數(shù)據(jù)庫簡答題6頁

1、第一章3、簡述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式和兩級映像的含義。答：從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的角度看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常分為三級模式的總體結(jié)構(gòu)，在這種模式下，形成了二級映像，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的獨立性。其中三級模式結(jié)構(gòu)指的是外模式、模式和內(nèi)模式，二級映像指的是外模式/模式映像、模式/內(nèi)模式映像。模式也稱邏輯模式和概念模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，描述現(xiàn)實世界中的實體及其性質(zhì)與聯(lián)系，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖；外模式也稱子模式或用戶模式，它是用以描述用戶看到或使用的數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)和特性的，用戶根據(jù)外模式用數(shù)據(jù)操作語句或應(yīng)用程序去操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；內(nèi)模式也稱存儲模式，是整個數(shù)據(jù)庫的最底層表示，它是數(shù)據(jù)物

2、理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。對于外模式/模式映像，當(dāng)模式改變時，相應(yīng)的外模式/模式映像作相應(yīng)的改變，以使外模式保持不變，而應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式來編寫的，外模式不變，應(yīng)用程序就沒必要修改，這保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性。對于模式/內(nèi)模式映像，當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)變了，模式/內(nèi)模式映像會作相應(yīng)的改變，以使模式保持不變，而模式不變，與模式?jīng)]有直接聯(lián)系的應(yīng)用程序也不會改變，這保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性。5、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？答：、數(shù)據(jù)定義功能；、數(shù)據(jù)操縱功能；、數(shù)據(jù)組織、存取功能；、數(shù)據(jù)庫運行管理功能；、數(shù)據(jù)庫建立與維護功能第五章1、解釋下列術(shù)語的含義：函

3、數(shù)依賴、平凡函數(shù)依賴、非平凡函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴、完全函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、1NF、2NF、3NF、BCNF、多值依賴、4NF、最小函數(shù)依賴、函數(shù)依賴保持性、無損連接性。、函數(shù)依賴：設(shè)R(U)是屬性集U上的一個關(guān)系模式，X、Y是U的子集。若對于R(U)上的任意一個可能的關(guān)系r，如果r中不存在兩個元組，它們在X上的屬性值相同，而在Y上的屬性值不同，則稱“X函數(shù)決定Y”或“Y函數(shù)依賴X”，記作XY。、平凡函數(shù)依賴：設(shè)R(U)是屬性集U上的一個關(guān)系模式，X、Y是U的子集。若Y是X的子集，則稱XY為平凡函數(shù)依賴。、非平凡函數(shù)依賴：設(shè)R(U)是屬性集U上的一個關(guān)系模式，X、Y是U的子集。如果XY，且

4、YX，則稱XY為非平凡函數(shù)依賴。、部分函數(shù)依賴：如果XY，但不完全函數(shù)依賴于X，則稱Y對X部分函數(shù)依賴。、完全函數(shù)依賴：在R(U)中，如果XY，并且對于X的任何一個真子集X，都有Y函數(shù)不依賴于X，則稱Y完全函數(shù)依賴于X。、傳遞函數(shù)依賴：在R(U)中，如果XY ，YZ，且YX，X也不函數(shù)依賴于Y，則稱Z傳遞函數(shù)依賴于X。、1NF：如果關(guān)系模式R的所有屬性均為簡單屬性，即每個屬性都是不可再分的，則稱R屬于第一范式。、2NF：如果關(guān)系模式R1NF，且每個非主屬性都完全依賴于R的碼，則稱R屬于第二范式。、3NF：如果關(guān)系模式R2NF，且每個非主屬性都不傳遞函數(shù)依賴于R的候選碼，則稱R屬于第三范式。、B

5、CNF：如果關(guān)系模式R1NF，且對于所有的函數(shù)依賴XY(YX)，決定因素X都包含了R的一個候選碼，則稱R屬于BC范式。、多值依賴：設(shè)R(U)是屬性集U上的一個關(guān)系模式，X、Y、Z是U的子集，并且Z=U-X-Y。關(guān)系模式R(U)中多值依賴XY成立，當(dāng)且僅當(dāng)對R(U)的任一關(guān)系r，給定的一對（x,z）值，有一組Y的值，這組值僅僅決定于x值而與z值無關(guān)。、4NF：關(guān)系模式R<U,F>1NF，如果對于R的每個非平凡多值依賴XY(YX)，X都含有碼，則稱R<U,F>4NF。、最小函數(shù)依賴：函數(shù)依賴集F滿足以下條件： a、F中的任何一個函數(shù)依賴的右部僅含有一個屬性； b、F中不岑仔

6、這樣一個函數(shù)依賴XA，使得F與F-XA 等價；c、F中不存在這樣一個函數(shù)依賴XA，X有真子集Z使得F-XA ZA與F等價。、函數(shù)依賴保持性：設(shè)p=R1<U1，F(xiàn)1>,R2<U2，F(xiàn)2>,···,Rn<Un,Fn>是關(guān)系模式RU,F上的一個分解。若Fi =F ，則稱分解p具有函數(shù)依賴保持性。、無損連接性：設(shè)p=R1<U1，F(xiàn)1>,R2<U2，F(xiàn)2>,···,Rn<Un,Fn>是關(guān)系模式RU,F上的一個分解。若任何屬于RU,F的關(guān)系r，令r1=R1(r)，r2=R2(

7、r)，···，rn=Rn(r)，有r=r1r2···rn成立，則稱分解p具有無損連接性。第六章3、簡述聚集索引和非聚集索引的區(qū)別。答：漢語字典的正文本身就是一個聚集索引。比如，我們要查“安”字，就會很自然地翻開字典的前幾頁，因為“安”的拼音是“an”，而按照拼音排序漢字的字典是以英文字母“a”開頭并以“z”結(jié)尾的，那么“安”字就自然地排在字典的前部。如果您翻完了所有以“a”開頭的部分仍然找不到這個字，那么就說明您的字典中沒有這個字；同樣的，如果查“張”字，那您也會將您的字典翻到最后部分，因為“張”的拼音是“zhang”。也就是說，字典

8、的正文部分本身就是一個目錄，您不需要再去查其他目錄來找到您需要找的內(nèi)容。正文內(nèi)容本身就是一種按照一定規(guī)則排列的目錄稱為“聚集索引”。如果您認(rèn)識某個字，您可以快速地從自動中查到這個字。但您也可能會遇到您不認(rèn)識的字，不知道它的發(fā)音，這時候，您就不能按照剛才的方法找到您要查的字，而需要去根據(jù)“偏旁部首”查到您要找的字，然后根據(jù)這個字后的頁碼直接翻到某頁來找到您要找的字。但您結(jié)合“部首目錄”和“檢字表”而查到的字的排序并不是真正的正文的排序方法，比如您查“張”字，我們可以看到在查部首之后的檢字表中“張”的頁碼是672頁，檢字表中“張”的上面是“馳”字，但頁碼卻是63頁，“張”的下面是“弩”字，頁面是3

9、90頁。很顯然，這些字并不是真正的分別位于“張”字的上下方，現(xiàn)在您看到的連續(xù)的“馳、張、弩”三字實際上就是他們在非聚集索引中的排序，是字典正文中的字在非聚集索引中的映射。我們可以通過這種方式來找到您所需要的字，但它需要兩個過程，先找到目錄中的結(jié)果，然后再翻到您所需要的頁碼。我們把這種目錄純粹是目錄，正文純粹是正文的排序方式稱為“非聚集索引”。4、為什么一個數(shù)據(jù)文件只能有一個聚集索引？答：由于一個數(shù)據(jù)表只能有一種實際的存儲順序，因此在一個數(shù)據(jù)表中只能建立一個聚集索引。第七章1、請簡要闡述一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的幾個階段。答：、需求分析階段、概念設(shè)計階段、邏輯設(shè)計階段、物理設(shè)計階段、數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)階段、數(shù)據(jù)庫

10、的運行與維護階段第八章1、什么是數(shù)據(jù)庫的安全性？答：數(shù)據(jù)庫的安全性是指保護數(shù)據(jù)庫以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞。3、試述實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術(shù)。答：實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術(shù)有：、用戶標(biāo)識和鑒別：數(shù)據(jù)庫會對用戶進行標(biāo)識，系統(tǒng)內(nèi)部記錄所有合法用戶的標(biāo)識，每次用戶要求進入系統(tǒng)時，由系統(tǒng)進行核對通過鑒定以確定用戶的合法性。、存取控制：通過用戶權(quán)限定義和合法檢查確保只有合法權(quán)限的用戶訪問數(shù)據(jù)庫，所有未被授權(quán)的人員無法存取數(shù)據(jù)。、視圖機制：為不同的用戶定義視圖，通過視圖機制把要保密的數(shù)據(jù)對無權(quán)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護。、審計：建立

11、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(dǎo)致數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有狀況的一系列事件，找出非法存取數(shù)據(jù)的人、時間和內(nèi)容等。、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(nèi)容。第九章1、簡述事務(wù)的概念和事務(wù)的四個特性，并解釋每一個性質(zhì)由DBMS的哪個子系統(tǒng)實現(xiàn)，每一個性質(zhì)對DBS有什么益處。事務(wù)的概念：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中構(gòu)成單一邏輯工作單元的操作集合事務(wù)的四個特性及實現(xiàn)與益處：、事務(wù)的原子性：每個事務(wù)的所有操作要么被成功地執(zhí)行，要么一個也不被執(zhí)行。原子性是由DBMS的事務(wù)管理子系統(tǒng)實現(xiàn)的。事務(wù)的原子性保證了DBS的完

12、整性。、事務(wù)的一致性：一個事務(wù)的正確執(zhí)行必須數(shù)據(jù)庫從一個正確狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一個正確的狀態(tài)。事務(wù)的一致性是由DBMS的完整性子系統(tǒng)實現(xiàn)的。事務(wù)的一致性保證數(shù)據(jù)庫的完整性。、事務(wù)的隔離性：多個并發(fā)事務(wù)之間不能相互干擾，同時并發(fā)不影響事務(wù)的執(zhí)行。事務(wù)的隔離性是由DBMS的并發(fā)控制子系統(tǒng)實現(xiàn)的。隔離性使并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)不必關(guān)心其他事務(wù)，如同在單用戶環(huán)境下執(zhí)行一樣。、事務(wù)的持久性：事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新必須是永久的；事務(wù)一旦提交，則永久改變數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。持久性是由DBMS的恢復(fù)管理子系統(tǒng)實現(xiàn)的。持久性能保證DB具有可恢復(fù)性。2、并發(fā)操作可能會產(chǎn)生哪幾類數(shù)據(jù)不一致性？分別用什么方法可以避免各種不一致的情況？、丟

13、失更新：采用一級封鎖協(xié)議解決、污讀：采用二級封鎖協(xié)議解決、不可重讀：采用三級封鎖協(xié)議解決3、簡述封鎖的概念以及基本的封鎖類型。封鎖的概念：事務(wù)T在對某個數(shù)據(jù)對象操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請求，對其加鎖，加鎖后事務(wù)T就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其他的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對象?；镜姆怄i類型：、排他鎖、共享鎖4、什么是封鎖協(xié)議？簡述不同級別的封鎖協(xié)議的主要區(qū)別。封鎖協(xié)議的定義：在運用X鎖和S鎖對數(shù)據(jù)對象加鎖時，需要約定一些規(guī)則，這些規(guī)則為封鎖協(xié)議主要區(qū)別：、一級封鎖協(xié)議：事務(wù)T在修改數(shù)據(jù)R之前必須先對其加排他鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。它防止了丟失更新問題，但不能保證可重讀和不讀“

14、臟”數(shù)據(jù)。、二級封鎖協(xié)議：一級封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖。它防止丟失更新問題，也進一步防止讀“臟”數(shù)據(jù)，但不能解決不可重讀問題。、三級封鎖協(xié)議：一級封鎖協(xié)議加上事務(wù)T在讀取數(shù)據(jù)R之前必須先對其加S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。它防止了丟失更新問題、讀“臟”數(shù)據(jù)，以及不可重讀問題。5、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本原則是什么？具體實現(xiàn)方法是什么？基本原則：數(shù)據(jù)庫的重復(fù)存儲具體實現(xiàn)方法：、轉(zhuǎn)儲和建立日志、數(shù)據(jù)恢復(fù)6、什么是“臟”數(shù)據(jù)？如何避免讀取“臟”數(shù)據(jù)？“臟”數(shù)據(jù)定義：不正確的臨時值如何避免：采用二級封鎖協(xié)議或者三級封鎖協(xié)議7、什么是活鎖？試述活鎖產(chǎn)生的原因及解決辦法。

15、活鎖的定義：多個事務(wù)申請對數(shù)據(jù)R申請加鎖，而系統(tǒng)隨機地加鎖，導(dǎo)致某些事務(wù)長等待活鎖產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)隨機地加鎖解決辦法：采用“先來先服務(wù)”的策略預(yù)防活鎖的發(fā)生8、什么是死鎖？試述死鎖產(chǎn)生的原因及解決辦法。答：死鎖的定義：兩個或兩個以上的事務(wù)互相申請對方加鎖對象的排它鎖，造成了循環(huán)等待死鎖產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的事務(wù)都處于等待狀態(tài)，并且每個事務(wù)都在等待其中另一個事務(wù)解除封鎖，它才能繼續(xù)執(zhí)行下去，結(jié)果造成任何一個事務(wù)都無法繼續(xù)執(zhí)行，這樣系統(tǒng)就進入了死鎖狀態(tài)。解決辦法：、死鎖的預(yù)防：一次封鎖法、順序封鎖法 、死鎖的診斷與解除：超時法、等待圖法、選擇一個處理死鎖代價最小的事務(wù)，將其撤消，釋放

16、此事務(wù)持有的所有的鎖，使其它事務(wù)能繼續(xù)運行下去。選擇題部分DB指的是數(shù)據(jù)庫（DataBase），DBMS指的是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBase Management System），DBS指的是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBase System），DBA指的是數(shù)據(jù)庫管理員（Database Administrator），Data指的是數(shù)據(jù)。由書中概念易得DBS（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）包括DBMS（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），DBMS管理和控制DB（數(shù)據(jù)庫），而DB載入、存儲、重組與恢復(fù)Data（數(shù)據(jù)）。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點有：、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；、減少數(shù)據(jù)冗余度；、保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性；、數(shù)據(jù)的獨立性；、安全保密性；、并發(fā)控制；、故

17、障恢復(fù)DB是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合；DBS是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問計算機軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)；DBMS是把用戶對數(shù)據(jù)的操作轉(zhuǎn)化為對系統(tǒng)存儲文件的操作，有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫三級（外模式、模式和內(nèi)模式）之間的轉(zhuǎn)化；MIS指的是管理信息系統(tǒng)（Management Information System），是一個以人為主導(dǎo)，利用計算機硬件、軟件及其他辦公設(shè)備進行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護和使用的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的物理獨立性指的是內(nèi)模式改變，模式（即概念模式）不變模式也稱邏輯模式和概念模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，描述現(xiàn)實世

18、界中的實體及其性質(zhì)與聯(lián)系，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖；外模式也稱子模式或用戶模式，它是用以描述用戶看到或使用的數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)和特性的，用戶根據(jù)外模式用數(shù)據(jù)操作語句或應(yīng)用程序去操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；內(nèi)模式也稱存儲模式，是整個數(shù)據(jù)庫的最底層表示，它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。Armstrong公理系統(tǒng)：設(shè)關(guān)系模式R<U,F>，其中U為屬性集，F(xiàn)是U上的一組函數(shù)依賴，則有如下推理規(guī)則：、自反律：若屬性集Y 包含于屬性集X，屬性集X 包含于U，則XY為F所蘊涵。、增廣律：若XY為F所蘊涵，且屬性集Z 包含于屬性集U，則XZYZ為F所蘊涵。、傳遞律：若XY，YZ為F所蘊涵，則X Z為F所蘊涵。根據(jù)以上三條推理規(guī)則又可推出下述三條推理規(guī)則：、合并規(guī)則：若XY，XZ，則XYZ為F所蘊涵。、偽傳遞律：若XY，WYZ，則XWZ為F所蘊涵。、分解規(guī)則：若XY，Z包含于Y，則XZ為F所蘊涵。多值依賴具有如下性質(zhì)：、對稱性：若XY，則XZ，其中Z=U