數(shù)據(jù)庫原理課后題答案

1、第11.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)：描述事物的符號記錄成為數(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。（2）數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計(jì)算機(jī)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)按照一定的數(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(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成， 一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)人具） 、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu) 成。（4）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：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)

2、據(jù) 管理軟件，用于科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)。 DBMS 的主要 功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操作功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。6. 試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是什么 答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式機(jī)構(gòu)由外模式、模式和內(nèi)模式組成。外模式，亦稱子模式或用戶模式， 是數(shù)據(jù)庫用戶 （包括應(yīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)用有關(guān)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)呃邏輯結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。 外模式涉及的是數(shù)據(jù)的 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)

3、，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)庫內(nèi)部的表示， 即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)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(gè)抽象級別，它對數(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(guān)心數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示 和存儲。為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)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(dú)立性和物理獨(dú)立性。7. 定義并解釋下列術(shù)語。外模式：亦稱子模 式 或用戶 模式，是 數(shù)據(jù)庫用戶 （包括 應(yīng)用程序員 和最 終用戶）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)

4、的邏輯結(jié)構(gòu)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(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。內(nèi)模式： 亦稱存儲模式， 是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示， 即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存 儲方式的描述。模式：亦稱邏輯模式， 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， 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(jié)構(gòu)。 外模式涉及的是數(shù)據(jù)的內(nèi) 部邏輯結(jié)構(gòu)，通常是模式的子集。DDL數(shù)據(jù)庫定義語言，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)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、插入、刪除和修改的語 句。8. 什么叫數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性什么叫數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性為什么數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)與程序的獨(dú)立性

5、答：數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性：當(dāng)模式改變時(shí) （例如增加新的關(guān)系、新的屬性、 改變屬性的數(shù)據(jù)類型等）,由數(shù)據(jù)庫管理員各個(gè)外模式/模式的映像做相應(yīng)改變， 可以使外模式保持不變。 應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的， 從而應(yīng)用程序不 必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性： 當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變了， 有數(shù)據(jù)庫管理員對 模式/內(nèi)模式映像做相應(yīng)改變， 可以使模式保持不變， 從而應(yīng)用程序也不必改變， 保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)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)具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。第 2 章

6、數(shù)據(jù)模型3 試描述數(shù)據(jù)模型的三個(gè)要素。數(shù)據(jù)模型由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分組成。（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：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：是對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型 ）的實(shí)例（值）允許進(jìn)行的操作的集 合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則，是對系統(tǒng)動(dòng)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。7.試述關(guān)系模型的概念，定義并解釋以下術(shù)語。 答：關(guān)系模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合和關(guān)系完整性約束三部分組成。（

7、1）關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對應(yīng)通常說法的一張表（2）關(guān)系模式：對關(guān)系的描述，一般表示為：關(guān)系名（屬性 1，屬性2,，屬 性 n ）（ 3）元祖：表中的一行即為一個(gè)元組（ 4）屬性：表中的一列即為一個(gè)屬性（ 5）碼：表中的某個(gè)屬性組，它可以惟一確定一個(gè)元組（ 6）域：屬性的取值范圍（ 7）分量：元組中的一個(gè)屬性值第 3 章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫3 定義并理解下列術(shù)語，說明它們之間的聯(lián)系與區(qū)別。（ 1）域：域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合 ;笛卡兒積：給定一組域D1, D2,，Dn,這些域中可以有相同的。D1, D2, Dn 的笛卡爾積為：D1X D2X-X D（h=, d2,，dn） |di Di, i=1,

8、2,n其中每一個(gè)元素（di, d2,，dn）叫做一個(gè)n元組或簡稱元組。元素中的 每一個(gè)值 di 叫做一個(gè)分量。關(guān)系：在域Di, D2,，Dn上笛卡爾積Dix D2xx的子集稱為關(guān)系，表示為 R（Di, D2, -Dn）元組：關(guān)系中的每個(gè)元素是關(guān)系中的元組。 屬性：關(guān)系也是一個(gè)二維表, 表的每行對應(yīng)一個(gè)元組, 表的每列對應(yīng)一個(gè)域。 由于域可以相同,為了加以區(qū)分,必須對每列起一個(gè)名字,稱為屬性。（2）候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識一個(gè)元組,則稱該屬性 組為候選碼。主碼：若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼,則選定其中一個(gè)為主碼。外部碼：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系 R的碼，如果 F

9、與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則稱F是基本關(guān)系R的外部碼，簡稱外碼。基本關(guān)系R稱為參照關(guān)系，基本關(guān)系S稱為被參照關(guān)系或目標(biāo)關(guān)系。關(guān)系 R和S可以是相同的關(guān)系。（3）關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式。它可以形式化地表示為R（U,D,dom, F）其中R為關(guān)系名，U為組成該關(guān)系的屬性名集合，D為屬性組U中屬性所來 自的域，dom為屬性向域的映像集合，F(xiàn)為屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合。關(guān)系：在域D1, D2, -；Dn上笛卡兒積D1X D2X-X 的子集稱為關(guān)系，表示 為R （D1，D2，Dn）,關(guān)系是關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容。關(guān)系模式是 靜止的、穩(wěn)定的；而關(guān)系是動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的，因?yàn)殛P(guān)系

10、操作在不斷更 新著數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫：關(guān)系數(shù)據(jù)庫也有型和值之分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型也稱為關(guān)系數(shù)據(jù) 庫模式，是對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述，它包括若干域的定義以及在這些域上定義的若 干關(guān)系模式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的值是這些關(guān)系模式在某一時(shí)刻對應(yīng)的關(guān)系的集合，通常就稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。4.試述關(guān)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：關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型中可以有三類 完整性約束：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。其中實(shí)體完整性和參照完整性是關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件，被稱做事關(guān)系的兩個(gè)不變性，應(yīng)該由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持。（

11、1） 實(shí)體完整性規(guī)則：若屬性 A是基本關(guān)系R的主屬性，則屬性A不能取空 值。（2） 參照完整性規(guī)則：若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系R的外碼，它與基本 關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)（基本關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系），則對于R中每 個(gè)元組在F上的值必須為：1）或者取空值（F的每個(gè)屬性值均為空值）2）或者等于S中的某個(gè)元組的主碼值。（3） 用戶定義的完整性是針對某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件。它反映某一具 體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。在參照完整性中，外部碼屬性的值可以為空，它表示該屬性的值尚未確定， 但前提條件是該外部碼屬性不是其所在關(guān)系的主屬性。例如，在下面的“學(xué)生”表中，“專業(yè)號”是一個(gè)外部

12、碼，不是學(xué)生表的主 屬性，可以為空，其語義是，該學(xué)生的專業(yè)尚未確定。學(xué)生（學(xué)號姓名，性別，專業(yè)號，年齡） 專業(yè)（專業(yè)號，專業(yè)名）而在下面的“選修”表中的“課程號”雖然也是一個(gè)外部碼屬性，但它又是 “課程”表的主屬性，所以不能為空，因?yàn)殛P(guān)系模型必須滿足實(shí)體完整性。課程（課程號，課程名，學(xué)分） 選修（學(xué)號，課程號，成績） p61 5、設(shè)有一個(gè)SPJ數(shù)據(jù)庫，包括 S P、J、SPJ四個(gè)關(guān)系模式：S（SNO,SNAME,STATUS,CITY）; P（PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT）; J（JNO,JNAME,CITY）;SPJ（SNO,PNO,JNO,QTY）;供應(yīng)商表 S由供應(yīng)商代碼

13、（SNO）、供應(yīng)商姓名（SNAME卜供應(yīng)商狀態(tài)（STATUS） 供應(yīng)商所在城市（CITY組成；零件表 P由零件代碼（PNO）、零件名（PNAME）、顏色（COLOR）重量（WEIGHT） 組成；工程項(xiàng)目表J由工程項(xiàng)目代碼（JNO）、工程項(xiàng)目名（JNAME）、工程項(xiàng)目所在城市 （CITY組成；供應(yīng)情況表SPJ由供應(yīng)商代碼（SNO）、零件代碼（PNO）、工程項(xiàng)目代碼（JNO）、 供應(yīng)數(shù)量（QTY）組成，表示某供應(yīng)商供應(yīng)某種零件給某工程項(xiàng)目的數(shù)量為QTY。今有若干數(shù)據(jù)如下：S表SNOSNAMESTATUSCITYS1精益20天津S2盛錫10北京S3東方紅30北京S4豐泰盛20天津S5為民30上海P表

14、PNOPNAMECOLORWEIGHTP1螺母紅12P2螺栓綠17P3螺絲刀藍(lán)14P4螺絲刀紅14P5凸輪藍(lán)40P6齒輪紅30J表JNOJNAMECITYJ1三建北京J2一汽長春J3彈簧廠天津J4造船廠天津J5機(jī)車廠唐山J6無線電廠常州J7半導(dǎo)體廠南京SPJ表SNOPNOJNOQTYS1P1J1200S1P1J3100S1P1J4700S1P2J2100S2P3J1400S2P3J2200S2P3J4500S2P3J5400S2P5J1400S2P5J2100S3P1J1200S3P3J1200S4P5J1100S4P6J3300S4P6J4200S5P2J4100S5P3J1200S5P6J

15、2200S5P6J4500試分別用關(guān)系代數(shù)完成如下查詢：(1) 求供應(yīng)工程J1零件的供應(yīng)商號 SNO; 答關(guān)系代數(shù)nsNO( cjno=1 ( SPJ)(2) 求供應(yīng)工程J1零件P1的供應(yīng)商號 SNO; 答關(guān)系代數(shù)ySNO(少10=丫PN0=P1(SPJ)(3) 求供應(yīng)工程J1零件為紅色的供應(yīng)商號SNO;答關(guān)系代數(shù)(Tolor=i(P)ySNO( nSNO,PNO( (JNO=1(SPJ)n?NO(4) 求沒有使用天津供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零件的工程號JNO；答關(guān)系代數(shù)SNO,PN0，JNO解析減法運(yùn)算中被減的部分是使用了天津供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零件的所有工程號，n(J)是全部工程的工程號， 兩者相減就

16、是沒有使用天津供應(yīng)商生出的紅色零件的工程號，包括沒有使用任何零件的工程號。(5) 求至少用了 S1供應(yīng)商所供應(yīng)的全部零件的工程號JNO；答關(guān)系代數(shù)SNO=s1解析上面公式中除號前的部分是所有工程與該工程所用的零件，除號后的部分是S1 所供應(yīng)的全部零件號。對于 SPJ表中的某一個(gè)JNO,如果該工程使用的所有零件的集合包含S1所供應(yīng)的全部零件號，則該 JNO 符合本題條件，在除法運(yùn)算的結(jié)果集中?？梢钥吹?，使用關(guān) 系代數(shù)的除法運(yùn)算概念清晰，語言表達(dá)也很簡單。7關(guān)系代數(shù)的基本運(yùn)算有哪些 選擇、投影、并、差和笛卡兒積五種。 第 4 章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言 SQL5. 針對習(xí)題3中的4個(gè)表試用SQL完成

17、如下操作。(1) 找出所有供應(yīng)商的姓名和所在的城市。SELECT SNAM，E CITYFROM S；(5)找出上海廠同提供的所有零件號碼SELECT DISTINCT PNOFROM SPJ WHERE SNO IN(SELECT SNO FROM S WHERE CITY上海);(8)把所有紅色的零件的顏色改成藍(lán)色UPDATE P SET COLOR= WHERE COLOR紅(10)從供應(yīng)商的關(guān)系中刪除 S2的記錄，并從供應(yīng)關(guān)系中刪除相應(yīng)記錄。DELETE FROM SPJ WHERE SNO2=； DELETE FROM S WHERE SNO=S2；6. 什么是基本表什么是視圖兩者的

18、區(qū)別和聯(lián)系是什么基本表是本身獨(dú)立存在的表。視圖是人一個(gè)或幾個(gè)基本表導(dǎo)出的表。 視圖本身不獨(dú)立存儲在數(shù)據(jù)庫中， 是一個(gè)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(yīng)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)仍存放在導(dǎo)出視圖的基本表 中。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(diǎn)。1）視圖能簡化用戶的操作；2）視圖使用戶能以多種角度看待同一數(shù)據(jù)；3）視圖對重構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供了一定程度的邏輯獨(dú)立性；4）視圖能夠?qū)C(jī)密數(shù)據(jù)提供安全保護(hù)。9哪類視圖是可以更新的 基本表的行列子集視圖是可以更新的。第 5 章 數(shù)據(jù)庫的安全性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(hù)數(shù)據(jù)庫以防止不合法的使

19、用所造成的數(shù)據(jù)泄露，更改過破壞。 試述實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常見方法和技術(shù)3 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常見方法和技術(shù)有： （1）用戶標(biāo)識和鑒別：該方法由系統(tǒng)提供一定的方式讓用戶標(biāo)識自己的名字或身份。每次 用戶要求進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，由系統(tǒng)進(jìn)行核對，通過鑒定后才提供系統(tǒng)的使用權(quán)。（2）存取控制：通過用戶權(quán)限定義和合法權(quán)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)的人無法存取數(shù)據(jù)。例如 C2 集中地自主存取控制（ DAC）， B1 集中的強(qiáng)制存取 控制（ MAC）。（3）視圖機(jī)制：為不同的用戶定義視圖，通過視圖機(jī)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(dòng)地對數(shù)據(jù)提供一定程度的安全保護(hù)。（4

20、）審計(jì)： 建立審計(jì)日志， 把用戶對數(shù)據(jù)庫的所有操作自動(dòng)記錄下來放入審計(jì)日志中，DBA可以利用審計(jì)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(shí)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(jìn)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)庫的審計(jì)功能，為什么要提供審計(jì)功能答：審計(jì)功能是指 DBMS 的審計(jì)模塊在用戶對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行操作的同時(shí)把所有操作自動(dòng)記錄到 系統(tǒng)的審計(jì)日志中。因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)的安全保護(hù)措施都不是完美無缺的， 蓄意盜竊破壞數(shù)據(jù)的人總可能存在。 利用 數(shù)據(jù)庫的審計(jì)功能， DBA 可以根據(jù)審計(jì)跟蹤的信息， 重現(xiàn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有狀況

21、的一系列事件， 找出非法存取數(shù)據(jù)的人、時(shí)間和內(nèi)容等。第 6 章 數(shù)據(jù)庫的完整性1什么是數(shù)據(jù)庫的完整性 答：數(shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。6假設(shè)有下面兩個(gè)關(guān)系模式： 職工（職工號，姓名，年齡，職務(wù)，工資，部門號） ，其中職工號為主碼； 部門（部門號，名稱，經(jīng)理名，地址，電話號） ，其中部門號是主碼。用 SQL 語言定義這兩個(gè)關(guān)系模式，要求在模式中完成以下完整性約束條件的定義： 定義每個(gè)模式的主碼；定義參照完整性；定義職工年齡不超過 60 歲。 答： CREATE TABLE DEPT（Deptno NUMBER（2）,Deptname VARCHAR（10）,Manager VARCH

22、AR（10）,PhoneNumber Char（12）CONSTRAINT PK_SC PRIMARY KEY （Deptno）;CREATE TABLE EMP(Empno NUMBER(4) primary key,Ename VARCHAR(10),Age NUMBER(2),CONSTRAINT C1 CHECK (Aage =60),Job VARCHAR(9),Sal NUMBER(7,2),Deptno NUMBER(2),CONSTRAINT FK_DEPTNOFOREIGN KEY(Deptno) REFERENCES DEPT(Deptno);7 關(guān)系系統(tǒng)中，當(dāng)操作違反實(shí)體

23、完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時(shí)，一般 是如何分別進(jìn)行處理的答：對于違反實(shí)體完整性和用戶定義完整性的操作， 一般都采用拒絕執(zhí)行的方式處理。 而對 于違反參照完整性的操作， 并不都是簡單地拒絕執(zhí)行， 有時(shí)要根據(jù)應(yīng)用語義執(zhí)行一些附加的 操作，以保證數(shù)據(jù)的正確性。第 7 章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)5數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)技術(shù)有哪些 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登錄日志文件是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生故障， 利用轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫后備副本和日志文件就可以將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到 故障前的某個(gè)一致性狀態(tài)。第 8 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(gè)事務(wù)同時(shí)在運(yùn)行。 當(dāng)多個(gè)事務(wù)并發(fā)地存

24、取 數(shù)據(jù)庫時(shí)就會產(chǎn)生同時(shí)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讀取和存儲不正確的數(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 須提供并發(fā)控制機(jī)制。2.并發(fā)操作可能會產(chǎn)生哪幾類數(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)不一致性包括三類：丟失修改、不可重復(fù)讀和讀“臟” 數(shù)據(jù)。(1) 丟失修改兩個(gè)事務(wù)T1和T2讀入同一數(shù)據(jù)并修改，T2提交的結(jié)果破壞了(覆蓋了) T1 提交的結(jié)果，導(dǎo)致 T1 的修改被丟失。( 2)不可重復(fù)讀不可重復(fù)讀是指事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2提交執(zhí)行更新操作，使T1無 法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果。( 3)讀 ”臟”數(shù)據(jù)讀“臟”數(shù)據(jù)是指事

25、務(wù)T1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤，事務(wù) T2讀取同 一數(shù)據(jù)后，T1由于某種原因被撤銷，這時(shí)T1已修改過的數(shù)據(jù)恢復(fù)原值，T2讀到 的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致，則 T2 讀到的數(shù)據(jù)就為“臟”數(shù)據(jù)，即不正 確的數(shù)據(jù)。避免不一致性的方法和技術(shù)就是并發(fā)控制。 最常用的技術(shù)是封鎖技術(shù)。 也可 以用其他技術(shù)，例如在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可以采用時(shí)間戳方法來進(jìn)行并發(fā)控 制。4 基本的封鎖類型有幾種試述它們的含義。答：基本的封鎖類型有兩種：排它鎖和共享鎖。排它鎖又稱為寫鎖。若事務(wù) T對數(shù)據(jù)對象A加上X鎖，則只允許T讀取和 修改A,其他任何事務(wù)都不能再對 A加任何類型的鎖，直到T釋放A上的鎖。這 就保證了其他事

26、務(wù)在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改 A。共享鎖又稱為讀鎖。若事務(wù) T對數(shù)據(jù)對象A加上S鎖，則事務(wù)T可以讀A 但不能修改A，其他事務(wù)只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的 S鎖。這就保證了其他事務(wù)可以讀 A,但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任 何修改。5.如何用封鎖機(jī)制保證數(shù)據(jù)的一致性答：DBMS在對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作之前首先對該數(shù)據(jù)執(zhí)行封鎖操作，例如下 圖中事務(wù)T1在對進(jìn)行修改之前先對 A執(zhí)行Xock( A)，即對A加X鎖。這樣，當(dāng) T2請求對A加X鎖是就被拒絕，T2只能等待T1釋放A上的鎖后才能獲得對A 的X鎖，這時(shí)它讀到的A是T1更新后的值，再按此新的A值進(jìn)行運(yùn)算。這樣 就

27、 不會丟失T1的更新。T1T2 XlockA獲得讀A=16Xlock A AJA-1等待寫回A=15等待Commit等待Un lock A等待獲得Xlock A 讀 A=15AA-1寫回A=14Commit Un lock ADBMS按照一定的封鎖協(xié)議，對并發(fā)控制進(jìn)行控制，使得多個(gè)并發(fā)操作有序地執(zhí) 行，就可以避免丟失修改、不可重復(fù)讀和讀“臟”數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)不一致性。5.什么是封鎖協(xié)議不同級別的封鎖協(xié)議的主要區(qū)別是什么答：在運(yùn)用封鎖技術(shù)對數(shù)據(jù)加鎖時(shí)，要約定一些規(guī)則。例如，在運(yùn)用X鎖和S鎖對數(shù)據(jù)對象加鎖時(shí)，要約定何時(shí)申請X鎖或S鎖、何時(shí)釋放封鎖等。這些約定 或者規(guī)則稱為封鎖協(xié)議。對封鎖方式約定不同的規(guī)

28、則，就形成了各種不同的封鎖 協(xié)議、不同級別的封鎖協(xié)議，例如三級封鎖協(xié)議，三級封鎖協(xié)議的主要區(qū)別在于 什么操作需要申請封鎖，何時(shí)申請封鎖以及何時(shí)釋放鎖(即持鎖時(shí)間的長短)。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X鎖，直到事務(wù)結(jié)束 才釋放。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。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。8 什么是活鎖什么是死鎖 答：T1T2T3T4Lock RUn lockLock R等待等待等待等待等待等待lock RLock RUn lockLock R等待等待等待

29、Lock R如果事務(wù)T1封鎖了數(shù)據(jù)R,事務(wù)T2又請求封鎖R,于是T2等待。T3也請求 封鎖R,當(dāng)T1釋放了 R上的封鎖之后系統(tǒng)首先批準(zhǔn)了 T3的請求，T2仍然等待。 然后T4又請求封鎖R,當(dāng)T3釋放了 R上的封鎖之后系統(tǒng)又批準(zhǔn)了 T4的請求訐2 有可能永遠(yuǎn)等待，這就是活鎖的情形?；铈i的含義是該等待事務(wù)等待時(shí)間太長， 似乎被鎖住了，實(shí)際上可能被激活。如果事務(wù)T1封鎖了數(shù)據(jù)Ri，T2封鎖了數(shù)據(jù)R2，然后T1又請求封鎖R2,因T2已封鎖了 R2,于是T1等待T2釋放R2上的鎖。接著T2又申請分所R1，因Ti 已封鎖了 R1,也只能T1釋放R1上的鎖。這樣就出現(xiàn)了 T1在等待T2，而T2又在 等待T1

30、的局面，T1和T2兩個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)不能結(jié)束，形成死鎖。T1T2lock R1.LockR2Lock R2等待lock R1.8.試述活鎖的產(chǎn)生原因和解決方法。答：活鎖產(chǎn)生的原因： 當(dāng)一系列封鎖不能按照其先后順序執(zhí)行時(shí)， 就可能導(dǎo)致 一些事務(wù)無限期等待某個(gè)封鎖，從而導(dǎo)致活鎖。避免活鎖的簡單方法是采用先來先服務(wù)的策略。當(dāng)多個(gè)事務(wù)請求封鎖同一數(shù) 據(jù)對象時(shí)， 封鎖子系統(tǒng)按請求封鎖的先后次序?qū)κ聞?wù)排隊(duì)， 數(shù)據(jù)對象上的鎖一旦 釋放就批準(zhǔn)申請隊(duì)列中的第一個(gè)事務(wù)獲得鎖。 10請給出預(yù)防死鎖的若干方法。 答：在數(shù)據(jù)庫中，產(chǎn)生死鎖的原因是兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)都已封鎖了一些數(shù)據(jù)對象， 然后又都請求已被其他事務(wù)封鎖的數(shù)據(jù)加鎖，

31、從而出現(xiàn)死等待。防止死鎖的發(fā)生其實(shí)就是要破壞產(chǎn)生死鎖的條件。預(yù)防死鎖通常有兩種方 法：（1）一次封鎖法，要求每個(gè)事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖， 否則就不能繼續(xù)執(zhí)行；（2）順序封鎖法，預(yù)先對數(shù)據(jù)對象規(guī)定一個(gè)封鎖順序，所有事務(wù)都能按這 個(gè)順序?qū)嵭蟹怄i。不過，預(yù)防死鎖的策略不大適合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)， 具體原因可參加概論。 11請給出檢測死鎖發(fā)生的一種方法，當(dāng)發(fā)生死鎖后如何解除死鎖答 :數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般采用允許死鎖發(fā)生， DBMS 檢測到死鎖后加以解除的方法。DBMS中診斷死鎖的方法與操作系統(tǒng)類似，一般使用超時(shí)法或事務(wù)等待圖法。 超時(shí)法是：如果一個(gè)事務(wù)的等待時(shí)間超過了規(guī)定的時(shí)限， 就認(rèn)為發(fā)生了

32、死鎖。 超時(shí)法實(shí)現(xiàn)簡單，但有可能誤判死鎖，事務(wù)因其他原因長時(shí)間等待超過時(shí)限時(shí)， 系統(tǒng)會誤認(rèn)為發(fā)生了死鎖。若時(shí)限設(shè)置的太長，又不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)死鎖發(fā)生。DBMS并發(fā)控制子系統(tǒng)檢測到死鎖后，就要設(shè)法解除。通常采用的方法是選 擇一個(gè)處理死鎖代價(jià)最小的事務(wù)， 將其撤銷， 釋放此事務(wù)持有的所有鎖， 使其他 事務(wù)得以繼續(xù)運(yùn)行下去。 當(dāng)然，對撤銷的事務(wù)所執(zhí)行的數(shù)據(jù)修改操作必須加以恢 復(fù)。12什么樣的并發(fā)調(diào)度是正確的調(diào)度答：可串行化的調(diào)度室正確的調(diào)度?？纱谢恼{(diào)度的定義：多個(gè)事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當(dāng)且僅當(dāng)其結(jié) 果與按某一次序串行執(zhí)行它們時(shí)的結(jié)果相同，稱這種調(diào)度策略為可串行化的調(diào) 度。13.設(shè)T1, T2, T

33、3是如下的3個(gè)事務(wù)：T1：A=A+2;T2： A=A*2;T3: A=A*2;（AA 2）設(shè) A 的初值為 0.（1）若這三個(gè)事務(wù)允許并行執(zhí)行，則有多少可能的正確結(jié)果，請一一列舉 出來。答：A的最終結(jié)果可能有2、4、8、16。因?yàn)榇袌?zhí)行次序有 T1T2T3 、 T1T3T2、 T2T1T3、 T2T3T1 、 T3T1T2 、 T3T2T1。 對應(yīng)的執(zhí)行結(jié)果是 16、 8、 4、 2、 4、 2。（2）請給出一個(gè)可串行化的調(diào)度，并給出執(zhí)行結(jié)果。答:TiT2Slock AY=A=0Un lock AXlock ASlock AA=Y+2等待寫回A（ =2）等待Un lock A等待Y=A=2U

34、n lockAXlockAA=Y*2寫回A（ =4）Un lockAT3Slock A等待等待等待Y=A=4Un lockAXlock AA=Y*2寫回A（ =16）Un lock A最后結(jié)果A為16,是可串行化的調(diào)度。（3）請給出一個(gè)非串行化的調(diào)度，并給出執(zhí)行結(jié)果TiT2T3Slock AY=A=0Un lock ASlock AY=A=0Xlock A等待A=Y+2Un lock A寫回A（ =2）Slock AUn lock AXlock A等待等待Y=A=2Un lock AXlock A丫=丫*2等待等待A=Y*2寫回A (=4)Un lock A寫回A (=0)Un lock A最

35、后結(jié)果A為0,為非串行化的調(diào)度。(4) 若這3個(gè)事務(wù)都遵守兩段鎖協(xié)議，請給出一個(gè)不穿生死鎖的可串行化調(diào)度 答：Slock ATl T2 T3Y=A=0Xlock AA=Y+2Slock A寫回A( =2)等待Un lock A等待Un lock AY=A=2Xlock A等待Slock AA=Y*2等待寫回A(=4)等待Un lock A等待Un lock AY=A=4Xlock AA=Y*2 寫回A( =16) Un lock AUn lock A(5) 若這3個(gè)事務(wù)都遵守兩段鎖協(xié)議，請給出一個(gè)產(chǎn)生死鎖的調(diào)度T2T3答：T1Slock AY=A=0Slock AY=A=0Xlock A等待X

36、lock A等待Slock AY=A=0Xlock A14.試述兩段鎖協(xié)議的概念。等待答：兩段鎖協(xié)議是指所有事務(wù)必須分兩個(gè)階段對數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖和解鎖。在對任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作之前，首先要申請并獲得對該數(shù)據(jù)的封鎖； 在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再申請和獲得任何其他封鎖?！皟啥巍钡暮x是，事務(wù)分為兩個(gè)階段：第一階段是獲得封鎖，也稱為擴(kuò)展階段，在這個(gè)階段，事務(wù)可以申請獲得任何 數(shù)據(jù)項(xiàng)上的任何類型的鎖，但是不能釋放任何鎖；第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段，在這階段，事務(wù)釋放已經(jīng)獲得的鎖， 但是不能再申請任何鎖。第十章概念模型與E-R方法1 什么是概念模型概念模型的作用是什么答：概念模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界機(jī)

37、器的一個(gè)中間層次。 概念模型用于信息世界的建模， 是現(xiàn) 實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的有力工具， 也是數(shù)據(jù) 庫人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言。4.試給出3個(gè)實(shí)際部門的E-R圖，要求實(shí)體型之間具有一對一，一對多，多對多各種不同和副教授沒人各帶若干研究生，每個(gè)學(xué)生選修若干課程，每門課程可由若干學(xué)生選修。請用E-R圖畫出此學(xué)校的概念模型。答：學(xué)校10某工廠生產(chǎn)若干個(gè)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-R圖畫出此

38、工廠產(chǎn)品，零件，材料，倉庫的概念模型。答：第十二章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)步驟1試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程（1）需求分析（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)（5）數(shù)據(jù)庫實(shí)施（6）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)這是一個(gè)完整的實(shí)際數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。 不僅包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫本 身，還包括數(shù)據(jù)庫的實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)。設(shè)計(jì)一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是上述六個(gè)階段的不斷重復(fù)。5. 需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是什么調(diào)查的內(nèi)容是什么需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）工作概況，明確用戶的各 種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能。調(diào)查的內(nèi)容

39、是“數(shù)據(jù)”和“處理”，即獲得用戶對數(shù)據(jù)庫的如下要求：（1）信息要求，指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息的內(nèi)容與性質(zhì)，由信息要求 可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求，即在數(shù)據(jù)庫中可以儲存哪些數(shù)據(jù)；（2）處理要求， 指用戶要完成什么處理功能， 對處理的響應(yīng)時(shí)間有什么要求， 處理方式是批處理還是聯(lián)機(jī)處理；（3）安全性與完整性要求。6. 數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容和作用是什么 數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集合。數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容通常包括：（1）數(shù)據(jù)項(xiàng)（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（3）數(shù)據(jù)流（4）數(shù)據(jù)儲存（5）處理過程五個(gè)部分其中數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位， 若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 數(shù) 據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)儲存的邏輯內(nèi)容。數(shù)據(jù)字典的作用： 數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(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(jìn)行概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中不斷修改、充實(shí)、完善。7. 什么是數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)試述其特點(diǎn)和設(shè)計(jì)策略。 概念結(jié)構(gòu)是信息世界的結(jié)構(gòu)，即概念模型，其主要特點(diǎn)是：（1）能真實(shí)、充分的反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶 對數(shù)據(jù)的處理要求，是對現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型；（2）易于理解，從而可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參 與是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵；（3）易于更改