《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》王珊 薩師煊（第四版）高等教育出版社課后答案

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：( l）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)的概念是廣義的。早期的計算機系統(tǒng)主要用于科學計算，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，表示這些對象的數(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)有 500人，還可以表示一袋奶粉重 500克。( 2）數(shù)據(jù)庫（ database，簡稱 db

2、 )：數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)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)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。( 3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ databas。 sytem，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)是一個人一機系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個組成部分。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 sytem，簡稱 dbms )：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(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 orade關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、 s油 ase公司的 s油

4、ase關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、美國微軟公司的 sql serve ，關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。2使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？答：使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點或優(yōu)點決定的。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處很多，例如，可以大大提高應用開發(fā)的效率，方便用戶的使用，減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護的負擔，等等。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大大提高應用開發(fā)的效率。因為在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中應用程序不必考慮數(shù)據(jù)的定義、存儲和數(shù)據(jù)存取的具體路徑，這些工作都由 dbms來完成。用一個通俗的比喻，使用了 dbms就如有了一個好參謀、好助手，許多具體的技術工作都由這個助手來完成。開發(fā)人員就可以專注于應用邏輯的設計，而不必為數(shù)據(jù)管理的許許多多復

5、雜的細節(jié)操心。還有，當應用邏輯改變，數(shù)據(jù)的邏輯結構也需要改變時，由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨立性，數(shù)據(jù)邏輯結構的改變是 dba 的責任，開發(fā)人員不必修改應用程序，或者只需要修改很少的應用程序，從而既簡化了應用程序的編制，又大大減少了應用程序的維護和修改。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護系統(tǒng)的負擔。因為 dbms在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制，包括數(shù)據(jù)的完整性、安全性、多用戶并發(fā)控制、故障恢復等，都由 dbms執(zhí)行?？傊褂脭?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的利用率和一致性，又有利于應用程序的開發(fā)和維護。讀者可以

6、在自己今后的工作中結合具體應用，認真加以體會和總結。 3試述文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系。答：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別是：文件系統(tǒng)面向某一應用程序，共享性差，冗余度大，數(shù)據(jù)獨立性差，記錄內(nèi)有結構，整體無結構，由應用程序自己控制。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向現(xiàn)實世界，共享性高，冗余度小，具有較高的物理獨立性和一定的邏輯獨立性，整體結構化，用數(shù)據(jù)模型描述，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復能力。文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)系是：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是計算機系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件。解析文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的重要組成部分；而 dbms是獨立于操作系統(tǒng)的軟件。但是 dbms是在操作系統(tǒng)的基礎上實

7、現(xiàn)的；數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的組織和存儲是通過操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)來實現(xiàn)的。4舉出適合用文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的例子；再舉出適合用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用例子。答：( l）適用于文件系統(tǒng)而不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用例子數(shù)據(jù)的備份、軟件或應用程序使用過程中的臨時數(shù)據(jù)存儲一般使用文件比較合適。早期功能比較簡單、比較固定的應用系統(tǒng)也適合用文件系統(tǒng)。 ( 2）適用于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而非文件系統(tǒng)的應用例子目前，幾乎所有企業(yè)或部門的信息系統(tǒng)都以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎，都使用數(shù)據(jù)庫。例如，一個工廠的管理信息系統(tǒng)（其中會包括許多子系統(tǒng)，如庫存管理系統(tǒng)、物資采購系統(tǒng)、作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)等），學校的學生管理系統(tǒng)，人事管理系統(tǒng)

8、，圖書館的圖書管理系統(tǒng)，等等，都適合用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。希望讀者能舉出自己了解的應用例子。5試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點有： ( l）數(shù)據(jù)結構化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結構化，這是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。解析注意這里的“整體夕兩個字。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再針對某一個應用，而是面向全組織，具有整體的結構化。不僅數(shù)據(jù)是結構化的，而且數(shù)據(jù)的存取單位即一次可以存取數(shù)據(jù)的大小也很靈活，可以小到某一個數(shù)據(jù)項（如一個學生的姓名），大到一組記錄（成千上萬個學生記錄）。而在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的存取單位只有一個：記錄，如一個學生的完整記錄。 ( 2）數(shù)據(jù)的共享性高，冗

9、余度低，易擴充數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某個應用而是面向整個系統(tǒng)，因此可以被多個用戶、多個應用以多種不同的語言共享使用。由于數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，是有結構的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個應用共享使用，而且容易增加新的應用，這就使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)彈性大，易于擴充。解析數(shù)據(jù)共享可以大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲空間，同時還能夠避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。所謂“數(shù)據(jù)面向某個應用”是指數(shù)據(jù)結構是針對某個應用設計的，只被這個應用程序或應用系統(tǒng)使用，可以說數(shù)據(jù)是某個應用的“私有資源”。所謂“彈性大”是指系統(tǒng)容易擴充也容易收縮，即應用增加或減少時不必修改整個數(shù)據(jù)庫的結構，只需做很少的改動?？梢匀≌w數(shù)據(jù)的各種子集用于不同的應用系

10、統(tǒng)，當應用需求改變或增加時，只要重新選取不同的子集或加上一部分數(shù)據(jù)，便可以滿足新的需求。 ( 3）數(shù)據(jù)獨立性高數(shù)據(jù)獨立性包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的模式結構和二級映像功能保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有很高的物理獨立性和邏輯獨立性。( 4）數(shù)據(jù)由 dbms統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的共享，即多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)甚至可以同時存取數(shù)據(jù)庫中同一個數(shù)據(jù)。為此， dbms必須提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能，包括數(shù)據(jù)的安全性保護、數(shù)據(jù)的完整性檢查、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)庫恢復。解析dbms數(shù)據(jù)控制功能包括四個方面：數(shù)據(jù)的安全性保護：保護數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞；

11、數(shù)據(jù)的完整性檢查：將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關系；并發(fā)控制：對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，保證并發(fā)操作的正確性；數(shù)據(jù)庫恢復：當計算機系統(tǒng)發(fā)生硬件故障、軟件故障，或者由于操作員的失誤以及故意的破壞影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，甚至造成數(shù)據(jù)庫部分或全部數(shù)據(jù)的丟失時，能將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為完整狀態(tài)或一致狀態(tài)）。下面可以得到“什么是數(shù)據(jù)庫”的一個定義：數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有組織的大量的共享的數(shù)據(jù)集合，它可以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性。 dbms在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并

12、在多用戶同時使用數(shù)據(jù)庫時進行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對系統(tǒng)進行恢復。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)使信息系統(tǒng)從以加工數(shù)據(jù)的程序為中心轉(zhuǎn)向圍繞共享的數(shù)據(jù)庫為中心的新階段。6數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？答：( l）數(shù)據(jù)庫定義功能；( 2）數(shù)據(jù)存取功能；( 3）數(shù)據(jù)庫運行管理；( 4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。7試述數(shù)據(jù)模型的概念、數(shù)據(jù)模型的作用和數(shù)據(jù)模型的三個要素。答：數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用來對現(xiàn)實世界進行抽象的工具，是數(shù)據(jù)庫中用于提供信息表示和操作手段的形式構架。一般地講，數(shù)據(jù)模型是嚴格定義的概念的集合。這些概念精確描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性和完整性約束條件。因此數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作和完整性約束

13、三部分組成。 ( l）數(shù)據(jù)結構：是所研究的對象類型的集合，是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。 ( 2）數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許進行的操作的集合，包括操作及有關的操作規(guī)則，是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。 ( 3）數(shù)據(jù)的約束條件：是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。解析數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最重要的概念之一。必須通過概論 的學習真正掌握數(shù)據(jù)模型的概念和作用。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎。任何一個 dbms都以某一個數(shù)據(jù)模型為基礎，或者說支持某一個數(shù)據(jù)模型。數(shù)

14、據(jù)庫系統(tǒng)中，模型有不同的層次。根據(jù)模型應用的不同目的，可以將模型分成兩類或者說兩個層次：一類是概念模型，是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，用于信息世界的建模，強調(diào)語義表達能力，概念簡單清晰；另一類是數(shù)據(jù)模型，是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，用于機器世界，人們可以用它定義、操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，一般需要有嚴格的形式化定義和一組嚴格定義了語法和語義的語言，并有一些規(guī)定和限制，便于在機器上實現(xiàn)。8試述概念模型的作用。答：概念模型實際上是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次。概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設計人員進行數(shù)據(jù)庫設計的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫設計人員和用戶之間進

15、行交流的語言。9定義并解釋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一 r圖）答：實體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物叫實體。實體型：具有相同屬性的實體具有相同的特征和性質(zhì)，用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。實體集：同型實體的集合稱為實體集。屬性：實體所具有的某一特性，一個實體可由若干個屬性來刻畫。碼：惟一標識實體的屬性集稱為碼。實體聯(lián)系圖（ e一 r圖）：提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法：實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名；屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來；聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體

16、連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（ 1 : 1 , 1 : n或 m : n）。10試給出 3個實際部門的 e一 r圖，要求實體型之間具有一對一、一對多、多對多各種不同的聯(lián)系。答：11 試給出一個實際部門的 e一 r圖，要求有三個實體型，而且 3個實體型之間有多對多聯(lián)系。 3個實體型之間的多對多聯(lián)系和三個實體型兩兩之間的三個多對多聯(lián)系等價嗎？為什么？答：3個實體型之間的多對多聯(lián)系和 3個實體型兩兩之間的 3個多對多聯(lián)系是不等價，因為它們擁有不同的語義。 3個實體型兩兩之間的三個多對多聯(lián)系如下圖所示。12學校中有若干系，每個系有若干班級和教研室，每個教研室有若干教員，其中有的教授和副教授每

17、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，每門課可由若干學生選修。請用 e一 r圖畫出此學校的概念模型。答：13某工廠生產(chǎn)若干產(chǎn)品，每種產(chǎn)品由不同的零件組成，有的零件可用在不同的產(chǎn)品上。這些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。這些零件按所屬的不同產(chǎn)品分別放在倉庫中，原材料按照類別放在若干倉庫中。請用 e一 r圖畫出此工廠產(chǎn)品、零件、材料、倉庫的概念模型。答：14試述層次模型的概念，舉出三個層次模型的實例。答： ( l）教員學生層次數(shù)據(jù)庫模型( 2）行政機構層次數(shù)據(jù)庫模型( 3）行政區(qū)域?qū)哟螖?shù)據(jù)庫模型15 今 有 一 個 層 次 數(shù) 據(jù) 庫 實 例 ， 試 用 子

18、 女 一 兄 弟 鏈 接 法 和 層 次 序 列 鏈 接 法 畫 出 它 的 存 儲 結 構 示 意 圖 。答：子女兄弟鏈接法：層次序列鏈接法：16試述網(wǎng)狀模型的概念，舉出三個網(wǎng)狀模型的實例。答：滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系集合為網(wǎng)狀模型。 ( l）允許一個以上的結點無雙親； ( 2）一個結點可以有多于一個的雙親。實例 1 : 實例 2 : 實例 3 : 17試述網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點。答：層次模型的優(yōu)點主要有： ( l）模型簡單，對具有一對多層次關系的部門描述非常自然、直觀，容易理解，這是層次數(shù)據(jù)庫的突出優(yōu)點；( 2 ）用層次模型的應用系統(tǒng)性能好，特別是對于那些實體間聯(lián)系是固定的且預先定

19、義好的應用，采用層次模型來實現(xiàn)，其性能優(yōu)于關系模型； ( 3）層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持。層次模型的缺點主要有： ( l）現(xiàn)實世界中很多聯(lián)系是非層次性的，如多對多聯(lián)系、一個結點具有多個雙親等，層次模型不能自然地表示這類聯(lián)系，只能通過引入冗余數(shù)據(jù)或引入虛擬結點來解決； ( 2）對插入和刪除操作的限制比較多； ( 3）查詢子女結點必須通過雙親結點。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點主要有： ( l）能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點可以有多個雙親； ( 2）具有良好的性能，存取效率較高。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的缺點主要有： ( l）結構比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結構就變得越來越復雜，不利于最終用

20、戶掌握；( 2）其 ddl 、 dml 語言復雜，用戶不容易使用。由于記錄之間聯(lián)系是通過存取路徑實現(xiàn)的，應用程序在訪問數(shù)據(jù)時必須選擇適當?shù)拇嫒÷窂?。因此，用戶必須了解系統(tǒng)結構的細節(jié)，加重了編寫應用程序的負擔。18試述關系模型的概念，定義并解釋以下術語： ( l）關系（ 2）屬性（ 3）域（ 4）元組 ( 5）主碼（ 6）分量（ 7）關系模式答：關系模型由關系數(shù)據(jù)結構、關系操作集合和關系完整性約束三部分組成。在用戶觀點下，關系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結構是一張二維表，它由行和列組成。 ( l）關系：一個關系對應通常說的一張表； ( 2）屬性：表中的一列即為一個屬性； ( 3）域：屬性的取值范圍； ( 4

21、）元組：表中的一行即為一個元組； ( 5）主碼：表中的某個屬性組，它可以惟一確定一個元組； ( 6）分量：元組中的一個屬性值； ( 7）關系模式：對關系的描述，一般表示為關系名（屬性 1，屬性 2，屬性 n ) 19試述關系數(shù)據(jù)庫的特點。答：關系數(shù)據(jù)模型具有下列優(yōu)點： ( l）關系模型與非關系模型不同，它是建立在嚴格的數(shù)學概念的基礎上的。 ( 2 ）關系模型的概念單一，無論實體還是實體之間的聯(lián)系都用關系表示，操作的對象和操作的結果都是關系，所以其數(shù)據(jù)結構簡單、清晰，用戶易懂易用。 ( 3）關系模型的存取路徑對用戶透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨立性、更好的安全保密性，也簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)

22、建立的工作。當然，關系數(shù)據(jù)模型也有缺點，其中最主要的缺點是，由于存取路徑對用戶透明，查詢效率往往不如非關系數(shù)據(jù)模型。因此為了提高性能，必須對用戶的查詢請求進行優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度。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(nèi)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）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏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，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。

23、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(nèi)模式，亦稱存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)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)的三個抽象級別，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)在計算機中的表示和存儲。為了能夠在內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像：外模式模式映像和模式內(nèi)模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。21定義并解釋以下術語：模式、外模式、內(nèi)模式、 ddl 、 dml 模式、外模式、

24、內(nèi)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，是所有用戶的公共數(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(nèi)模式，亦稱存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結構和存儲方式的描述。 ddl ：數(shù)據(jù)定義語言，用來定義數(shù)據(jù)庫模式、外模式、內(nèi)模式的語言。 dml ：數(shù)據(jù)操縱語言，用來對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行查詢、插入、刪除和修改的語句。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

25、型等），由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式模式的映像做相應改變，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，由數(shù)據(jù)庫管理員對模式內(nèi)模式映像做相應改變，可以使模式保持不變，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)在三級模式之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)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。23試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成。答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)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)庫管理員和用戶構成。2

26、4 . dba 的職責是什么？答：負責全面地管理和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。具體職責包括：決定數(shù)據(jù)庫的信息內(nèi)容和結構；決定數(shù)據(jù)庫的存儲結構和存取策略；定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件；監(jiān)督和控制數(shù)據(jù)庫的使用和運行；改進和重組數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 25系統(tǒng)分析員、數(shù)據(jù)庫設計人員、應用程序員的職責是什么？答系統(tǒng)分析員負責應用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明，系統(tǒng)分析員要和用戶及 dba 相結合，確定系統(tǒng)的硬件、軟件配置，并參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概要設計。數(shù)據(jù)庫設計人員負責數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級模式的設計。數(shù)據(jù)庫設計人員必須參加用戶需求調(diào)查和系統(tǒng)分析，然后進行數(shù)據(jù)庫設計。在很多情況下，數(shù)據(jù)庫設計人員就由數(shù)據(jù)庫管理員擔任

27、。應用程序員負責設計和編寫應用系統(tǒng)的程序模塊，并進行調(diào)試和安裝。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、關系操作集合和關系完整性約束三部分組成。2試述關系數(shù)據(jù)語言的特點和分類。答：關系數(shù)據(jù)語言可以分為三類：關系代數(shù)語言。關系演算語言：元組關系演算語言和域關系演算語言。sql：具有關系代數(shù)和關系演算雙重特點的語言。這些關系數(shù)據(jù)語言的共同特點是，語言具有完備的表達能力，是非過程化的集合操作語言，功能強，能夠嵌入高級語言中使用。4試述關系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外部碼屬性的值也可以為空？什么情況下才可以為空？答：實體完整性規(guī)則是指若屬性 a 是基

28、本關系 r 的主屬性，則屬性 a 不能取空值。若屬性(或?qū)傩越M)f 是基本關系 r 的外碼，它與基本關系 s 的主碼 ks 相對應(基本關系 r 和 s 不一定是不同的關系)，則對于 r 中每個元組在 f 上的值必須為：或者取空值(f 的每個屬性值均為空值)；或者等于 s 中某個元組的主碼值。即屬性 f 本身不是主屬性，則可以取空值，否則不能取空值。5設有一個 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：sno(sno=j1（spj）)2）求供應工程 j1 零件 p1 的供應商號碼 sno：sno(sno=j1pno=p1(spj)3

29、）求供應工程 j1 零件為紅色的供應商號碼 sno：sno(pno=p1（color=紅（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：jno(spj)-jno（city=天津color=紅（sspjp）5）求至少用了供應商 s1 所供應的全部零件的工程號 jno：jno，pno(spj)pno（sno=s1（spj）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取 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相同的屬性組，并且在結果中把重復

30、的屬性列去掉。7關系代數(shù)的基本運算有哪些 ?如何用這些基本運算來表示其他運算? 答：并、差、笛卡爾積、投影和選擇 5 種運算為基本的運算。其他 3 種運算，即交、連接和除，均可以用這 5 種基本運算來表達。第 3 章關系數(shù)據(jù)庫標準語言 sql1試述 sql 語言的特點。答：(l）綜合統(tǒng)一。 sql 語言集數(shù)據(jù)定義語言 ddl 、數(shù)據(jù)操縱語言 dml 、數(shù)據(jù)控制語言 dcl 的功能于一體。(2）高度非過程化。用 sql 語言進行數(shù)據(jù)操作，只要提出“做什么”，而無需指明“怎么做”，因此無需了解存取路徑，存取路徑的選擇以及 sql 語句的操作過程由系統(tǒng)自動完成。(3）面向集合的操作方式。 sql 語

31、言采用集合操作方式，不僅操作對象、查找結果可以是元組的集合，而且一次插入、刪除、更新操作的對象也可以是元組的集合。(4）以同一種語法結構提供兩種使用方式。 sql 語言既是自含式語言，又是嵌入式語言。作為自含式語言，它能夠獨立地用于聯(lián)機交互的使用方式；作為嵌入式語言，它能夠嵌入到高級語言程序中，供程序員設計程序時使用。(5）語言簡捷，易學易用。2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 語言使用 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

32、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。3用 sql 語句建立第二章習題 5中的 4個表。答：對于 s表： s ( sno , sname , status , city ) ; 建 s表： create table s ( sno c(2) unique，sname c(6)，status c(2)，city c(4);對于 p表： p ( pno , pname , color , weight );建 p表：create table p(pno c(2) unique，pname c(6)，colo

33、r c(2)， weight int);對于 j表： j ( jno , jname , city） ; 建 j表：create table j(jno c(2) unlque，jname c(8)， city c(4)對于 spj表： spj ( sno , pno , jno , qty） ; 建 spj表：spj(sno,pno,jno,qty)create table spj(sno c(2)，pno c(2)，jno c(2)， qty int)4.針對上題中建立的 4個表試用 sql 語言完成第二章習題 5中的查詢。 ( l）求供應工程 jl零件的供應商號碼 sno ;select

34、 dist sno from spj where jno=j1 ( 2）求供應工程 jl零件 pl的供應商號碼 sno ; select dist sno from spj where jno=j1 and pno=p1 ( 3）求供應工程 jl零件為紅色的供應商號碼 sno ; select sno from spj,p where jno=j1 and spj.pno=p.pno and color=紅( 4）求沒有使用天津供應商生產(chǎn)的紅色零件的工程號 jno ;select dist jno from spj where jno not in (sele jno from spj,p,s

35、 where s.city=天津 and color=紅 ands.sno=spj.sno and p.pno=spj.pno)。( 5）求至少用了供應商 sl所供應的全部零件的工程號 jno ;由于 vfp 不允許子查詢嵌套太深，將查詢分為兩步a、查詢 s1 供應商供應的零件號select dist pno from spj where sno=s1結果是（p1，p2）b、查詢哪一個工程既使用 p1 零件又使用 p2 零件。select jno from spj where pno=p1 and jno in (select jno from spj where pno=p2)5針對習題 3

36、 中的四個表試用 sql 語言完成以下各項操作：(1)找出所有供應商的姓名和所在城市。 select sname,city from s (2)找出所有零件的名稱、顏色、重量。select pname,color,weight from p(3)找出使用供應商 s1 所供應零件的工程號碼。 select dist jno from spj where sno=s1 (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,p where 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

37、 pno from spj,s where s.sno=spj.sno and city=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)找出沒有使用天津產(chǎn)的零件的工程號碼。注意: 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

38、 dist jno from spj,s where s.sno=spj.sno and s.city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 color=藍 where color=紅(9)由 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、delete from spj w

39、here 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）6什么是基本表？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本表導出的表。視圖本身不獨立存儲在數(shù)據(jù)庫中，是一個虛表。即數(shù)據(jù)庫中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表中。視圖在概念上與基本表等同，用戶可以如同基本表那樣使用視圖，可以在視圖上再定義視圖。7試述視圖的優(yōu)點。答( l）視圖能夠簡化用戶的操作； ( 2）視圖使用戶能以多種角度看

40、待同一數(shù)據(jù)； ( 3 ）視圖對重構數(shù)據(jù)庫提供了一定程度的邏輯獨立性；( 4）視圖能夠?qū)C密數(shù)據(jù)提供安全保護。8所有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)的虛表，因此對視圖的更新，最終要轉(zhuǎn)換為對基本表的更新。因為有些視圖的更新不能惟一有意義地轉(zhuǎn)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.9哪類視圖是可以更新的？哪類視圖是不可更新的？各舉一例說明。答：基本表的行列子集視圖一般是可更新的。若視圖的屬性來自集函數(shù)、表達式，則該視圖肯定是不可以更新的。10試述某個你熟悉的實際系統(tǒng)中對視圖更新的規(guī)定。答vfp11請為三建工程項目建立一個供應情況的視圖，包括供應商代碼(

41、sno)、零件代碼(pno)、供應數(shù)量(qty)。create view vsp as select sno,pno,qty from spj,j where spj.jno=j.jno and j.jname=三建針對該視圖 vsp 完成下列查詢：(1)找出三建工程項目使用的各種零件代碼及其數(shù)量。select dist pno,qty from vsp(2)找出供應商 s1 的供應情況。select dist * from vsp where sno=s1第 4 章數(shù)據(jù)庫安全性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。2數(shù)據(jù)庫安全

42、性和計算機系統(tǒng)的安全性有什么關系？答：安全性問題不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所獨有的，所有計算機系統(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)安全保護措施是否有效是數(shù)據(jù)庫系統(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)絡系統(tǒng)的安全性是緊密聯(lián)系、相互支持的，3試述可信計算機系統(tǒng)評測標準的情況，試述 tdi / tcsec標準的基本內(nèi)容。答：各個國家在計算機安全技術方面都建立了一套可信標準。目前各國引用或制定的一系列安全標準中，最重要的是美國國防部（dod）正式頒布的 dod可信計算機系統(tǒng)評估標準 （伽 sted co哪

43、uter system evaluation criteria ，簡稱 tcsec ，又稱桔皮書）。（tdi / tcsec標準是將 tcsec 擴展到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，即可信計算機系統(tǒng)評估標準關于可信數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的解釋 （tmsted database interpretation簡稱 tdi ,又稱紫皮書）。在 tdi中定義了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)中需滿足和用以進行安全性級別評估的標準。tdi與 tcsec 一樣，從安全策略、責任、保證和文檔四個方面來描述安全性級別劃分的指標。每個方面又細分為若干項。4試述 tcsec ( tdi）將系統(tǒng)安全級別劃分為 4組 7個等級的基本內(nèi)容。答：根據(jù)計

44、算機系統(tǒng)對安全性各項指標的支持情況，tcsec ( tdi）將系統(tǒng)劃分為四組（division ) 7 個等級，依次是 d、c ( ci , cz）、b ( bi , bz , b3 ）、a ( ai )，按系統(tǒng)可靠或可信程度逐漸增高。這些安全級別之間具有一種偏序向下兼容的關系，即較高安全性級別提供的安全保護包含較低級別的所有保護要求，同時提供更多或更完善的保護能力。各個等級的基本內(nèi)容為：d級 d級是最低級別。一切不符合更高標準的系統(tǒng)，統(tǒng)統(tǒng)歸于 d組。cl級只提供了非常初級的自主安全保護。能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶和數(shù)據(jù)的分離，進行自主存取控制（dac )，保護或限制用戶權限的傳播。c2級實際是安全產(chǎn)品的

45、最低檔次，提供受控的存取保護，即將 cl級的 dac進一步細化，以個人身份注冊負責，并實施審計和資源隔離。bl級標記安全保護。對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以標記，并對標記的主體和客體實施強制存取控制（mac）以及審計等安全機制。b2級結構化保護。建立形式化的安全策略模型并對系統(tǒng)內(nèi)的所有主體和客體實施 dac和 maco b3級安全域。該級的 tcb必須滿足訪問監(jiān)控器的要求，審計跟蹤能力更強，并提供系統(tǒng)恢復過程。al級驗證設計，即提供 b3級保護的同時給出系統(tǒng)的形式化設計說明和驗證以確信各安全保護真正實現(xiàn)。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：( l）用戶標識

46、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，由系統(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合法權檢查確保只有合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 ) , bl 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，通過視圖機制把要保密的數(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)有狀況的一

47、系列事件，找出非法存取數(shù)據(jù)的人、時間和內(nèi)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(nèi)容。6什么是數(shù)據(jù)庫中的自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)庫訪問時首先檢查用戶的存取權限。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)對象被（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)定只有具有某一許可證級別的用戶才能存取某一個密級的數(shù)據(jù)對象。7 .sql 語言中提供了哪些數(shù)據(jù)控制（自主存取控制）的語句？請試舉幾例說明它們的使用方法。答：

48、sql 中的自主存取控制是通過 grant 語句和 revoke 語句來實現(xiàn)的。如：grant select , insert on student to 王平with grant option ; 就將 student表的 select 和 insert 權限授予了用戶王平，后面的“with grant option”子句表示用戶王平同時也獲得了“授權”的權限，即可以把得到的權限繼續(xù)授予其他用戶。revoke insert on student from王平 cascade ; 就將 student表的 insert 權限從用戶王平處收回，選項 cascade表示，如果用戶王平將 stude

49、nt的 insert 權限又轉(zhuǎn)授給了其他用戶，那么這些權限也將從其他用戶處收回。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( b）用戶李勇對兩個表有 insert 和 delete權力。grant insert,delete on職工,部門to( c )每個職工只對自己的記錄有 select 權力。grant select on職工when user()=nameto( d）用戶劉星對職工表有 select 權力，對工資字段具有更新權力。gra

50、ntselect,update(工資) on職工to ( e）用戶張新具有修改這兩個表的結構的權力。grantalter table on職工,部門to ; ( 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towith grant option;( g）用戶楊蘭具有從每個部門職工中 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

51、號=部門.部門號group by職工.部門號grant select on部門工資to ;9把習題 8中（1）-（7）的每一種情況，撤銷各用戶所授予的權力(1) revoke select on職工，部門 from 王明；(2) revoke insert , delete on職工，部門 from李勇；(3) reovke select on職工when user ( ) =namefrom ali ;(4) revoke select , update on職工from劉星；(5) revoke alter table on 職工，部門from張新；(6) revoke all privi

52、liges on職工，部門from周平；(7) revoke select on部門工資from楊蘭；drop view 部門工資；10.為什么強制存取控制提供了更高級別的數(shù)據(jù)庫安全性？答：強制存取控制（mac）是對數(shù)據(jù)本身進行密級標記，無論數(shù)據(jù)如何復制，標記與數(shù)據(jù)是一個不可分的整體，只有符合密級標記要求的用戶才可以操縱數(shù)據(jù)，從而提供了更高級別的安全性。11 理解并解釋 mac機制中主體、客體、敏感度標記的含義。答：主體是系統(tǒng)中的活動實體，既包括 dbms 所管理的實際用戶，也包括代表用戶的各進程?？腕w是系統(tǒng)中的被動實體，是受主體操縱的，包括文件、基表、索引、視圖等。對于主體和客體，dbms為它們每個實例（值）指派一個敏感度標記（label）。敏感度標記被分成若干級別，例如絕密（top secret）、機密（secret）可信( confidential）、公開（public）等。主體的敏感度標記稱為許可證級別（clearance玫 vel )，客體的敏感度標記稱為密級（classification level）。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)行操作的同時把所有操作自動記錄到系