數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第五版課后習(xí)題答案解析

..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(xué)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(xué)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(fù)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(xué)術(shù)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>：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(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)工具、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu)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",不要引起混淆。<4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)〔DataBaseManagementsytem,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(xué)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(fù)雜的軟件系統(tǒng),是計算機中的基礎(chǔ)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(guān)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(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、s油ase公司的s油ase關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、美國微軟公司的SQLServe,關(guān)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(yīng)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(fù)擔(dān),等等。使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率。因為在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中應(yīng)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(shù)工作都由這個助手來完成。開發(fā)人員就可以專注于應(yīng)用邏輯的設(shè)計,而不必為數(shù)據(jù)管理的許許多多復(fù)雜的細(xì)節(jié)操心。還有,當(dāng)應(yīng)用邏輯改變,數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的改變是DBA的責(zé)任,開發(fā)人員不必修改應(yīng)用程序,或者只需要修改很少的應(yīng)用程序,從而既簡化了應(yīng)用程序的編制,又大大減少了應(yīng)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(fù)擔(dān)。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(fù)等,都由DBMS執(zhí)行?？傊?使用數(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(yīng)用程序的開發(fā)和維護。讀者可以在自己今后的工作中結(jié)合具體應(yīng)用,認(rèn)真加以體會和總結(jié)。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(yīng)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(jié)構(gòu),整體無結(jié)構(gòu),由應(yīng)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(jié)構(gòu)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(fù)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(chǔ)上實現(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(yīng)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(yīng)用例子數(shù)據(jù)的備份、軟件或應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(chǔ),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(shè)備管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)等,學(xué)校的學(xué)生管理系統(tǒng),人事管理系統(tǒng),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(yīng)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(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)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(yīng)用,而是面向全組織,具有整體的結(jié)構(gòu)化。不僅數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)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(xué)生的姓名,大到一組記錄〔成千上萬個學(xué)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(xué)生的完整記錄。<2數(shù)據(jù)的共享性高,冗余度低,易擴充數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某個應(yīng)用而是面向整個系統(tǒng),因此可以被多個用戶、多個應(yīng)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(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),不僅可以被多個應(yīng)用共享使用,而且容易增加新的應(yīng)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(yīng)用"是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是針對某個應(yīng)用設(shè)計的,只被這個應(yīng)用程序或應(yīng)用系統(tǒng)使用,可以說數(shù)據(jù)是某個應(yīng)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(yīng)用增加或減少時不必修改整個數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu),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(yīng)用系統(tǒng),當(dāng)應(yīng)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?jǐn)?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(jié)構(gòu)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(fù)。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；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(guān)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(fù)：當(dāng)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(fù)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(fù)。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．?dāng)?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。．什么是概念模型？試述概念模型的作用。答：概念模型,也稱信息模型,是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模,主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。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(shè)計人員進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具,也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交流的語言。8．定義并解釋概念模型中以下術(shù)語：實體,實體型,實體集,實體之間的聯(lián)系。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；實體之間的聯(lián)系：通常是指不同實體型的實體集之間的聯(lián)系,實體之間的聯(lián)系有一對一,一對多和多對多等多種類型。9．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(gòu)架。一般地講,數(shù)據(jù)模型是嚴(yán)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(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分組成。<l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(guān)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(xué)習(xí)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(chǔ)。任何一個DBMS都以某一個數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ),或者說支持某一個數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,模型有不同的層次。根據(jù)模型應(yīng)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(yán)格的形式化定義和一組嚴(yán)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)。10．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(xué)生層次數(shù)據(jù)庫模型<2行政機構(gòu)層次數(shù)據(jù)庫模型<3行政區(qū)域?qū)哟螖?shù)據(jù)庫模型11．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(jié)點無雙親；<2一個結(jié)點可以有多于一個的雙親。實例1:實例2:實例3:12．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(guān)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(yīng)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(yù)先定義好的應(yīng)用,采用層次模型來實現(xiàn),其性能優(yōu)于關(guān)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(jié)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(jié)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(jié)點必須通過雙親結(jié)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(jié)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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴大,數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變得越來越復(fù)雜,不利于最終用戶掌握；<2其DDL、DML語言復(fù)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(yīng)用程序在訪問數(shù)據(jù)時必須選擇適當(dāng)?shù)拇嫒÷窂健Ｒ虼?用戶必須了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),加重了編寫應(yīng)用程序的負(fù)擔(dān)。13．試述關(guān)系模型的概念,定義并解釋以下術(shù)語：<l關(guān)系〔2屬性〔3域〔4元組<5主碼〔6分量〔7關(guān)系模式答：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。在用戶觀點下,關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表,它由行和列組成。<l關(guān)系：一個關(guān)系對應(yīng)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(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>14．試述關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點。答：關(guān)系數(shù)據(jù)模型具有下列優(yōu)點：<l關(guān)系模型與非關(guān)系模型不同,它是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的。<2關(guān)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(guān)系表示,操作的對象和操作的結(jié)果都是關(guān)系,所以其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰,用戶易懂易用。<3關(guān)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)建立的工作。當(dāng)然,關(guān)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(guān)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。15．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)點是什么？答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)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(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)的邏輯結(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)的局部邏輯結(jié)構(gòu),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(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(guān)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。16．定義并解釋以下術(shù)語：模式、外模式、內(nèi)模式、DDL、DML。模式、外模式、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(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)的局部邏輯結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)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。17．什么叫數(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(dāng)模式改變時〔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)庫管理員對各個外模式／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(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變了,由數(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。18．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(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。19．?dāng)?shù)據(jù)庫管理員、系統(tǒng)分析員、數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員、應(yīng)用程序員的職責(zé)是什么？答：數(shù)據(jù)庫管理員的職責(zé)：〔1決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)；〔2決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略；〔3定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件；〔4監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行；〔5數(shù)據(jù)庫的改進和重組、重構(gòu)。系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)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(jié)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(shè)計。數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級模式的設(shè)計。數(shù)據(jù)庫設(shè)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(shè)計。在很多情況下,數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員就由數(shù)據(jù)庫管理員擔(dān)任。應(yīng)用程序員負(fù)責(zé)設(shè)計和編寫應(yīng)用系統(tǒng)的程序模塊,并進行調(diào)試和安裝。第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫1．試述關(guān)系模型的三個組成部分。

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。2．試述關(guān)系數(shù)據(jù)語言的特點和分類。答：關(guān)系數(shù)據(jù)語言可以分為三類：關(guān)系代數(shù)語言。關(guān)系演算語言：元組關(guān)系演算語言和域關(guān)系演算語言。SQL：具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點的語言。這些關(guān)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。3〔略4．5.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：實體完整性規(guī)則是指若屬性A是基本關(guān)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(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。6．設(shè)有一個SPJ數(shù)據(jù)庫,包括S,P,J,SPJ四個關(guān)系模式：1求供應(yīng)工程J1零件的供應(yīng)商號碼SNO：πSno<σJno=‘J1’〔SPJ>2求供應(yīng)工程J1零件P1的供應(yīng)商號碼SNO：πSno<σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘<SPJ>>3求供應(yīng)工程J1零件為紅色的供應(yīng)商號碼SNO：πSno<πSno,,Pno〔σJno=‘J1‘<SPJ>>∞πPno〔σCOLOR=’紅‘〔P>>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：πJno<SPJ>-πJNO〔σcity=‘天津’∧Color=‘紅‘〔S∞SPJ∞P5求至少用了供應(yīng)商S1所供應(yīng)的全部零件的工程號JNO：πJno,Pno<SPJ>÷πPno〔σSno=‘S1‘〔SPJ7.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(guān)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(guān)系中進行比較的分量必須是相同的屬性組,并且在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉。8．關(guān)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。第三章關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言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語言采用集合操作方式,不僅操作對象、查找結(jié)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(jié)構(gòu)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(shè)計程序時使用。<5語言簡捷,易學(xué)易用。2.3<1>select*fromSwhereA='10';<2>selectA,BfromS;<3>selectA,B,S.C,S.D,E,FfromS,TwhereS.C=T.CandS.D=T.D;<4>select*fromS,TwhereS.C=T.C;<5>select*fromS,TwhereS.A<T.E;<6>selectS.C,S.D,T.*fromS,T;4．用sQL語句建立第二章習(xí)題6中的4個表。答：對于S表：S<SNO,SNAME,STATUS,CITY>;建S表：CREATETABLES<SnoC<2>UNIQUE,SnameC<6>,StatusC<2>,CityC<4>>;對于P表：P<PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT>;建P表：CREATETABLEP<PnoC<2>UNIQUE,PnameC<6>,COLORC<2>,WEIGHTINT>;對于J表：J<JNO,JNAME,CITY;建J表：CREATETABLEJ<JnoC<2>UNlQUE,JNAMEC<8>,CITYC<4>>對于sPJ表：sPJ<sNo,PNo,JNo,QTY;建SPJ表：SPJ<SNO,PNO,JNO,QTY>CREATETABLESPJ<SnoC<2>,PnoC<2>,JNOC<2>,QTYINT>>針對建立的4個表用sQL語言完成第二章習(xí)題6中的查詢。<l求供應(yīng)工程Jl零件的供應(yīng)商號碼SNO;SELECTDISTSNOFROMSPJWHEREJNO=’J1’<2求供應(yīng)工程Jl零件Pl的供應(yīng)商號碼SNO;SELECTDISTSNOFROMSPJWHEREJNO='J1'ANDPNO='P1'<3求供應(yīng)工程Jl零件為紅色的供應(yīng)商號碼SNO;SELECTSNOFROMSPJ,PWHEREJNO='J1'ANDSPJ.PNO=P.PNOANDCOLOR='紅'<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;SELECTDISTJNOFROMSPJWHEREJNONOTIN<SELEJNOFROMSPJ,P,SWHERES.CITY='天津'ANDCOLOR='紅'ANDS.SNO=SPJ.SNOANDP.PNO=SPJ.PNO>。<5求至少用了供應(yīng)商Sl所供應(yīng)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(yīng)商供應(yīng)的零件號SELECTDISTPNOFROMSPJWHERESNO='S1'結(jié)果是〔P1,P2B、查詢哪一個工程既使用P1零件又使用P2零件。SELECTJNOFROMSPJWHEREPNO='P1'ANDJNOIN<SELECTJNOFROMSPJWHEREPNO='P2'>5．針對上題中的四個表試用SQL語言完成以下各項操作：<1>找出所有供應(yīng)商的姓名和所在城市。SELECTSNAME,CITYFROMS<2>找出所有零件的名稱、顏色、重量。SELECTPNAME,COLOR,WEIGHTFROMP<3>找出使用供應(yīng)商S1所供應(yīng)零件的工程號碼。SELECTDISTJNOFROMSPJWHERESNO='S1'<4>找出工程項目J2使用的各種零件的名稱及其數(shù)量。SELECTPNAME,QTYFROMSPJ,PWHEREP.PNO=SPJ.PNOANDSPJ.JNO='J2'<5>找出上海廠商供應(yīng)的所有零件號碼。SELECTPNOFROMSPJ,SWHERES.SNO=SPJ.SNOANDCITY='上海'<6>出使用上海產(chǎn)的零件的工程名稱。SELECTJNAMEFROMSPJ,S,JWHERES.SNO=SPJ.SNOANDS.CITY='上海'ANDJ.JNO=SPJ.JNO<7>找出沒有使用天津產(chǎn)的零件的工程號碼。注意:SELECTDISPJNOFROMSPJWHEREJNONOTIN<SELECTDISTJNOFROMSPJ,SWHERES.SNO=SPJ.SNOANDS.CITY='天津'>適用于JNO是唯一或不唯一的情況.注意:SELECTDISTJNOFROMSPJ,SWHERES.SNO=SPJ.SNOANDS.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。UPDATEPSETCOLOR='藍'WHERECOLOR='紅'<9>由S5供給J4的零件P6改為由S3供應(yīng)。UPDATESPJSETSNO='S3'WHERESNO='S5'ANDJNO='J4'ANDPNO='P6'<10>從供應(yīng)商關(guān)系中刪除供應(yīng)商號是S2的記錄,并從供應(yīng)情況關(guān)系中刪除相應(yīng)的記錄。A、DELETEFROMSWHERESNO=’S2’B、DELETEFROMSPJWHERESNO=‘S2’<11>請將<S2,J6,P4,200>插入供應(yīng)情況關(guān)系。INSERTINTOSPJVALUES〔‘S2’,‘J6’,‘P4’,2006．什么是基本表？什么是視圖？兩者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？答：基本表是本身獨立存在的表,在sQL中一個關(guān)系就對應(yīng)一個表。視圖是從一個或幾個基本表導(dǎo)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(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。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立性；<4視圖能夠?qū)C密數(shù)據(jù)提供安全保護。8．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合函數(shù)、表達式,則該視圖肯定是不可以更新的。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(yīng)基本表的更新,所以,并不是所有的視圖都是可更新的.9．請為三建工程項目建立一個供應(yīng)情況的視圖,包括供應(yīng)商代碼<SNO>、零件代碼<PNO>、供應(yīng)數(shù)量<QTY>。CREATEVIEWVSPASSELECTSNO,SPJ.PNO,QTYFROMSPJ,JWHERESPJ.JNO=J.JNOANDJ.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。SELECTDISTPNO,QTYFROMVSP<2>找出供應(yīng)商S1的供應(yīng)情況。SELECTDIST*FROMVSPWHERESNO='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．?dāng)?shù)據(jù)庫安全性和計算機系統(tǒng)的安全性有什么關(guān)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(biāo)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(luò)系統(tǒng)的安全性是緊密聯(lián)系、相互支持的,4．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：

<l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(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(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。<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(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。

<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。5．什么是數(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(quán)限。當(dāng)用戶對數(shù)據(jù)庫訪問時首先檢查用戶的存取權(quán)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(biāo)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。6.<1>GRANTALLPRIVILEGESONStudent,ClassTOU1

WITHGRANTOPTION;<2>GRANTSELECT,UPDATE<家庭住址>,DELETEONStudentTOU2；<3>GRANTSELECTONClassTOPUBLIC；<4>GRANTSELECT,UPDATEONStudentTOR1；<5>GRANTR1TOU1WITHADMINOPTION；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：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：GRANTSELECT,INSERTONStudentTO王平

WITHGRANTOPTION;就將Student表的SELECT和INSERT權(quán)限授予了用戶王平,后面的"WITHGRANTOPTION"子句表示用戶王平同時也獲得了"授權(quán)"的權(quán)限,即可以把得到的權(quán)限繼續(xù)授予其他用戶。

REVOKEINSERTONStudentFROM王平CASCADE;

就將Student表的INSERT權(quán)限從用戶王平處收回,選項CASCADE表示,如果用戶王平將Student的INSERT權(quán)限又轉(zhuǎn)授給了其他用戶,那么這些權(quán)限也將從其他用戶處收回。7．請用SQL的GRANT和REVOKE語句<加上視圖機制>完成以下授權(quán)定義或存取控制功能:<a用戶王明對兩個表有SELECT權(quán)力。 GRANTSELECTON職工,部門 TO王明<b用戶李勇對兩個表有INSERT和DELETE權(quán)力。GRANTINSERT,DELETEON職工,部門 TO李勇<c>每個職工只對自己的記錄有SELECT權(quán)力。 GRANTSELECTON職工 WHENUSER<>=NAME TOALL;<d用戶劉星對職工表有SELECT權(quán)力,對工資字段具有更新權(quán)力。 GRANTSELECT,UPDATE<工資>ON職工 TO劉星<e用戶張新具有修改這兩個表的結(jié)構(gòu)的權(quán)力。 GRANTALTERTABLEON職工,部門 TO張新;<f用戶周平具有對兩個表所有權(quán)力〔讀,插,改,刪數(shù)據(jù),并具有給其他用戶授權(quán)的權(quán)力。 GRANTALLPRIVILIGESON職工,部門 TO周平 WITHGRANTOPTION;<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(quán)力,他不能查看每個人的工資。 CREATEVIEW部門工資AS SELECT部門.名稱,MAX<工資>,MIN<工資>,AVG<工資> FROM職工,部門 WHERE職工.部門號=部門.部門號 GROUPBY職工.部門號 GRANTSELECTON部門工資 TO楊蘭;8．把習(xí)題8中〔1---〔7的每一種情況,撤銷各用戶所授予的權(quán)力<1>REVOKESELECTON職工,部門FROM王明；<2>REVOKEINSERT,DELETEON職工,部門FROM李勇；<3>REOVKESELECTON職工

WHENUSER<>=NAME

FROMALI;<4>REVOKESELECT,UPDATEON職工

FROM劉星；<5>REVOKEALTERTABLEON職工,部門

FROM張新；<6>REVOKEALLPRIVILIGESON職工,部門

FROM周平；<7>REVOKESELECTON部門工資

FROM楊蘭；

DROPVIEW部門工資；9．理解并解釋MAC機制中主體、客體、敏感度標(biāo)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。

客體是系統(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(biāo)記〔Label。敏感度標(biāo)記被分成若干級別,例如絕密〔TopSecret、機密〔Secret·可信<Confidential、公開〔PubliC等。主體的敏感度標(biāo)記稱為許可證級別〔ClearanCe玫vel>,客體的敏感度標(biāo)記稱為密級〔ClassificationLevel。11．什么是數(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統(tǒng)的審計日志中。

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)庫的審計功能,DBA可以根據(jù)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。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)庫的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。2．?dāng)?shù)據(jù)庫的完整性概念與數(shù)據(jù)庫的安全性概念有什么區(qū)別和聯(lián)系？答:數(shù)據(jù)的完整性和安全性是兩個不同的概念,但是有一定的聯(lián)系。前者是為了防止數(shù)據(jù)庫中存在不符合語義的數(shù)據(jù),防止錯誤信息的輸入和輸出,即所謂垃圾進垃圾出〔Garba:eInGarba:eout所造成的無效操作和錯誤結(jié)果。后者是保護數(shù)據(jù)庫防止惡意的破壞和非法的存取。也就是說,安全性措施的防范對象是非法用戶和非法操作,完整性措施的防范對象是不合語義的數(shù)據(jù)。3．什么是數(shù)據(jù)庫的完整性約束條件？可分為哪幾類？答完整性約束條件是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的語義約束條件。一般可以分為六類：靜態(tài)列級約束、靜態(tài)元組約束、靜態(tài)關(guān)系約束、動態(tài)列級約束、動態(tài)元組約束、動態(tài)關(guān)系約束。靜態(tài)列級約束是對一個列的取值域的說明,包括以下幾個方面：<l對數(shù)據(jù)類型的約束,包括數(shù)據(jù)的類型、長度、單位、精度等；<2對數(shù)據(jù)格式的約束；<3對取值范圍或取值集合的約束；<4對空值的約束；<5其他約束。靜態(tài)元組約束就是規(guī)定組成一個元組的各個列之間的約束關(guān)系,靜態(tài)元組約束只局限在單個元組上。靜態(tài)關(guān)系約束是在一個關(guān)系的各個元組之間或者若干關(guān)系之間常常存在各種聯(lián)系或約束。常見的靜態(tài)關(guān)系約束有：<l實體完整性約束；<2參照完整性約束；<3函數(shù)依賴約束。動態(tài)列級約束是修改列定義或列值時應(yīng)滿足的約束條件,包括下面兩方面：<l修改列定義時的約束；<2修改列值時的約束。動態(tài)元組約束是指修改某個元組的值時需要參照其舊值,并且新舊值之間需要滿足某種約束條件。動態(tài)關(guān)系約束是加在關(guān)系變化前后狀態(tài)上的限制條件,例如事務(wù)一致性、原子性等約束條件。4.DBMS的完整性控制機制應(yīng)具有哪些功能？答:DBMS的完整性控制機制應(yīng)具有三個方面的功能：<l定義功能,即提供定義完整性約束條件的機制；<2檢查功能,即檢查用戶發(fā)出的操作請求是否違背了完整性約束條件；<3違約反應(yīng)：如果發(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。5.RDBMS在實現(xiàn)參照完整性時需要考慮哪些方面？答RDBMs在實現(xiàn)參照完整性時需要考慮以下幾個方面：<l外碼是否可以接受空值。<2冊l除被參照關(guān)系的元組時的考慮,這時系統(tǒng)可能采取的作法有三種：l級聯(lián)刪除〔CASCADES>;2受限刪除〔RESTRICTED>;3置空值刪除〔NULLIFIES。<3在參照關(guān)系中插入元組時的問題,這時系統(tǒng)可能采取的作法有：l受限插入；2遞歸插入。<4修改關(guān)系中主碼的問題。一般是不能用UPDATE語句修改關(guān)系主碼的。如果需要修改主碼值,只能先刪除該元組,然后再把具有新主碼值的元組插入到關(guān)系中。如果允許修改主碼,首先要保證主碼的惟一性和非空,否則拒絕修改。然后要區(qū)分是參照關(guān)系還是被參照關(guān)系。6．假設(shè)有下面兩個關(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,電話,其中部門號為主碼。用sQL語言定義這兩個關(guān)系模式,要求在模式中完成以下完整性約束條件的定義：定義每個模式的主碼；定義參照完整性；定義職工年齡不得超過60歲。答CREATETABLEDEPT<DeptnoNUMBER<2>,DeptnameVARCHAR<10>,ManagerVARCHAR<10>,PhoneNumberChar<12>CONSTRAINTPK_SCRIMARYKEY<Deptno>>;CREATETABLEEMP<EmpnoNUMBER<4>,EnameVARCHAR<10>,AgeNUMBER<2>,CONSTRAINTC1CHECK<Aage<=60>,JobVARCHAR<9>,SalNUMBER<7,2>,DeptnoNUMBER<2>,CONSTRAINTFK_DEPTNOFOREIGNKEY<Deptno>REFFERENCESDEPT<Deptno>>;7．關(guān)系系統(tǒng)中,當(dāng)操作違反實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時,一般是如何分別進行處理的？答:對于違反實體完整性和用戶定義的完整性的操作一般都采用拒絕執(zhí)行的方式進行處理。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)庫的正確性。第6章關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論1．理解并給出下列術(shù)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一key、1NF、ZNF、3NF、BcNF、多值依賴、4NF。定義1：設(shè)R<U>是屬性集U上的關(guān)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(guān)系r,r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等,而在Y上的屬性值不等,則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴于X,記作XY?！布粗灰猉上的屬性值相等,Y上的值一定相等。術(shù)語和記號：XY,但Y不是X的子集,則稱XY是非平凡的函數(shù)依賴。若不特別聲明,總是討論非平凡的函數(shù)依賴。XY,但Y是X的子集,則稱XY是平凡的函數(shù)依賴。若XY,則X叫做決定因素<Determinant>。若XY,YX,則記作XY。若Y不函數(shù)依賴于X,則記作XY。定義2：在R<U>中,如果XY,并且對于X的任何一個真子集X’,都有X’Y,則稱Y對X完全函數(shù)依賴若XY,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(guān)系模式R的每一個分量是不可再分的數(shù)據(jù)項,則關(guān)系模式R屬于第一范式<1NF>。定義4：若關(guān)系模式R∈1NF,且每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于碼,則關(guān)系模式R∈2NF?！布?NF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(guān)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XY,YX,YZ成立,則稱R<U,F>∈3NF。定義6:關(guān)系模式R<U,F>∈1NF。若XY且Y不是X的子集時,X必含有碼,則R<U,F>∈BCNF。定義7: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<Y不是X的子集,Z=U-X-Y不為空>,X都含有碼,則稱R<U,F>∈4NF。2．建立一個關(guān)于系、學(xué)生、班級、學(xué)會等諸信息的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。學(xué)生：學(xué)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(xué)會：學(xué)會名、成立年份、辦公地點、人數(shù)。語義如下：一個系有若干專業(yè),每個專業(yè)每年只招一個班,每個班有若干學(xué)生。一個系的學(xué)生住在同一宿舍區(qū)。每個學(xué)生可參加若干學(xué)會,每個學(xué)會有若干學(xué)生。學(xué)生參加某學(xué)會有一個入會年份。請給出關(guān)系模式,寫出每個關(guān)系模式的極小函數(shù)依賴集,指出是否存在傳遞函數(shù)依賴,對于函數(shù)依賴左部是多屬性的情況討論函數(shù)依賴是完全函數(shù)依賴,還是部分函數(shù)依賴。指出各關(guān)系模式的候選碼、外部碼,有沒有全碼存在?解：<1>關(guān)系模式如下：學(xué)生：S<Sno,Sname,Sbirth,Dept,Class,Rno>班級：C<Class,Pname,Dept,Cnum,Cyear>系：D<Dept,Dno,Office,Dnum>學(xué)會：M<Mname,Myear,Maddr,Mnum><2>每個關(guān)系模式的最小函數(shù)依賴集如下：A、學(xué)生S<Sno,Sname,Sbirth,Dept,Class,Rno>的最小函數(shù)依賴集如下:SnoSname,SnoSbirth,SnoClass,ClassDept,DEPTRno傳遞依賴如下：由于SnoDept,而DeptSno,DeptRno〔宿舍區(qū)所以Sno與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。由于ClassDept,DeptClass,DeptRno所以Class與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。由于SnoClass,ClassSno,ClassDept所以Sno與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。B、班級C<Class,Pname,Dept,Cnum,Cyear>的最小函數(shù)依賴集如下:ClassPname,ClassCnum,ClassCyear,PnameDept.由于ClassPname,PnameClass,PnameDept所以C1ass與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。C、系D<Dept,Dno,Office,Dnum>的最小函數(shù)依賴集如下：DeptDno,DnoDept,DnoOffice,DnoDnum根據(jù)上述函數(shù)依賴可知,Dept與Office,Dept與Dnum之間不存在傳遞依賴。D、學(xué)會M<Mname,Myear,Maddr,Mnum>的最小函數(shù)依賴集如下：MnameMyear,MnameMaddr,MnameMnum該模式不存在傳遞依賴。<3>各關(guān)系模式的候選碼、外部碼,全碼如下：A、學(xué)生S候選碼：Sno；外部碼：Dept、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(xué)會M候選碼：Mname；無外部碼；無全碼7．下面的結(jié)論哪些是正確的?哪些是錯誤的?對于錯誤的請給一個反例說明之。〔1任何一個二目關(guān)系是屬于3NF。答：正確。因為關(guān)系模式中只有兩個屬性,所以無傳遞。〔2任何一個二目關(guān)系是屬于BCNF.答:正確。按BCNF的定義,若XY,且Y不是X的子集時,每個決定因素都包含碼,對于二目關(guān)系決定因素必然包含碼。詳細(xì)證明如下：〔任何二元關(guān)系模式必定是BCNF。證明：設(shè)R為一個二目關(guān)系R<A1,A2>,則屬性A1和A2之間可能存在以下幾種依賴關(guān)系：A、A1A2,但A2A1,則關(guān)系R的碼為A1,決定因素都包含碼,所以,R是BCNF。B、A1/r/