數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論題解答(第二版)

1、第1章緒論1 .試述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念。答：（1）數(shù)據(jù)（data ）:描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音、正 文等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。解析在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的槪念是廣義的。早期的計算機系統(tǒng)主耍 用于科學計算，處理的數(shù)據(jù)是整數(shù)、實數(shù)、浮點數(shù)等傳統(tǒng)數(shù)學中的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代計算機能存儲和處理的對象 十分廣泛，表示這些對彖的數(shù)據(jù)也越來越復雜。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。500這個數(shù)字可以表示一件物 品的價格是500元,也可以表示一個學術會議參加的人數(shù)冇500人，還可以表示一袋奶粉重500克。（2 ）數(shù)據(jù)庫（database，簡稱db ）:數(shù)

2、據(jù)庫是長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按-定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的兀余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性， 并可為各種用戶共序。（3 ）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（databas。 sytcm ,簡稱dbs）:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的 系統(tǒng)構成，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構成。解析數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫是兩個概念。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個人-機系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的-個組成部分。但是在 日常工作中人們常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。希望讀者能夠從人們講話或文章的上下文中區(qū)分“數(shù)據(jù) 庫系統(tǒng)”和“數(shù)據(jù)庫”，不要引起混

3、淆。（4 ）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（database management sytcm ,簡稱dbms ）:數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操 作系統(tǒng)z間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學地紐織和存儲數(shù)據(jù)、高效地茯取和維護數(shù)據(jù)。dbms的主要 功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫的運行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。解析dbms 是一個大型的復雜的軟件系統(tǒng)，是計算機中的基礎軟件。目前，專門研制dbms的廠商及其研制的dbms 產(chǎn)品很多。著名的有美國ibm公司的dbz關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和ims層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、美國 oracle公司的oradc關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、s油asc公司的s油asc關系數(shù)據(jù)庫管理系

4、統(tǒng)、美國微軟 公司的sql serve ,關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。9 .定義并解群概念模型中以下術語：實體，實體型，實體集，屬性,碼，實體聯(lián)系圖（e _ r圖） 答：實體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物叫實體。實體熨：具有相同屬性的實體具有相同的特征和性質，用 實體名及其屬性名集介來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。實體集：同型實體的集介稱為實體集。屬性： 實體所具冇的某一特:性，一個實體可由若干個屬性來刻畫。碼：惟-標識實休的屈性集稱為碼。實體聯(lián)系 圖（e r圖）：提供了表示實體型、屬性利聯(lián)系的方法：實體型：用矩形表示，矩形框內寫明實 體名；屈性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來；

5、聯(lián)系：用菱形表示，菱形 框內寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（1:1, l:n或 m : n ）。12 學校中冇若干系，每個系冇若干班級和教研室， 每個教研室有若干教員，其中有的教授和副教授每 人各帶若干研究生；每個班有若干學生，每個學生 選修若干課程，毎門課可山若干學生選修。請用e - r圖畫出此學校的概念模型。答：20 .試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結構，這種結構的優(yōu)點是什么？答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構由外模式、模式和內模式組成。(參見書上圖1 .29)外模式，亦稱子模式或用 戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶(包括應用程序員和最終用戶)能夠看見利使川的局部數(shù)據(jù)的邏

6、輯結構和特征的描 述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。模式，亦稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中 全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是所冇用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結構。外 模式涉及的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結構，通常是模式的子集。內模式，亦稱存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內 部的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結構和存儲方式的描述。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽彖級別，它 把數(shù)據(jù)的具體組織留給dbms管理，使用戶能邏輯抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關心數(shù)據(jù)在計算機中的農(nóng)示 和存儲。為了能夠在內部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉換，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映 像：外模式/模式映

7、像和模式/內模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)屮的數(shù)據(jù)能夠具冇較爲的 邏輯獨立性和物理獨立性。22 .什么叫數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性？什么叫數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性？為什么數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)與程 序的獨立性？答：數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性：當模式改變時(例如增加新的關系、新的屬性、改變屬性的數(shù)據(jù)類型等)，山數(shù) 據(jù)庫管理員對各個外模式/模式的映像做柑應改變，可以使外模式保持不變。應用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模 式編寫的，從而應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。數(shù)據(jù)與程 序的物理獨立性：當數(shù)據(jù)庫的存儲結構改變了，山數(shù)據(jù)庫管理員對模式/內模式映像做相應改變，可以使 模式保持

8、不變，從而應用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。數(shù) 據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式z間提供的兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具冇較高的邏輯獨立性和物 理獨立性。第2章關系數(shù)據(jù)庫1 .試述關系模型的三個組成部分。答：關系模型由關系數(shù)據(jù)結構、關系操作集介和關系完整性約束三部分組成。5. 設冇一個spj數(shù)據(jù)庫，包括s, p, j, spj四個關系模式：1) 求供應工程j1零件的供應商號碼sno：n sno( 0 sno= 'ji' (spj)2) 求供應工程ji零件pl的供應商號碼sno：n sno( o sno= 'ji' apno=

9、'pl '(spj)3) 求供應工程ji零件為紅色的供應商號碼sno：n sno( o pno= 'pl '( o color二'纟'(p) <«spj)4) 求沒有使用天津供應商生產(chǎn)的紅色零件的工程號jno：6. 試述等值連接與自然連接的區(qū)別和聯(lián)系。答：連接運算符是的連接運算稱為等值連接。它是從關系r與s的廣義笛卡爾積中選収a, b屬性 值相等的那些元組自然連接是一種特殊的等值連接，它要求兩個關系中進行比較的分量必須是和同的屈性組，并且在結果中 把重復的屬性列去掉。7. 關系代數(shù)的基本運算冇哪些？如何用這些基木運算來表示其他運算

10、？答：并、差、笛卡爾積、投影和選擇5種運算為基木的運算。其他3種運算，即交、連接和除，均可以用 這5種基本運算來衣達。第3章關系數(shù)據(jù)庫標準語言sql2 .試述sql的定義功能。sql的數(shù)據(jù)定義功能包括定義表、定義視圖和定義索引。sql語言使川create table語句建立基本 表，alter table語句修改基本表定義，drop table語句刪除基本表；使用create index語 句建立索引，drop index語句刪除索引；使用create view語句建立視圖，drop view語句刪 除視圖。5.針対習題3中的四個表試用sql語言完成以下各項操作：(1) 找岀所有供應商的姓名和

11、所在城市。select snamecity from s(2) 找出所冇零件的名稱、顏色、重量。select pname,color,weight from p(3) 找出使用供應商si所供應零件的工程號碼。select dist jno from spj where sno=s 1*(4) 找出工程項目j2使用的各種零件的名稱及其數(shù)量。select pname,qty from spj,pwhere p.pno=spj.pno and spj.jno=,j2,(5) 找出上海廠商供應的所有零件號碼。select pno from spj,s where s.sno=spj.sno and c

12、ity二'上海'(6) 出使用上海產(chǎn)的零件的工程名稱。select jname from spj,s,jwhere s.sno=spj.sno and s.city='上海'and j.jno=spj.jno(7) 找出沒有使用犬津產(chǎn)的零件的工程號碼。注懣：select disp jno from spj where jno not in (select dist jno from spj.s where s.sno=spj.sno and s.city=*天津)適用于jno是唯一或不唯一的情況.注意:select dist jno from spj,s whe

13、re s.sno=spj.sno and s.cityo'天津'適用于 jno 是唯 一的情況(8) 把全部紅色零件的顏色改成藍色。update p set colors藍where color二'紅(9) 111 s5供給j4的零件p6改為由s3供應。update spj set sno='s3' where sno='s5' and jno=,j4, and pno=,p6,(10) 從供應商關系中刪除供應商號是s2的記錄，并從供應情況關系中刪除相應的記錄。a、delete from s where sno='s2'b

14、、delete from spj where sno= 's2'(11) 請將(s2, j6, p4, 200)插入供應情況關系。insert into spj values ('s2', 'j6', 'p4', 200)6 .什么是基木表？什么是視圖？答兩者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？基本表是本身獨立存在的表，在sql中一個關系就對應一個表。視圖是從一 個或幾個基木表導出的表。視圖木身不獨立存儲在數(shù)據(jù)庫中，是一個虛表。即數(shù)據(jù)庫屮只存放視圖的定義 而不存放視圖對應的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)仍存放在導出視圖的基本衣中。視圖在概念上與棊本衣等同，用戶可

15、 以如同基木表那樣使用視圖，可以在視圖上再定義視圖。8 所冇的視圖是否都可以更新？為什么？答：不是。視圖是不實際存儲數(shù)據(jù)的虛農(nóng)，兇此對視圖的更新，最終要轉換為對基本農(nóng)的更新。因為有些視圖 的更新不能惟-有憑義地轉換成對相應基本表的更新，所以，并不是所有的視圖都是可更新的.第4章數(shù)據(jù)庫安全性2 數(shù)據(jù)庫安全性和計算機系統(tǒng)的安全性冇什么關系？答：安全性問題不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所獨有的，所有汁算機系統(tǒng)都有這個問題。只是在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù) 集中存放，而且為許多最終用戶直接共享，從而使安全性問題更為突出。系統(tǒng)安金保護措施是否有效是數(shù)據(jù)廂系統(tǒng)的主要指標之一。數(shù)據(jù)庫的安全性和計算機系統(tǒng)的安全性，包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)

16、絡系統(tǒng)的安全性是緊密聯(lián)系、相互支持的，5 試述實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術。答：實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術有：(1 )用戶標識和鑒別：該方法由系統(tǒng)提供一定的方式讓用戶標識自己的名字或身份。每次用戶要求進入系 統(tǒng)時，山系統(tǒng)進行核對，通過鑒定后才提供系統(tǒng)的使用權。(2 )存取控制：通過用戶權限定義和介法權檢査確保只冇介法權限的用戶訪問數(shù)據(jù)庫，所有未被授權的人 員無法存取數(shù)據(jù)。例如cz級中的自主存取控制(dac ), b1級中的強制存取控制(mac )。(3 )視圖機制：為不同的用戶定義視圖，通過視圖機制把耍保密的數(shù)據(jù)對無權存取的用戶隱藏起來，從而 自動地對數(shù)據(jù)提供一定程度的安全保

17、護。(4 )審計：建立審計日志，把用戶對數(shù)據(jù)庫的所有操作自動記錄下來放入審計日志中，dba可以利用審 計跟蹤的信息，重現(xiàn)導致數(shù)據(jù)庫現(xiàn)冇狀況的一系列事件，找出非法存取數(shù)據(jù)的人、時間和內容等。(5 )數(shù)據(jù)加密：對存儲和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密處理，從而使得不知道解密算法的人無法獲知數(shù)據(jù)的內容。6 .什么是數(shù)據(jù)庫中的口主存取控制方法和強制存取控制方法？答：自主存取控制方法：定義各個用戶對不同數(shù)據(jù)對象的存取權限。當用戶對數(shù)據(jù)庫訪問時首先檢査用戶的存 取權限。防止不合法用戶對數(shù)據(jù)庫的存取。強制存取控制方法：每一個數(shù)據(jù)對彖被(強制地)標以一定的密級，每一個用戶也被(強制地)授予某一 個級別的許可證。系統(tǒng)規(guī)定只有

18、具有某一許可證級別的川戶才能存取某一個密級的數(shù)據(jù)對象。8. 請用sql的grant和revoke語句(加上視圖機制)完成以下授權定義或存取控制功能：(a )用戶王明對兩個表有select權力。grant select on 職工，部門to王明(b )用戶李勇對兩個表有insert和delete權力。grant insert,delete on 職工，部門to李勇(c )每個職工只對自己的記錄冇select權力。grant select on 職工when user()=nameto all;(d )用戶劉星對職t表冇select權力，對工資字段具有史新權力。grant select,updat

19、e(工資)on 職工to劉星(c )用戶張新具有修改這兩個表的結構的權力。grant alter table on 職工，部門to張新;(f)用戶周平具有對兩個表所有權力(讀，插，改，刪數(shù)據(jù))，并具有給其他用戶授權的權力。grant all priviliges on 職工，部門to周平with grant option;(g)用戶楊蘭具冇從每個部門職工中select最高工資、最低工資、平均工資的權力，他不能查看每個 人的工資。create view 部門工資asselect部門.名稱,max(工資),min(工資),avg(工資)from職工，部門where職工.部門號二部門.部門號grou

20、p by職工.部門號grant select on 部門工資to楊蘭；13 .什么是數(shù)據(jù)庫的審計功能，為什么要提供審計功能？答:審計功能是指dbms的審計模塊在用戶對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行操作的同時把所冇操作鬥動記錄到系統(tǒng)的審計n 志中。因為任何系統(tǒng)的安全保護措施都不是完美無缺的，蓄懣盜竊破壞數(shù)據(jù)的人總可能存在。利用數(shù)據(jù)庫的審計 功能，dba可以根據(jù)審計跟蹤的信息，重現(xiàn)導致數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有狀況的一系列事件，找出非法存収數(shù)據(jù)的人、 時間和內容等。第5章數(shù)據(jù)庫完整性1什么是數(shù)據(jù)庫的完整性？答：數(shù)據(jù)冷的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。4 . dbms的完藥性控制機制應具冇哪些功能？答：dbms的完整性控制機制應具有三

21、個方面的功能：(1 )定義功能，即提供定義完整性約束條件的機制; (2 )檢査功能，即檢査用戶發(fā)出的操作請求是否違背了完整性約束條件：(3 )違約反應：如呆發(fā)現(xiàn)用戶 的操作請求使數(shù)據(jù)違背了完整性約束條件，則采取一定的動作來保證數(shù)據(jù)的完整性。第6章 關系數(shù)據(jù)庫理論1 .理解并給出下列術語的定義：函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴、完全函數(shù)依賴、傳遞依賴、候選碼、主碼、外碼、全碼(all - key )、1 nf、 znf、3nf、bcnf、多值依賴、4nf。定義1：設r(u)是屬性集u上的關系模式。x, y是屬性集u的子集。若對于r(u)的任意一個可能的關系 r，r中不可能存在兩個元組在x上的屈性值相等，而

22、在y上的屈性值不等，則稱x*|數(shù)確定y或yl*|數(shù) 依賴于x,記作xty。(即只要x上的屬性值相等，y上的值一定相等。)術語和記號：xty,但y不是x的子集，則稱xty是菲平凡的函數(shù)依賴。若不特別聲明，總是討論菲平凡的函數(shù)依 賴。xty,但y是x的子集，則稱xpy是平凡的函數(shù)依賴。若xty,則x叫做決定因素(determinant)o若 xty, ytx,則記作 xgty。 、若y不兩數(shù)依賴于x,則記作xty。定義2：在r(u)中，如果xty,并且對于x的任何一個真子集x，,都有x，ty,則稱y對x完全函數(shù) 依賴若xty,但y不完全函數(shù)依賴于x,則稱y對x部分函數(shù)依賴定義3：若關系模式r的每一

23、個分量是不可再分的數(shù)據(jù)項，則關系模式r屬于第一范式(lnf)o定義4：若關系模式rg1nf,且每一個非主屈性完全苗數(shù)依賴于碼，則關系模式rw2nf。(即1nf消除 了非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴則成為2nf)。定義5:關系模式r<u, f>中若不存在這樣的碼x、屬性組y及非主屬性z(z不是y的子集)使得xty, ytx, y->z 成立，則稱 rvu, f>£3nf。定義6:關系模式rvu, f>einf。若xty且y不是x的子集時,x必含冇碼，則rvu, f>ebcnfo 定義7:關系模式r<u, f>e inf,如果對于r的每個非平凡

24、多值依賴xy(y不是x的子集，z=u-x-y 不為空)，x都含有碼，則稱rvu, f>g4nfo2.建立一個關于系、學生、班級、學會等諸信息的關系數(shù)據(jù)庫。學生：學號、姓名、出生年月、系名、班號、宿舍區(qū)。班級：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。系：系名、系號、系辦公地點、人數(shù)。學會：學會名、成立年份、辦公地點、人數(shù)。語義如下：一個系冇若干專業(yè)，每個專業(yè)每年只招一個班，每個班有若干學生。一個系的學生住在同 一宿舍區(qū)。每個學生可參加若干學會，每個學會冇若干學生。學生參加某學會冇一個入會年份。請給出關系模式，寫出每個關系模式的極小兩數(shù)依賴集，指出是否存在傳遞兩數(shù)依賴，対于函數(shù)依賴 左部是多屬性

25、的情況討論函數(shù)依賴是完全函數(shù)依賴,還是部分函數(shù)依賴。指出各關系模式的候選碼、外部 碼，有沒有全碼存在？ 解：(1)關系模式如下：學生：s(sno, sname, sbirth, dept, class, rno)班級：c(class» pname, dept, cnum, cyear)系：d(dept, dno, office, dnum)學會：m(mname, myear, maddr, mnum)(2) 每個關系模式的最小函數(shù)依賴集如下：a、學生 s (sno, sname, sbirth, dept, class, rno)的最小函數(shù)依賴集如卜:snotsname, snosb

26、irth, sno->class, class->dept, dept->rno傳遞依賴如下：由于 sno->dept,而 dept->sno , dept->rno (宿舍區(qū))所以sno與rno z間存在著傳遞兩數(shù)依賴。由 j ' classtdept, dept -> class, dept->rno所以class與rno z間存在著傳遞兩數(shù)依賴。由 j sno>class, class->sno, class->dept所以sno與dept之間存在看傳遞函數(shù)依賴。b、班級c(class, pnamc, dept,

27、cnum, cycar)的最小函數(shù)依賴集如卜:class->pname, class->cnum, class->cyear. pnamedept.ill于 class->pname, pname->class, pname->dept所以class與dept之.間存在著傳遞兩數(shù)依賴。c、系1）（dept, i）no, office, dnum）的最小函數(shù)依賴集如下：dept->dno, dno->dept» dno->office, dno->dnum根據(jù)上述函數(shù)依賴可知，dept與office, dept與dnum之間不

28、存在傳遞依賴。d、學會m（mname, myear, maddr, mnum）的最小函數(shù)依賴集如下:mnamc->n4ycar, mnamc->maddr, mnamc->mnum該模式不存在傳遞依賴。（3）各關系模式的候選碼、外部碼，全碼如下：a、學生s候選碼:sno；夕卜部碼：depl、class；無全碼b、班級c候選碼：class；外部碼：dept；無全碼c、系d候選碼：dept或dno；無外部碼；無全碼d、學會m候選碼：mname；無外部碼；無全碼第7章數(shù)據(jù)庫設計1.試述數(shù)據(jù)庫設計過程。答：這里只概要列出數(shù)據(jù)庫設計過程的六個階段：（1 ）需求分析；（2 ）概念結構設計

29、；（3 ）邏輯結 構設計；（4 ）數(shù)據(jù)庫物理設計；（5 ）數(shù)據(jù)庫實施；（6 ）數(shù)據(jù)庫運行和維護。這是一個完整的實際數(shù) 據(jù)庫及其應用系統(tǒng)的設計過程。不僅包括設計數(shù)據(jù)庫本身，還包括數(shù)據(jù)庫的實施、運行和維護。設計一個 完善的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)往往是上述六個階段的不斷反復。6 .數(shù)據(jù)字典的內容和作用是什么？答：數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)屮各類數(shù)據(jù)描述的集合。數(shù)據(jù)字典的內容通常包括：（1）數(shù)據(jù)項；（2）數(shù)據(jù)結構；（3）數(shù)據(jù)流；（4 ）數(shù)據(jù)存儲；（5 ）處理過程五個部分。其中數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個 數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結構。數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結構的定義來描述數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲的邏輯 內容。數(shù)據(jù)字典的作

30、用：數(shù)據(jù)字典是關丁數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，在需求分析階段建立，是下一步進行概念 設計的基礎，并在數(shù)據(jù)庫設計過程中不斷修改、充實、完蓋。18 .現(xiàn)有一局部應用，包括兩個實體：“出版社”和"作者”，這兩個實體是多對多的聯(lián)系，請讀者自己設 計適當?shù)膶傩?，畫出e r圖，再將其轉換為關系模型（包括關系名、屬性名、碼和完整性約束條件）。 答：關系模型為：作者（作者號，姓名，年齡，性別，電話，地址）出版社（出版社號，名稱，地址，聯(lián)系電 話）出版（作者號，出版社號，書的數(shù)量）出版關系的主碼作者號，出版社號分別參照作者關系的主碼作 者號和出版社關系的主碼出版社號。19 請設計一個圖書館數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中對

31、每個借閱者保存讀者記錄，包括：讀者號，姓名，地址，性 別，年齡，單位。對每本書存有：書號，書名，作者，出版社。對每本被借出的書存有讀者號、借出日期 和應還日期。耍求：給出e - r圖，再將其轉換為關系模型。答：e r圖為：關系模型為:讀者（讀者號,姓名,地址，性別）書（書號，書名,作者,出版社）借書（讀者號，書號, 借出日期，年齡，單位）應還日期）第9章 關系查詢處理和查詢優(yōu)化3 .試述查詢優(yōu)化的-般準則。答：下面的優(yōu)化策略一般能提高查詢效率：（1 ）選擇運算應盡可能先做；（2 ）把投影運算和選擇運算 同時進行；（3 ）把投影同其前或其后的雙目運算結合起來執(zhí)行；（4 ）把某些選擇同在它前面要執(zhí)

32、行的 笛卡兒積結合起來成為一個連接運算；（5 ）找出公共子表達式；（6 ）選取合適的連接算法。4 .試述查詢優(yōu)化的-般步驟。答：各個關系系統(tǒng)的優(yōu)化方法不盡相同，大致的步驟可以歸納如下：（1 ）把查詢轉換成某種內部表示， 通常用的內部表示是語法樹。（2 ）把語法樹轉換成標準（優(yōu)化）形式。即利用優(yōu)化算法，把原始的語法 樹轉換成優(yōu)化的形式。（3 ）選擇低層的存取路徑。（4 ）生成査詢計劃，選擇代價最小的。第10章數(shù)據(jù)庫恢復技術1.試述事務的概念及事務的4個特性。答：事務是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全不做，是一個不可分割的工作單位。事務具有4個特性:原子性（atomicity

33、）、一致性（consistency ）、隔離isolation ）和持續(xù)性（durability ）。 這4個特性也簡稱為acid特性。原子性：事務是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，申務中包括的諸操作要么都做，要么都不做。一致性：事務執(zhí)行的結果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。隔離性：一個事務的執(zhí)行不能被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務是隔 離的，并發(fā)執(zhí)行的各個申務之間不能互相干擾。持續(xù)性：持續(xù)性也稱永久性（pcrfnzmence）,指一個爭務 一旦捉交，它對數(shù)據(jù)庫屮數(shù)據(jù)的改變就應該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應該對其執(zhí)行結果冇 任何影響。5 .數(shù)據(jù)

34、庫恢復的某本技術有哪些？答：數(shù)據(jù)轉儲和令錄日志文件是數(shù)據(jù)廂恢復的基本技術。當系統(tǒng)運行過程中發(fā)生故障，利用轉儲的數(shù)據(jù)庫后備副木和日志文件就可以將數(shù)據(jù)庫恢復到故障前的某個 一致性狀態(tài)。7 .什么是日志文件？為什么耍設立日志文件？答：（1）日志文件是用來記錄事務對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。（2）設立日志文件的目的是：進行事務故障恢復；進行系統(tǒng)故障恢復；協(xié)助后備副本進行介質故障恢復。8 .登記日志文件時為什么必須先寫日，忐文件，后寫數(shù)據(jù)庫？答：把對數(shù)據(jù)的修改寫到數(shù)據(jù)庫中和把表示這個修改的ii志記錄寫到日志文件屮是兩個不同的操作。冇可能在 這兩個操作z間發(fā)生故障，即這兩個寫操作只完成了一個。如果先寫了數(shù)據(jù)

35、庫修改，而在運行記錄屮沒冇登記這個修改，則以后就無法恢復這個修改了。如果先寫日 志，們沒有修改數(shù)據(jù)庫，在恢復時只不過是多執(zhí)行一次undo操作，并不會影響數(shù)據(jù)庫的正確性。所以一 定要先寫日志文件，即首先把日志記錄寫到日志文件中，然后寫數(shù)據(jù)庫的修改。9 .針對不同的故障，試給出恢復的策峪和方法。（即如何進行爭務故障的恢復？系統(tǒng)故障的恢復？介質故 障恢復？）答：事務故障的恢復:事務故障的恢復是由dbms dbms執(zhí)行恢復步驟是：自動完成的，對用戶是透明的。（1）反向掃描文件日志（即從最后向前掃描日志文件），査找該事務的更新操作；（2）對該事務的更新操作執(zhí)行逆操作，叩將日志記錄屮“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)

36、庫；（3）繼續(xù)反向掃描日志文件，做同樣處理；（4）如此處理下去，直至讀到此事務的開始標記，該事務故障的恢復就完成了。系統(tǒng)故障的恢復：系統(tǒng)故障可能會造成數(shù)據(jù)庫處于不一致狀態(tài)：一是未完成事務對數(shù)據(jù)庫的史新町能已寫入數(shù)據(jù)庫；二是己 提交事務對數(shù)據(jù)庫的更新可能還留在緩沖區(qū)，沒來得及寫入數(shù)據(jù)庫。因此恢復操作就是要撤銷（undo ） 故障發(fā)生時未完成的事務，重做（redo ）已完成的事務。系統(tǒng)的恢復步驟是：（1）正向掃描11志文件，找出在故障發(fā)生前己經(jīng)提交的事務隊列（redo隊列）和未完成的爭務隊列（undo 隊列）。（2）對撤銷隊列中的各個事務進行undo處理。進行undo處理的方法是，反向掃描口志文件

37、，對每個undo事務的更新操作執(zhí)行逆操作，即將口志記 錄中"更新前的值” before image ）寫入數(shù)據(jù)庫。（3 ）對重做隊列中的各個事務進行redo處理。進行redo處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個redo申務重新執(zhí)行日志文件登記的操作。即將 日志記錄中“更新后的值” afte , image ）寫入數(shù)據(jù)庫。介質故障的恢復：介質故障是最嚴重的-種故障?；謴头椒ㄊ怯暄b數(shù)據(jù)庫，然后雨做已完成的申務。具體過程是：(1 ) dba裝入最新的數(shù)據(jù)庫后備副本(離故障發(fā)生時刻最近的轉儲副木)，使數(shù)據(jù)庫恢復到轉儲時的一致 性狀態(tài)；(2 ) dba裝入轉儲結束時刻的日志文件副本；(3)

38、dba啟動系統(tǒng)恢復命令，宙dbms完成恢復功能，即重做已完成的事務。第11章并發(fā)控制1在數(shù)據(jù)庫中為什么要并發(fā)控制？答：數(shù)據(jù)庫是共享資源，通常有許多個事務同時在運行。當多個事務并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫時就會產(chǎn)生同時讀 取和/或修改同一數(shù)據(jù)的情況。若對并發(fā)操作不加控制就可能會存取利存儲不正確的數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)庫的 一致性。所以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須捉供并發(fā)控制機制。2 .并發(fā)操作可能會產(chǎn)生哪兒類數(shù)據(jù)不一致？用什么方法能避免各種不一致的情況？答：并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性包插三類：丟失修改、不可重復讀和讀“臟'夕數(shù)據(jù)。(i )丟失修改 (lost update)兩個事務t1和t2讀入同一數(shù)據(jù)并修改，t2提

39、交的結果破壞了(覆蓋了)t1提交的結果， 導致t1的修改被丟失。(2 )不可重復讀(non repeatable read )不可重復讀是指事務t1讀取數(shù) 據(jù)后，事務幾執(zhí)行更新操作，使t1無法再現(xiàn)前一次讀取結果。(3 )讀“臟”數(shù)據(jù)(dirty read )讀“臟 夕數(shù)據(jù)是指事務t1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤，事務兒讀取同-數(shù)據(jù)后，t1由于某種原因被撤銷， 這時ti已修改過的數(shù)據(jù)恢復原值，兒讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致,則兒讀到的數(shù)據(jù)就為“臟” 數(shù)據(jù)，即不止確的數(shù)據(jù)。避免不一致性的方法和技術就是并發(fā)控制。最常用的技術是封鎖技術。也可以川 其他技術，例如在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可以采用時間戳方法來進行并發(fā)控制。3 什么是封鎖？基本的封鎖類型冇兒種？試述它們的含義。答：封鎖就是事務t在対某個數(shù)據(jù)対彖例如表、記錄等操作z前，先向系統(tǒng)發(fā)出請求，對其加鎖。加鎖厲 事務t就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在事務t釋放它的鎖之前，其他的竊務不能更新此數(shù)據(jù)對象。 封鎖是實現(xiàn)并發(fā)控制的一個非常重要的技術?；镜姆怄i類型有兩種:排它鎖(ex