數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)參考答案

《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)》參考答案一、填空題1．層次模型2．謂詞演算3．自然連接和求商4．流水文件或倒排文件5．關(guān)系6．外關(guān)鍵字7．總體E-R模型8．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)9．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)日志10．實(shí)體11．關(guān)系模型12．事物13．視圖14．日志文件15．乘積16．E-R模型17．物理18．一致性19．刪除異常20．3NF21．關(guān)系22．子類或特化類或派生類23．持久性24．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)25．外關(guān)鍵字26．被破壞的非一致狀態(tài)27．引用完整性28．類29．插入異常30．集合31．關(guān)系模型32．物理獨(dú)立性33．內(nèi)模式34．關(guān)系演算35．字段或域36．屬性值37．交38．無損連接性39．完全函數(shù)依賴于40．共享鎖41．定義索引42．定義43．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)層44．DELETE45．推理46．內(nèi)模式描述語(yǔ)言47．APPLICATION48．域完整性約束49．COMMIT狀態(tài)50．串行化的調(diào)度51．持久性52．選擇53．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)層54．UPDATE55．推理56．概念模式描述語(yǔ)言57．RESPONSE58．實(shí)體完整性約束59．介質(zhì)60．集合二、單項(xiàng)選擇題1．A2．C3．D4．D5．A6．A7．B8．B9．A10．C11．B12．A13．C14．C15．D16．C17．C18．D19．A20．B21．C22．B23．A24．D25．D26．C27．D28．C29．A30．C31．A32．A33．D34．A35．C36．D37．C38．A39．C40．A41．A42．C43．C44．B45．B46．D47．D48．D49．C50．C51．D52．B53．D54．B55．B56．C57．C58．C59．A60．B三、簡(jiǎn)答題1.請(qǐng)闡述在網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型中，實(shí)體之間聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)方法。在網(wǎng)狀模型中，實(shí)體之間的聯(lián)系通過有向圖中的有向邊表示。從箭尾一端的記錄類型到箭頭一端的記錄類型之間的聯(lián)系是1：N聯(lián)系，同時(shí)通過將M：N聯(lián)系拆成兩個(gè)1：N聯(lián)系的方式表示M：N聯(lián)系。2.設(shè)有兩個(gè)基本表R(A,B,C)和S（A，B，C），試用SQL查詢語(yǔ)句表達(dá)元組關(guān)系演算表達(dá)式U={t|（u）(R(t)∧S(u)∧t[3]>u[3])}。SELECTR.*FROMRWHEREC>ALL(SELECTCFROMS)3.簡(jiǎn)述SQL語(yǔ)言的組成。SQL語(yǔ)言主要由查詢語(yǔ)言、數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言、數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言和數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言這四類組成。查詢語(yǔ)言由SELECT子句、FROM子句和WHERE子句組成的查詢塊組成。數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言由INSERT、UPDATE和DELETE語(yǔ)句組成。數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言主要由CREATESCHEMA、CREATETABLE、CREATEVIEW、CREATEINDEX等組成。數(shù)據(jù)控制基本語(yǔ)句由GRANT、REVOKE、COMMIT、ROLLBACK、LOCK、UNLOCK等組成4.說明關(guān)系模型有哪三類完整性規(guī)則?域完整性約束，要求屬性值必須取自其對(duì)應(yīng)的值域。實(shí)體完整性約束，主關(guān)鍵字必須是唯一的，且任何組成部分都不能為空。參照完整性約束，通過外關(guān)鍵字與其他關(guān)系建立聯(lián)系。實(shí)際上，還存在一種用戶自定義完整性約束，用來表達(dá)在應(yīng)用領(lǐng)域中數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求。5．查詢優(yōu)化的策略有哪些？提早執(zhí)行選擇運(yùn)算提前執(zhí)行投影運(yùn)算同一關(guān)系的選擇運(yùn)算序列或投影運(yùn)算序列合并處理合并乘積與其后的選擇為連接運(yùn)算簡(jiǎn)化多余的運(yùn)算公用子表達(dá)式的處理讓投影運(yùn)算與其后的其他運(yùn)算同時(shí)進(jìn)行6.簡(jiǎn)述SQL語(yǔ)言的功能。SQL語(yǔ)言具有數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)控制的功能。7.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)是指：用戶級(jí)、概念級(jí)和物理級(jí)。用戶級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)于外模式，是最接近于用戶的一級(jí)，是用戶看到和使用的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此也稱為用戶視圖。概念級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)于概念模式，是介于用戶級(jí)和物理級(jí)之間的中間級(jí)，是所有用戶視圖的一個(gè)最小并集，它是數(shù)據(jù)庫(kù)管理員看到的數(shù)據(jù)庫(kù)，通常稱之為DBA視圖。物理級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)于內(nèi)模式，又稱為內(nèi)部視圖。它是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的低層表示，它描述了數(shù)據(jù)的實(shí)際存儲(chǔ)組織，是最接近物理存儲(chǔ)的一級(jí)。內(nèi)部視圖由內(nèi)部記錄組成。8.簡(jiǎn)要說明C/S系統(tǒng)與B/S系統(tǒng)的異同。客戶機(jī)/服務(wù)器模式（簡(jiǎn)稱為C/S）是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、將計(jì)算應(yīng)用有機(jī)地分布在多臺(tái)計(jì)算機(jī)中的結(jié)構(gòu)，其中的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)提供服務(wù)，稱為服務(wù)器（SERVERS），其他的計(jì)算機(jī)則接受服務(wù)，稱為客戶級(jí)（CLIENTS）?？蛻魴C(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)基本由三部分組成：客戶機(jī)、服務(wù)器、客戶和服務(wù)器之間的連接。（1）客戶機(jī)：客戶機(jī)是一個(gè)面向最終用戶的接口或應(yīng)用程序，它是通過向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)服務(wù)，然后做必要的處理，將結(jié)果顯示給用戶。（2）服務(wù)器：服務(wù)器的主要功能是建立進(jìn)程和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)地址，監(jiān)聽用戶的調(diào)用，處理客戶的請(qǐng)求，將結(jié)果返回給客戶和釋放與客戶的連接。（3）連接件：客戶機(jī)和服務(wù)器之間的連接是通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)的，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)來說這種連接更多地是一種軟件通信工程。客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)既可以指硬件結(jié)構(gòu)也可以指軟件結(jié)構(gòu)。從本質(zhì)上講，在Internet上的瀏覽器/服務(wù)器模式，與傳統(tǒng)的C/S模式都是一種請(qǐng)求和應(yīng)答方式來執(zhí)行應(yīng)用的。但傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)模式在客戶端集中了大量應(yīng)用軟件，而B/S是一種基于Hyperlink、HTML、JAVA的三層或多層C/S結(jié)構(gòu)，客戶端僅需要單一的瀏覽器軟件，是一種全新的體系結(jié)構(gòu)。它解決了跨平臺(tái)問題，通過瀏覽器可訪問幾個(gè)應(yīng)用平臺(tái)，形成一種報(bào)表生成的開銷大；（9）引起插入異常;(10)引起更新異常;(11)引起刪除異常。19.多層瀏覽器/服務(wù)器模式有何優(yōu)點(diǎn)。（1）可伸縮性好；（2）網(wǎng)絡(luò)效率高；（3）可管理性強(qiáng)；（4）安全性高；（5）可重用性好；20．簡(jiǎn)要說明觸發(fā)器工作的基本原理？觸發(fā)器是一種特殊類型的存儲(chǔ)過程。當(dāng)有操作影響到觸發(fā)器所保護(hù)的數(shù)據(jù)時(shí)，觸發(fā)器就自動(dòng)觸發(fā)執(zhí)行。觸發(fā)器不同于存儲(chǔ)過程。觸發(fā)器主要是通過事件觸發(fā)而被執(zhí)行的，而存儲(chǔ)過程可以通過存儲(chǔ)過程名字而被直接調(diào)用。觸發(fā)器是與表聯(lián)系在一起的，可以看作是基本表定義的一部分。觸發(fā)器基于一個(gè)表創(chuàng)建。一般地，對(duì)表中數(shù)據(jù)的操作有三種基本類型，即數(shù)據(jù)插入、修改和刪除。每個(gè)觸發(fā)器有兩個(gè)特殊的表：插入表和刪除表。這兩個(gè)表是邏輯表，總是與被該觸發(fā)器作用的表有相同的表結(jié)構(gòu)，且有系統(tǒng)管理，存儲(chǔ)在內(nèi)存中，不是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的。插入表和刪除表是動(dòng)態(tài)駐留在內(nèi)存中的，當(dāng)觸發(fā)器工作完成，這兩個(gè)表也被刪除。（1）插入表的功能：對(duì)一個(gè)定義了插入類型觸發(fā)器的表來講，一旦對(duì)該表執(zhí)行了插入操作，那么對(duì)向該表插入的所有行來說都有一個(gè)相應(yīng)的副本存放到插入表中。（2）刪除表的功能：對(duì)一個(gè)定義了刪除類型觸發(fā)器的表來講，一旦對(duì)該表執(zhí)行了刪除操作，則將所有的刪除存放在刪除表中。需要強(qiáng)調(diào)的是更新操作包括兩個(gè)部分：即先將更新的內(nèi)容去掉，然后將新值插入。因此，對(duì)一個(gè)定義了更新類型觸發(fā)器的表來講，當(dāng)做更新操作時(shí)，先在刪除表中存放了舊值，然后在插入表中存放了新值。21.層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型這三種基本數(shù)據(jù)模型各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？（1）層次模型是模擬現(xiàn)實(shí)世界中具有層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的一種很自然的方法。它適合于表示數(shù)據(jù)記錄之間的一對(duì)多聯(lián)系，而對(duì)于多對(duì)多、多對(duì)一的聯(lián)系，會(huì)出現(xiàn)較多的數(shù)據(jù)冗余。（2）網(wǎng)狀模型是一種較為通用的模型，層次模型是網(wǎng)狀模型的一種較為特殊的形式，網(wǎng)狀模型在結(jié)構(gòu)上比層次模型復(fù)雜，因而他在查詢方式上要比層次模型優(yōu)越，功能也比較強(qiáng)大。但是其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言都極為復(fù)雜。（3）關(guān)系模型是一個(gè)二維模型。具有描述一致性、利用公共屬性進(jìn)行連接、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單直觀、有嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)、語(yǔ)言表達(dá)簡(jiǎn)練等優(yōu)點(diǎn)。但關(guān)系模型也有缺點(diǎn)，在執(zhí)行查詢操作時(shí)，需要執(zhí)行一系列的查表、拆表和并表操作，故執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)。22.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有哪些功能？數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是一種負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、建立、操作、管理和維護(hù)的軟件系統(tǒng)。DBMS的主要功能就是有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)三級(jí)之間的轉(zhuǎn)換。主要功能主要有：（1）數(shù)據(jù)庫(kù)的定義和建立；（2）數(shù)據(jù)庫(kù)的操作；（3）數(shù)據(jù)庫(kù)的控制；（4）數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)和故障恢復(fù)；（5）數(shù)據(jù)通信。除了這些核心功能外，還有許多基于圖形界面的用戶接口軟件，如查詢管理器、報(bào)表管理器和統(tǒng)計(jì)圖形生成器等。23.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)日志？日志的主要作用是什么？日志（LOG）是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)文件，它記錄了最近一次后備副本后的所有數(shù)據(jù)庫(kù)的變更以及所有事物的狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫(kù)的變更無非是由插入、刪除和修改三個(gè)操作引起的，只要記錄下這些操作前后的數(shù)據(jù)狀態(tài)，就容易恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)了。事物在運(yùn)行過程中，系統(tǒng)把事物開始、事物結(jié)束以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的插入、刪除和修改等每一個(gè)操作作為一個(gè)日志記錄存放到日志文件中。數(shù)據(jù)庫(kù)日志主要用于在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)故障時(shí)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。24.簡(jiǎn)要說明多層應(yīng)用軟件體系結(jié)構(gòu)中各層應(yīng)完成的主要功能。多層應(yīng)用軟件體系結(jié)構(gòu)通常稱為三層結(jié)構(gòu)的C/S模型，如下圖所示。它將應(yīng)用功能分成表示層、功能層和數(shù)據(jù)層三部分，分別由客戶機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，其解決方案是：對(duì)這三層進(jìn)行明確分割，并在邏輯上使其獨(dú)立。（1）表示層：表示層由客戶機(jī)實(shí)現(xiàn)，是應(yīng)用的用戶接口部分，它擔(dān)負(fù)著用戶與應(yīng)用間的對(duì)話功能。他接受用戶的請(qǐng)求，顯示應(yīng)用輸出的數(shù)據(jù)。為使用能直接地進(jìn)行操作，一般要使用圖形用戶接口，操作簡(jiǎn)單易學(xué)易用。（2）功能層：功能層由應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。功能層相當(dāng)于應(yīng)用的本體，它是應(yīng)用邏輯處理的核心，是具體的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，而處理的數(shù)據(jù)則要從表示層或數(shù)據(jù)層取得。表示層和功能層之間的數(shù)據(jù)交互要盡可能簡(jiǎn)潔。通常在功能層中，應(yīng)包含確認(rèn)用戶對(duì)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)存取權(quán)限的功能，以及記錄系統(tǒng)處理日志的功能。應(yīng)用服務(wù)器一般和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有密切的數(shù)據(jù)交往，應(yīng)用服務(wù)器向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器發(fā)送SQL請(qǐng)求，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將數(shù)據(jù)訪問結(jié)果返回給應(yīng)用服務(wù)器。此外，應(yīng)用服務(wù)器也可能和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器間沒有數(shù)據(jù)交換，而作為客戶機(jī)的獨(dú)立服務(wù)器使用。（3）數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層就是DBMS，駐留在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，負(fù)責(zé)管理對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的存取操作。它接受應(yīng)用服務(wù)器提出的SQL請(qǐng)求，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、訪問和完整性約束檢查等。DBMS必須能迅速執(zhí)行大量數(shù)據(jù)的更新和檢索。25．簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基本方法。數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基本方法是利用后備副本和日志，具體做法是：（1）定期備份數(shù)據(jù)庫(kù)：定期對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行復(fù)制或轉(zhuǎn)儲(chǔ)，建立后備副本，并妥善保管。數(shù)據(jù)庫(kù)的備份可根據(jù)需要采用靜態(tài)備份或動(dòng)態(tài)備份的方式。應(yīng)經(jīng)常性地進(jìn)行增量存儲(chǔ)，提高數(shù)據(jù)庫(kù)備份的效率。（2）建立日志文件：系統(tǒng)自動(dòng)建立日志文件，在事物運(yùn)行過程中記錄事物的開始、結(jié)束和更新操的信息。日志文件要定期轉(zhuǎn)儲(chǔ)，建立脫機(jī)文件或后備副本。（3）針對(duì)不同故障類型和數(shù)據(jù)庫(kù)的后備副本，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的不同故障分別采用不同的恢復(fù)操作。利用日志文件恢復(fù)事物的過程一般分兩步進(jìn)行。第一步，從頭掃描日志文件，找出哪些事物在故障發(fā)生時(shí)已經(jīng)結(jié)束（這些事物有開始和COMMIT記錄），哪些事物尚未結(jié)束（這些事物只有事物開始記錄，無COMMIT記錄）。第二步，對(duì)尚未結(jié)束的事物進(jìn)行撤消處理，對(duì)已經(jīng)結(jié)束的事物進(jìn)行重做處理。對(duì)于非正常結(jié)束的事物進(jìn)行撤消處理，以消除可能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)造成的不一致性。對(duì)于正常結(jié)束的事物進(jìn)行重做處理也是需要的。這是因?yàn)殡m然事物已經(jīng)發(fā)出commit操作，但是更新操作有可能只寫到了數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)，還沒有來得及物理地寫到數(shù)據(jù)庫(kù)中便發(fā)生了故障，數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)被破壞，這種情況仍然可能造成數(shù)據(jù)庫(kù)的不一致性。（4）雙磁盤鏡像技術(shù)，雙磁盤鏡像技術(shù)常用于可靠性要求高的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)以雙副本的形式存放在二個(gè)獨(dú)立的磁盤系統(tǒng)中，每個(gè)磁盤系統(tǒng)有各自的控制器和CPU，且可以互相自動(dòng)切換。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)同時(shí)把同樣的數(shù)據(jù)分別寫入兩個(gè)磁盤；當(dāng)讀數(shù)據(jù)時(shí)，則可以任意讀其中一個(gè)磁盤，當(dāng)一個(gè)磁盤中的數(shù)據(jù)被損壞時(shí)，可用另一個(gè)磁盤中的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。26.什么是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)？答：數(shù)據(jù)庫(kù)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，為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)絡(luò)型、關(guān)系型和面向?qū)ο笮汀?7.DBMS的完整性子系統(tǒng)有什么功能？答：數(shù)據(jù)庫(kù)完整性是通過DBMS的完整性子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，它有兩個(gè)功能：（1）監(jiān)督事物的執(zhí)行，并測(cè)試是否違反完整性規(guī)則。（2）如有違反，則采取恰當(dāng)?shù)牟僮?，例如采取拒絕、報(bào)告違反情況、改正錯(cuò)誤等方法進(jìn)行