上是对外模式的外部记录进行操作。
        描述外模式的数据定义语言称为“外模式DDL”。有了外模式后,程序员不必关心概念模式,只与外模式发生联系,按外模式的结构存储和操纵数据。
 
       视图
        幻灯片视图功能为用户提供了各种适应不同使用情况的操作界面,其中包括普通视图、幻灯片浏览视图、幻灯片放映视图。当启动PowerPoint时,系统默认的是普通视图工作方式。
               普通视图。
               普通视图也称为编辑视图。在该视图工作方式下,可进行演示文稿的编辑和制作,如输入文字、绘制图形和插入图片、插入声音和视频、设置动画及切换效果、设置超链接等。普通视图有4个工作区域,如上图所示。
               .大纲/幻灯片工作区:位于窗口的左侧,可通过单击“大纲”选项卡或“幻灯片”选项卡在幻灯片文本大纲或幻灯片缩略图之间切换。
               .主工作区:位于窗口的中部,用于显示和编辑当前幻灯片。
               .任务窗格:位于窗口的右侧,提供常用命令的窗口。主要操作包括创建新演示文稿;选择幻灯片的版式;选择设计模板、配色方案和动画方案;创建自定义动画;设置幻灯片切换等。
               .备注区:位于窗口的下方,用户可以添加备注信息。
               幻灯片放映视图。
               在该视图方式下,可以放映演示文稿中的所有幻灯片。若幻灯片添加了切换效果,则会播放出来;若为幻灯片中的对象设置了动画效果,则在放映时即可展现动画效果。设置的超链接只有在幻灯片放映视图中才有效。
               幻灯片浏览视图。
               在该视图方式下,可以观察演示文稿的全局并了解演示文稿的风格,还可以调整演示文稿的顺序。可以对幻灯片进行选择、复制、删除、隐藏等操作,设置幻灯片的切换效果。
 
       数据库
        数据库(DataBase,DB)是指长期存储在计算机内的、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、描述和存储,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。
        系统使用的所有数据存储在一个或几个数据库中。
 
       索引
        在数据库系统中,索引是一种可选结构,其目的是提高数据访问速度。利用索引可提高用户访问数据的速度,或直接从索引中独立检索数据。如果对索引的配置和使用进行了优化,那么索引能大大降低数据文件的I/O操作并提高系统性能。
        但是在为一个表创建索引之后,Oracle将自动维护这个索引。当用户在表中插入、更新或删除记录时,系统将自动更新与该表相关的索引。一个表可以有任意数量的索引,但一个表的索引越多,用户在该表中插入、更新或删除记录时所造成的系统开销也越大。其原因是无论何时更新表,系统都必须更新与之相关的索引。
        索引是建立在表的一个或多个字段之上的。索引的作用大小取决于该字段或字段集的选择性。所谓选择性,是指索引能降低数据集中的程度。如果表中与某个索引相关的字段值各不相同,那么该索引就有很好的选择性。一个选择性很差的索引的例子,是基于字段值仅为true/false的字段创建的索引,因为表中很多记录该字段的字段值都相同。一个索引可能只能帮助管理员降低检索的记录数,而不能惟一地确定一条记录。例如:如果为一个表的LastName字段创建了一个索引,现在用户需要搜索John Smith,那么这个索引将返回LastName字段值为Smith的所有记录,因而用户还不得不在返回的记录中搜索含John的记录。索引的选择性越好,就越有助于降低返回记录的数量,从而提高数据访问速度。下面介绍有效创建和使用索引的技巧和方法。
        . 索引和降低系统处理的数据量。
        索引的主要作用之一就是降低系统处理的数据量。对CPU使用和等待完成I/O操作的时间上,I/O操作引起的系统开销都是非常昂贵的。降低I/O操作可提高系统性能和处理能力。如果不使用索引,那么为了找到特定的数据,系统将不得不扫描表中的所有数据。
        例如如下查询语句:
        
        如果不使用索引,系统必须扫描整个emp表并检查表中每条记录的employee_id字段的值。如果emp表很大,那么这个操作可能意味着数量巨大的I/O读写和很长的处理时间。
        如果为emp表的employee_id字段创建了索引,那么系统将遍历该索引并找到用户所查询记录的ID。找到记录ID之后,只需一条额外的I/O操作就能检索到用户所需的数据。
        用于说明这个问题的最好例子,是只需查找一条记录的情况。在表的每条记录中,类似employee_id这样的字段的值可能在整个表中都是惟一的。这意味着查询结果值返回一条记录,这种查询的效率是非常高的。
        在某些情况下,索引必须返回大量数据。如下面的例子:
        
        这个查询语句很可能返回大量数据,因为索引操作返回了大量记录的ID,并且系统必须独立访问这些记录的ID,所以这种情况下,不使用索引可能比使用索引的效率更高,直接进行表扫描可能效率更高。不同情况下,采用哪种查寻方法更好,很大程度上取决于表的数据量和组织形式。
        对于不同的数据,在某些情况下位图索引可能非常有用,而在另外一些情况下,使用位图索引可能没有任何好处。
        . 索引和更新。
        如果对表创建了索引,那么更新、插入和删除表中的记录都将导致额外的系统开销。在系统提交这些操作之前,系统将会更新所有与该表相关的索引。这可能需要花费很长时间,并额外增加一定的系统开销。
        . 在字段选择性很低的情况下适用索引。
        在某些情况下,表中的某些字段的选择性可能很低。开发人员没必要为所有表创建索引,实事上,在某些情况下索引引起的问题比解决的问题更多。在很多情况下,需要反复试验,才能确定一个索引是否有助于提高系统性能。
        但是,位图索引能在字段选择性不高的情况下工作得很好。一个位图索引可以和其他位图索引联合使用,以降低系统检索的数据集。对于某些值为true/false、yes/no或其他小范围数据的字段,建立位图索引是非常合适的。请记住:位图索引所占用的空间,是随着与该索引相关的字段的不同值的数量的增加而增加的。
        如果决定创建一个索引,那么确定为哪些字段创建索引是非常重要的。对于不同的表,可能会选择一个或多个字段创建索引。可使用如下方法来确定在哪些字段上创建索引:
        ①选择那些最常出现在where子句中的字段。经常被访问的字段最可能受益于索引。
        ②经常用于连接表的字段是创建索引的必然候选字段。
        ③必须注意索引导致的查询语句性能的提高与更新数据时性能的降低之间的平衡。
        ④经常被修改的字段不适合创建索引,其原因是,更新索引将增加系统开销。
        在某些情况下,使用复合索引的效率可能比使用简单索引的效率更高。下面的一些例子说明了应当在何种情况下使用复合索引。
        ①某两个字段单独来看都不具有惟一性,但结合在一起却有惟一性,那么这种情况下,复合索引将工作得很好。例如:A字段和B字段都几乎没有惟一性值,但绝大多数情况下,字段A和B的某个特定组合却具有惟一性特点。那么在检索数据时,可在where子句重视and操作符来将这两个字段连接在一起。
        ②如果select语句中的所有值都位于复合索引中,那么Oracle将不会检索表,而直接从索引中返回数据。
        ③如果多个查询语句的where子句中作为查询条件的字段都不相同,但返回的记录相同,那么应当考虑利用这些字段创建一个复合索引。
        在创建索引之后,开发人员应当定期利用SQL TRACE工具或EXPLAIN PLAN来察看用户查询是否充分利用了索引。很有必要花费一定精力来试验使用索引和未使用索引在效率上的差别,以判断索引所耗费资源是否物有所值。
        应该删除那些不经常使用的索引。可使用alter index monitoring usage语句来跟踪索引的使用情况。还可以从系统表all_indexes、user_indexes和dba_indexes中查询用户访问索引的频率。
        如果为一个不适合创建索引的字段或表创建了索引,那么这可能会导致系统能力的下降。而如果创建的索引合理,那么这将降低系统的I/O操作并加快访问速度,从而大大提高系统性能。
 
       体系结构
        RPR的体系结构如下图所示。RPR采用了双环结构,由内层的环1和外层的环0组成,每个环都是单方向传送。相邻工作站之间的跨距包含传送方向相反的两条链路。RPR支持多达255个工作站,最大环周长为2000km。
        
        RPR体系结构
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第47题    在手机中做本题