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1、課后作業(yè)習(xí)題 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》課程部分習(xí)題及參考答案 第一章緒論（教材 41頁） 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。 　　數(shù)據(jù)： 　　描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有文字、圖形、圖象、聲音、正文等等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。 　　數(shù)據(jù)庫： 　　數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機(jī)內(nèi)、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(kuò)展性，并可為各種用戶共享。 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)： 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DBS）是指在計算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系

2、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。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： 　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)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(hù)數(shù)據(jù)。DBMS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(hù)功能。 ２．使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？ 　　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(hù)的負(fù)擔(dān)等。 　　為什么有這些好處，可以結(jié)合第 5題來回答。 　　使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大

3、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。 　　此外，當(dāng)應(yīng)用邏輯改變，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)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(hù)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(hù)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因為 DBMS在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護(hù)時對數(shù)據(jù)庫進(jìn)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)等等都由DBMS執(zhí)行。 　　總

4、之，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，可以提高數(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(hù)。 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。 　　文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別： 　　文件系統(tǒng)面向某一應(yīng)用程序，共享性差、冗余度大，獨立性差，紀(jì)錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)、整體無結(jié)構(gòu)，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，具有高度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)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(jī)系統(tǒng)中管理數(shù)

5、據(jù)的軟件。 ５．試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點有： 　　一、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。 　　二、數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)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、用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(kuò)充。 　　三、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

6、式結(jié)構(gòu)和二級映象功能保證了數(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。 　　四、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(hù)，數(shù)據(jù)的完整性檢查，并發(fā)控制和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。 ６．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？ 　?、贁?shù)據(jù)庫定義功能； 　?、跀?shù)據(jù)存取功能； 　?、蹟?shù)據(jù)庫運行管理； 　?、軘?shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)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。 　　數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用來對現(xiàn)實世界

7、進(jìn)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。這些概念精確地描述系統(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。 　?、贁?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是所研究的對象類型的集合，是對系統(tǒng)的靜態(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(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)動態(tài)特性的描述。 　　③數(shù)據(jù)的約束條件：是完整性規(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

8、化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。 ８．試述概念模型的作用。 　　概念模型實際上是現(xiàn)實世界到機(jī)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(jìn)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(jìn)行交流的語言。 ９．定義并解釋概念模型中以下術(shù)語： 　　實體，實體型，實體集，屬性，碼，實體聯(lián)系圖（ E-R圖） 　　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

9、：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：唯一標(biāo)識實體的屬性集稱為碼。 　　實體聯(lián)系圖： E-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(yīng)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(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（ 1 : 1，1 : n或m : n）。 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 （教材81頁） 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

10、.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 例如 ISBL 　　 關(guān)系演算語言 （元組關(guān)系演算語言 例如 APLHA，QUEL 和 域關(guān)系演算語言 例如QBE） 　　 具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點的語言 例如 SQL 　　 這些關(guān)系數(shù)據(jù)語言的共同特點是，具有完備的表達(dá)能力，是非過程化的集合操作語言，功能強(qiáng)，能夠嵌入高級語言中使用。 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，關(guān)系，元組，屬性 　　答： 　　域：域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。 　　關(guān)系：在域 D1，D2，…，D

11、n上笛卡爾積D1D2…Dn的子集稱為關(guān)系，表示為 R（D1，D2，…，Dn） 　　元組：關(guān)系中的每個元素是關(guān)系中的元組。 　　屬性：關(guān)系也是一個二維表，表的每行對應(yīng)一個元組，表的每列對應(yīng)一個域。由于域可以相同，為了加以區(qū)分，必須對每列起一個名字，稱為屬性（ Attribute）。 　?。?2）主碼，候選碼，外部碼 　　答： 　　候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識一個元組，則稱該屬性組為候選碼（ Candidate key）。 　　主碼：若一個關(guān)系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼（ Primary key）。 　　外部碼：設(shè) F是基本關(guān)系R的一個或一組

12、屬性，但不是關(guān)系R的碼，如果F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（Foreign key），簡稱外碼。 　　基本關(guān)系 R稱為參照關(guān)系（Referencing relation），基本關(guān)系S稱為被參照關(guān)系（Referenced relation）或目標(biāo)關(guān)系（Target relation）。關(guān)系R和S可以是相同的關(guān)系。 (3)關(guān)系模式，關(guān)系，關(guān)系數(shù)據(jù)庫 　　關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（ Relation Schema）。它可以形式化地表示為： R（U，D，dom，F(xiàn)） 　　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，

13、dom為屬性向域的映象集合，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上笛卡爾積D1D2…Dn的子集稱為關(guān)系，表示為 R（D1，D2，…，Dn） 　　關(guān)系是關(guān)系模式在某一時刻的狀態(tài)或內(nèi)容。關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動態(tài)的、隨時間不斷變化的，因為關(guān)系操作在不斷地更新著數(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。

14、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：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。參見教材 　　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”是一個外部碼，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

15、也是一個外部碼屬性，但它又是“選修”表的主屬性，所以不能為空。因為關(guān)系模型必須滿足實體完整性。 　　課程（課程號，課程名，學(xué)分） 選修（學(xué)號，課程號，成績） 5．等值連接與自然連接的區(qū)別是什么？ 答：自然連接（ Natural join）是一種特殊的等值連接，它要求兩個關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且要在結(jié)果中把重復(fù)的屬性去掉。 第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言 SQL （教材148頁） 1. 試述SQL語言的特點。 　　答： 　?。?1）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

16、非過程化。用SQL語言進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，只要提出“做什么”，而無須指明“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(jī)交互的使用方式，也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. 試述SQL的定義功能。 　　答：

17、 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語句定義建立基本表，；ALTER TABLE語句修改基本表定義，DROP TABLE語句刪除基本表；建立索引使用CREATE INDEX語句建立索引， DROP INDEX語句刪除索引表；SQL語言使用CREATE VIEW命令建立視圖，DROP VIEW語句刪除視圖。 3. 用SQL語句建立第3章習(xí)題3中的四個表。 　　答： 　　 對于 S表：S( SNO，SNAME，STATUS，CITY)； 　　 建 S表 CREATE TABLE S (SNO CHAR(3)，

18、 SNAME CHAR(10)， STATUS CHAR(2)， CITY CHAR(10))； P(PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT)； 　　 建 P表、 建J表、建SPJ表略。 4. 針對上題中建立的四個表試用SQL語言完成第3章習(xí)題3中的查詢。 　　答： 　?。?1） 求供應(yīng)工程J1零件的供應(yīng)商號碼SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J1； 　?。?2） 求供應(yīng)工程J1零件P1的供應(yīng)商號碼SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J1 AND PNO

19、=‘P1； 　?。?3） 求供應(yīng)工程J1零件為紅色的供應(yīng)商號碼SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J1 AND PNO IN (SELECT PNO FROM P WHERE COLOR=‘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； 　略， 注意：從 J 表入手，以包含那些尚未使用任何零件的工程號。 5. 針對習(xí)題3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。 　　 （ 2）找出所有零件的名稱、顏色、重量。 　　 （ 3）找出使

20、用供應(yīng)商S1所供應(yīng)零件的工程號碼。 　　 （ 4）找出工程項目J2使用的各種零件的名稱及其數(shù)量。 　　 （ 5）找出上海廠商供應(yīng)的所有零件號碼。 　　 （ 6）找出使用上海產(chǎn)的零件的工程名稱。 　　 （ 7）找出沒有使用天津產(chǎn)的零件的工程號碼。 　　 （ 8）把全部紅色零件的顏色改成藍(lán)色。 　　 （ 9）由S5供給J4的零件P6改為由S3供應(yīng)，請作必要的修改。 　　 （ 10）從供應(yīng)商關(guān)系中刪除S2的記錄，并從供應(yīng)情況關(guān)系中刪除相應(yīng)的記錄。 　　 （ 11）請將 (S2，J6，P4，200) 插入供應(yīng)情況關(guān)系。 　　 答： (1) 找出所有供應(yīng)商的姓名和

21、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(yīng)商S1所供應(yīng)零件的工程號碼。 SELECT 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 P.PNAME, SPJ.QTY FROM P, SPJ WHERE P.PNO=SPJ.PNO AND SPJ.JNO=J2; (5) 找出上海廠商供應(yīng)的所有零件號碼。

22、 SELECT DISTINCT PNO FROM SPJ WHERE SNO IN 　　 （ SELECT SNO FROM S WHERE CITY=上海）; (6) 找出使用上海產(chǎn)的零件的工程名稱。 SELECT JNAME FROM J, SPJ, S WHERE J. JNO=SPJ. JNO AND SPJ. SNO=S.SNO AND S.CITY=上海; (7) 找出沒有使用天津產(chǎn)的零件的工程號碼。 　　 略 (8) 把全部紅色零件的顏色改成藍(lán)色。 UPDATE P SET COLOR=藍(lán) WHERE CO

23、LOR=紅 ; (9) 由S5供給J4的零件P6改為由S3供應(yīng)，請作必要的修改。 UPDATE SPJ SET SNO=S3 WHERE SNO=S5 AND JNO=J4 AND PNO=P6; (10) 從供應(yīng)商關(guān)系中刪除S2的記錄，并從供應(yīng)情況關(guān)系中刪除相應(yīng)的記錄。 　　解析：注意刪除順序，應(yīng)該先從 SPJ表中刪除供應(yīng)商S2所供應(yīng)零件的記錄，然后從從S表中刪除S2。 (11) 請將 (S2，J6，P4，200) 插入供應(yīng)情況關(guān)系。 INSERT INTO SPJ(SNO, JNO, PNO, QTY) VALUES (S2，J6，P4，200);

24、6. 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： (1)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(jī)密數(shù)據(jù)提供安全

25、保護(hù)。 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唯一地有意義地轉(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. 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。如教材 3.5.3中的例1。 　　若視圖的屬性來自集函數(shù)、表達(dá)式，則該視圖肯定是不可以更新的。 　　如教材 3.5.3中的S_G視圖。 11. 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 　

26、　代碼（ PNO）、供應(yīng)數(shù)量（QTY）。針對該視圖完成下列查詢： 　　 （ 1）找出三建工程項目使用的各種零件代碼及其數(shù)量。 　　 （ 2）找出供應(yīng)商S1的供應(yīng)情況。 　　答：建視圖： CREATE VIEW V_SPJ AS SELECT SNO, PNO, QTY FROM SPJ WHERE JNO= 　　 （ SELECT JNO FROM J WHERE JNAME=三建）; 　　 對該視圖查詢： (1) 找出三建工程項目使用的各種零件代碼及其數(shù)量。 SELECT PNO, QTY FROM V_SPJ; (2) 找出供應(yīng)商

27、S1的供應(yīng)情況。 SELECT PNO, QTY /* S1供應(yīng)三建工程的零件號和對應(yīng)的數(shù)量*/ FROM V_SPJ WHERE SNO=S1; 第五章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 （教材 196頁） 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、候選碼、主碼、 外碼、全碼。 　　答： 　　函數(shù)依賴：設(shè) R (U)是一個關(guān)系模式，U是R的屬性集合，X和Y是U的子集。對于R (U)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)確定Y"或"Y函數(shù)依賴于X"，記作X→Y。 　　完全函數(shù)

28、依賴、部分函數(shù)依賴：在 R（U）中，如果X→Y，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X→Y，但Y不完全函數(shù)依賴于X，則稱Y對X部分函數(shù)依賴; 　　候選碼、主碼： 設(shè) K為R(U，F(xiàn))中的屬性或?qū)傩越M合，若K → U則K為R的候選碼。若候選碼多于一個，則選定其中的一個為主碼。 　　外碼：關(guān)系模式 R中屬性或?qū)傩越MX并非R的碼，但X是另一個關(guān)系模式的碼，則稱X是R的外部碼也稱外碼。 全碼：整個屬性組是碼，稱為全碼（ All-key）。 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。 　　描述學(xué)生的屬性有：學(xué)號、姓名、出生年月、系名、

29、班號、宿舍區(qū)。 　　描述班級的屬性有：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。 　　描述系的屬性有：系名、系號、系辦公室地點、人數(shù)。 　　描述學(xué)會的屬性有：學(xué)會名、成立年份、地點、人數(shù)。 　　有關(guān)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)系的候選碼、外部碼，有沒有全碼存在？

30、 　　答： 　　關(guān)系模式： 學(xué)生 S（S#，SN，SB，DN，C#，SA） 　　 班級 C（C#，CS，DN，CNUM，CDATE） 　　 系 D（D#，DN，DA，DNUM） 　　 學(xué)會 P（PN，DATE1，PA，PNUM） 　　 學(xué)生 --學(xué)會SP（S#，PN，DATE2） 　　其中， S#—學(xué)號，SN—姓名，SB—出生年月，SA—宿舍區(qū) C#—班號，CS—專業(yè)名，CNUM—班級人數(shù)，CDATE—入校年份 D#—系號，DN—系名，DA—系辦公室地點，DNUM—系人數(shù) PN—學(xué)會名，DATE1—成立年月，PA—地點，PNUM—學(xué)會人數(shù)，DATE2—入

31、會年份 　　每個關(guān)系模式的極小函數(shù)依賴集： S：S#→SN，S#→SB，S#→C#，C#→DN，DN→SA C：C#→CS，C#→CNUM，C#→CDATE，CS→DN，(CS,CDATE)→C# D：D#→DN，DN→D#，D#→DA，D#→DNUM P：PN→DATE1，PN→PA，PN→PNUM SP：（S#，PN）→DATE2 S中存在傳遞函數(shù)依賴： S#→DN, S#→SA, C#→SA C中存在傳遞函數(shù)依賴：C#→DN 　?。?S#，PN）→DATE2 和（CS，CDATE）→C# 均為SP中的函數(shù)依賴，是完全函數(shù)依賴 　　關(guān)系 候選碼 外部

32、碼 全碼 S S# C#，DN 無 C C#，(CS,CDATE) DN 無 D D#和DN 無 無 P PN 無 無 SP （S#，PN） S#，PN 無 4. 試舉出三個多值依賴的實例。 　　答： 　?。?1）關(guān)系模式MSC（M，S，C）中，M表示專業(yè)，S表示學(xué)生，C表示該專業(yè)的必修課。假設(shè)每個專業(yè)有多個學(xué)生，有一組必修課。設(shè)同專業(yè)內(nèi)所有學(xué)生的選修的必修課相同，實例關(guān)系如下。按照語義對于M的每一個值M i，S有一個完整的集合與之對應(yīng)而不問C取何值，所以M→→S。由于C與S的完全對稱性，必然有M→→C成立。 M S C M 1 S1 C1 M 1

33、S1 C2 M 1 S2 C1 M 1 S2 C2 　　 …… …… …… 　?。?2）關(guān)系模式ISA（I，S，A）中，I表示學(xué)生興趣小組，S表示學(xué)生，A表示某興趣小組 　　 的活動項目。假設(shè)每個興趣小組有多個學(xué)生，有若干活動項目。每個學(xué)生必須參加所 　　 在興趣小組的所有活動項目，每個活動項目要求該興趣小組的所有學(xué)生參加。 　　按照語義有 I→→S，I→→A成立。 　　（ 3）關(guān)系模式RDP（R，D，P）中，R表示醫(yī)院的病房，D表示責(zé)任醫(yī)務(wù)人員，P表示病人。假設(shè)每個病房住有多個病人，有多個責(zé)任醫(yī)務(wù)人員負(fù)責(zé)醫(yī)治和護(hù)理該病房的所有病人。按照語義有R→→D，R→→P

34、成立。 第六章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 （教材241頁） 1. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程。 1) 需求分析 2) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 4) 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 5) 數(shù)據(jù)庫實施 6) 數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù) 　　這是一個完整的實際數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程。不僅包括設(shè)計數(shù)據(jù)庫本身，還包括數(shù)據(jù)庫的實施、數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)。 　　設(shè)計一個完善的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是上述六個階段的不斷反復(fù)。 2. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的各個階段上的設(shè)計描述。 　答：各階段的設(shè)計要點如下： 1) 需求分析：準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。 2) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計：通過對用戶

35、需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的概念模型。 3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進(jìn)行優(yōu)化。 4) 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）。 5) 數(shù)據(jù)庫實施：設(shè)計人員運用DBMS提供的數(shù)據(jù)語言、工具及宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運行。 6) 數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中對其進(jìn)行評價、調(diào)整與修改。 3. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計部分形成的數(shù)據(jù)庫模式。 　　答：數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同階段形成

36、數(shù)據(jù)庫的各級模式，即： 　　在概念設(shè)計階段形成獨立于機(jī)器特點，獨立于各個 DBMS產(chǎn)品的概念模式，在本篇中就是E-R圖； 　　在邏輯設(shè)計階段將 E-R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式；然后在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖(View)，形成數(shù)據(jù)的外模式； 　　在物理設(shè)計階段，根據(jù) DBMS特點和處理的需要，進(jìn)行物理存儲安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。 　　概念模式是面向用戶和設(shè)計人員的，屬于概念模型的層次；邏輯模式、外模式、內(nèi)模式是 DBMS支持的模式，屬于數(shù)據(jù)模型的層次。可以在DBMS中加以描述和存儲。 4. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點。

37、 　　答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計既是一項涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項龐大的工程項目。其主要特點有： 1) 數(shù)據(jù)庫建設(shè)是硬件、軟件和干件（技術(shù)與管理的界面）的結(jié)合。 2) 從軟件設(shè)計的技術(shù)角度看，數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合，也就是說，整個設(shè)計過程中要把結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計和行為（處理）設(shè)計密切結(jié)合起來。 5. 需求分析階段的設(shè)計目標(biāo)是什么？調(diào)查的內(nèi)容是什么？ 　　答：需求分析階段的設(shè)計目標(biāo)是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實世界要處理的對象（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)容是 “數(shù)據(jù)”和“處理

38、”，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)庫中需要存儲哪些數(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？ 　　答：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：數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程五個部分 　　其中數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)

39、流、數(shù)據(jù)存儲的邏輯內(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)計的基礎(chǔ)，并在數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中不斷修改、充實、完善。 　?。ㄗ⒁?，數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段形成的數(shù)據(jù)字典與后面講到的數(shù)據(jù)字典不同，后者是 DBMS關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，當(dāng)然兩者是有聯(lián)系的）。 7. 什么是數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)？試述其特點和設(shè)計策略。 　　答： 概念結(jié)構(gòu)是信息世界的結(jié)構(gòu)，即概念模型，其主要特點是： 　?。?1）能真實、充分地反映現(xiàn)實世界，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)實世界的一個真實模型。 　?。?2）易于理解，從而可以用

40、它和不熟悉計算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計成功的關(guān)鍵。 　?。?3）易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時，容易對概念模型修改和擴(kuò)充。 　?。?4）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。 　　概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計策略通常有四種： 　　 自頂向下。即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化； 　　 自底向上。即首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來，得到全局概念 　　結(jié)構(gòu)； 　　 逐步擴(kuò)張。首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)； 　　 混合策略。即將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂

41、向下策略設(shè)計一個全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計的各局部概念結(jié)構(gòu)。 8. 什么叫數(shù)據(jù)抽象？試舉例說明。 　　答： 數(shù)據(jù)抽象是對實際的人、物、事和概念進(jìn)行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成了某種模型。 　　如分類這種抽象是：定義某一類概念作為現(xiàn)實世界中一組對象的類型。這些對象具有某些共同的特性和行為。它抽象了對象值和型之間的 “is member of”的語義。在E-R模型中，實體型就是這種抽象。例如在學(xué)校環(huán)境中，李英是老師，表示李英是教師類型中的一員，則教師是實體型，李英是教師實體型中的一個實體

42、值，具有教師共同的特性和行為：在某個系某個專業(yè)教學(xué)，講授某些課程，從事某個方向的科研。 9.試述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性和設(shè)計步驟。 　　答： 　　重要性： 　　數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵，將在需求分析階段所得到的應(yīng)用需求首先抽象為概念結(jié)構(gòu)，以此作為各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，從而能更好地、更準(zhǔn)確地用某一 DBMS實現(xiàn)這些需求。 　　設(shè)計步驟： 　　概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法有多種，其中最經(jīng)常采用的策略是自底向上方法，該方法的設(shè)計步驟通常分為兩步：第 1步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖，第2步是集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu) 10.什么是E-R圖？構(gòu)成E-R圖的基本要素

43、是什么？ 　　答： E-R圖為實體-聯(lián)系圖，提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實世界的概念模型。 　　構(gòu)成 E-R圖的基本要素是實體型、屬性和聯(lián)系，其表示方法為： 　　 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(yīng)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(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（ 1 : 1，1 : n或m : n）。 11. 為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？ 　　答：在對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般采用自底向上的設(shè)計方法，把繁雜的大系統(tǒng)分

44、解子系統(tǒng)。首先設(shè)計各個子系統(tǒng)的局部視圖，然后通過視圖集成的方式將各子系統(tǒng)有機(jī)的融合起來，綜合成一個系統(tǒng)的總視圖。這樣設(shè)計清晰，由簡到繁。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)不再面向某個應(yīng)用而是整個系統(tǒng)。因此必須進(jìn)行視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫能被全系統(tǒng)的多個用戶、多個應(yīng)用共享使用。 　　一般說來，視圖集成可以有兩種方式： 　　 多個分 E-R圖一次集成； 　　 逐步集成，用累加的方式一次集成兩個分 E-R圖。 　　無論采用哪種方式，每次集成局部 E-R圖時都需要分兩步走： 　?。?1）合并。解決各分E-R圖之間的沖突，將各分E-R圖合并起來生成初步E-R圖。 　

45、?。?2）修改和重構(gòu)。消除不必要的冗余，生成基本E-R圖。 12. 什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計？試述其設(shè)計步驟。 　　答：數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的基本 E-R圖轉(zhuǎn)換為與選用的DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。 　　設(shè)計步驟為： 　?。?1）將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型； 　?。?2）將轉(zhuǎn)換來的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換； 　?。?3）對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。 第七章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) （教材261頁） 1.試述事務(wù)的概念及事務(wù)的四個特性。 　　答：事務(wù)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這

46、些操作要么全做要么全不做 ,是一個不可分割的工作單位。 　　事務(wù)具有四個特性：原子性（ Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持續(xù)性（Durability）。這個四個特性也簡稱為ACID特性。 　　原子性：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做。 　　一致性：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。 　　隔離性：一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。 　　持續(xù)性：持續(xù)性也稱永久性（ Pe

47、rmanence），指一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。 2.為什么事務(wù)非正常結(jié)束時會影響數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的正確性，請列舉一例說明之。 　　答：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行中發(fā)生故障，有些事務(wù)尚未完成就被迫中斷，這些未完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫所做的修改有一部分已寫入物理數(shù)據(jù)庫，這時數(shù)據(jù)庫就處于一種不正確的狀態(tài)，或者說是不一致的狀態(tài)。 　　例如某工廠的庫存管理系統(tǒng)中，要把數(shù)量為 Q的某種零件從倉庫1移到倉庫2存放。 　　則可以定義一個事務(wù) T，T包括兩個操作；Q1

48、=Q1-Q，Q2=Q2+Q。如果T非正常終止時只做了第一個操作，則數(shù)據(jù)庫就處于不一致性狀態(tài)，庫存量無緣無故少了Q。 3.數(shù)據(jù)庫中為什么要有恢復(fù)子系統(tǒng)？它的功能是什么？ 　　答：因為計算機(jī)系統(tǒng)中硬件的故障、軟件的錯誤、操作員的失誤以及惡意的破壞是不可避免的，這些故障輕則造成運行事務(wù)非正常中斷，影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，重則破壞數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫中全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失，因此必須要有恢復(fù)子系統(tǒng)。 恢復(fù)子系統(tǒng)的功能是：把數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為一致狀態(tài)或完整狀態(tài)）。 4．?dāng)?shù)據(jù)庫運行中可能產(chǎn)生的故障有哪幾類？哪些故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行？哪些故障破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)？ 　

49、　答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生各種各樣的故障，大致可以分以下幾類： 　?。?1）事務(wù)內(nèi)部的故障； 　?。?2）系統(tǒng)故障； 　?。?3）介質(zhì)故障； 　?。?4）計算機(jī)病毒。 事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行；介質(zhì)故障和計算機(jī)病毒破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。 5．據(jù)庫恢復(fù)的基本技術(shù)有哪些？ 　　答：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)到故障前的某個一致性狀態(tài)。 6. 數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲的意義是什么？ 試比較各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲方法。 　　答：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)中采用的基本技術(shù)。所謂

50、轉(zhuǎn)儲即 DBA定期地將數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶或另一個磁盤上保存起來的過程。當(dāng)數(shù)據(jù)庫遭到破壞后可以將后備副本重新裝入，將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲時的狀態(tài)。 　　靜態(tài)轉(zhuǎn)儲：在系統(tǒng)中無運行事務(wù)時進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲操作。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲簡單，但必須等待正運行的用戶事務(wù)結(jié)束才能進(jìn)行。同樣，新的事務(wù)必須等待轉(zhuǎn)儲結(jié)束才能執(zhí)行。顯然，這會降低數(shù)據(jù)庫的可用性。 　　動態(tài)轉(zhuǎn)儲：指轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取或修改。動態(tài)轉(zhuǎn)儲可克服靜態(tài)轉(zhuǎn)儲的缺點，它不用等待正在運行的用戶事務(wù)結(jié)束，也不會影響新事務(wù)的運行。但是，轉(zhuǎn)儲結(jié)束時后援副本上的數(shù)據(jù)并不能保證正確有效。因為轉(zhuǎn)儲期間運行的事務(wù)可能修改了某些數(shù)據(jù)，使得后援副本上的數(shù)據(jù)不是數(shù)據(jù)庫的一致版本。

51、 　　為此，必須把轉(zhuǎn)儲期間各事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改活動登記下來，建立日志文件（ log file）。這樣，后援副本加上日志文件就能得到數(shù)據(jù)庫某一時刻的正確狀態(tài)。 　　轉(zhuǎn)儲還可以分為海量轉(zhuǎn)儲和增量轉(zhuǎn)儲兩種方式。 　　海量轉(zhuǎn)儲是指每次轉(zhuǎn)儲全部數(shù)據(jù)庫。增量轉(zhuǎn)儲則指每次只轉(zhuǎn)儲上一次轉(zhuǎn)儲后更新過的數(shù)據(jù)。從恢復(fù)角度看，使用海量轉(zhuǎn)儲得到的后備副本進(jìn)行恢復(fù)一般說來更簡單些。但如果數(shù)據(jù)庫很大，事務(wù)處理又十分頻繁，則增量轉(zhuǎn)儲方式更實用更有效。 7. 什么是日志文件？為什么要設(shè)立日志文件？ 　　答：（ 1）日志文件是用來記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。 　?。?2）設(shè)立日志文件的目的是： 進(jìn)行

52、事務(wù)故障恢復(fù)；進(jìn)行系統(tǒng)故障恢復(fù)；協(xié)助后備副本進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)。 8. 登記日志文件時為什么必須先寫日志文件，后寫數(shù)據(jù)庫？ 　　答：把對數(shù)據(jù)的修改寫到數(shù)據(jù)庫中和把表示這個修改的日志記錄寫到日志文件中是兩個不同的操作。有可能在這兩個操作之間發(fā)生故障，即這兩個寫操作只完成了一個。 　　如果先寫了數(shù)據(jù)庫修改，而在運行記錄中沒有登記這個修改，則以后就無法恢復(fù)這個修改了。如果先寫日志，但沒有修改數(shù)據(jù)庫，在恢復(fù)時只不過是多執(zhí)行一次 UNDO操作，并不會影響數(shù)據(jù)庫的正確性。所以一定要先寫日志文件，即首先把日志記錄寫到日志文件中，然后寫數(shù)據(jù)庫的修改。 9. 針對不同的故障，試給出恢復(fù)的策略和方法

53、。（即如何進(jìn)行事務(wù)故障的恢復(fù)？系統(tǒng)故障的恢復(fù)？介質(zhì)故障恢復(fù)？） 　　答：事務(wù)故障的恢復(fù)： 　　事務(wù)故障的恢復(fù)是由 DBMS自動完成的，對用戶是透明的。 DBMS執(zhí)行恢復(fù)步驟是： 　?。?1）反向掃描文件日志（即從最后向前掃描日志文件），查找該事務(wù)的更新操作。 　?。?2）對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。 　?。?3）繼續(xù)反向掃描日志文件，做同樣處理。 　?。?4）如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開始標(biāo)記，該事務(wù)故障的恢復(fù)就完成了。 　　系統(tǒng)故障的恢復(fù)： 　　系統(tǒng)故障可能會造成數(shù)據(jù)庫處于不一致狀態(tài)： 　　一是未完成事務(wù)對

54、數(shù)據(jù)庫的更新可能已寫入數(shù)據(jù)庫； 　　二是已提交事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新可能還留在緩沖區(qū)，沒來得及寫入數(shù)據(jù)庫。 　　因此恢復(fù)操作就是要撤銷 (UNDO)故障發(fā)生時未完成的事務(wù)，重做(REDO)已完成的事務(wù)。 　　系統(tǒng)的恢復(fù)步驟是： 　?。?1）正向掃描日志文件，找出在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)隊列（REDO隊列）和未完成的事務(wù)隊列（UNDO隊列）。 　?。?2）對撤銷隊列中的各個事務(wù)進(jìn)行UNDO處理。 　　進(jìn)行 UNDO處理的方法是，反向掃描日志文件，對每個UNDO事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”（Before Image）寫入數(shù)據(jù)庫。 　?。?3）對重

55、做隊列中的各個事務(wù)進(jìn)行REDO處理。 　　進(jìn)行 REDO處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個REDO事務(wù)重新執(zhí)行日志文件登記的操作。即將日志記錄中“更新后的值”（After Image）寫入數(shù)據(jù)庫。 　　介質(zhì)故障的恢復(fù)： 　　介質(zhì)故障是最嚴(yán)重的一種故障。 　　恢復(fù)方法是重裝數(shù)據(jù)庫，然后重做已完成的事務(wù)。具體過程是： 　?。?1）DBA裝入最新的數(shù)據(jù)庫后備副本（離故障發(fā)生時刻最近的轉(zhuǎn)儲副本），使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲時的一致性狀態(tài)。 　?。?2）DBA裝入轉(zhuǎn)儲結(jié)束時刻的日志文件副本 　?。?3）DBA啟動系統(tǒng)恢復(fù)命令，由DBMS完成恢復(fù)功能，即重做已完成的事務(wù)。 10

56、. 具有檢查點的恢復(fù)技術(shù)有什么優(yōu)點？ 　　答：利用日志技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫恢復(fù)時，恢復(fù)子系統(tǒng)必須搜索日志，確定哪些事務(wù)需要 REDO，哪些事務(wù)需要UNDO。一般來說，需要檢查所有日志記錄。這樣做有兩個問題： 　　一是搜索整個日志將耗費大量的時間。 　　二是很多需要 REDO處理的事務(wù)實際上已經(jīng)將它們的更新操作結(jié)果寫到數(shù)據(jù)庫中了，恢復(fù)子系統(tǒng)又重新執(zhí)行了這些操作，浪費了大量時間。 　　檢查點技術(shù)就是為了解決這些問題。 11. 試述使用檢查點方法進(jìn)行恢復(fù)的步驟。 　　答：① 從重新開始文件中找到最后一個檢查點記錄在日志文件中的地址，由該地址在日志文件中找到最后一個檢查點記錄。

57、　?、?由該檢查點記錄得到檢查點建立時刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單 ACTIVE-LIST。 　　這里建立兩個事務(wù)隊列 : 　　 UNDO-LIST: 需要執(zhí)行undo操作的事務(wù)集合； 　　 REDO-LIST: 需要執(zhí)行redo操作的事務(wù)集合； 　　把 ACTIVE-LIST暫時放入UNDO-LIST隊列，REDO隊列暫為空。 　?、?從檢查點開始正向掃描日志文件 　　 如有新開始的事務(wù) Ti，把Ti暫時放入UNDO-LIST隊列； 　　 如有提交的事務(wù) Tj，把Tj從UNDO-LIST隊列移到REDO-LIST隊列，直到日志文件結(jié)束； 　?、?對 UNDO-LI

58、ST中的每個事務(wù)執(zhí)行UNDO操作, 對REDO-LIST中的每個事務(wù)執(zhí)行REDO操作。 12. 什么是數(shù)據(jù)庫鏡像？它有什么用途？ 　　答：數(shù)據(jù)庫鏡像即根據(jù) DBA的要求，自動把整個數(shù)據(jù)庫或者其中的部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個磁盤上。每當(dāng)主數(shù)據(jù)庫更新時，DBMS自動把更新后的數(shù)據(jù)復(fù)制過去，即DBMS自動保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性。 　　數(shù)據(jù)庫鏡像的用途有： 　　一是用于數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。當(dāng)出現(xiàn)介質(zhì)故障時，可由鏡像磁盤繼續(xù)提供使用，同時 DBMS自動利用鏡像磁盤數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)，不需要關(guān)閉系統(tǒng)和重裝數(shù)據(jù)庫副本。 　　二是提高數(shù)據(jù)庫的可用性。在沒有出現(xiàn)故障時，當(dāng)一個用戶對某個數(shù)據(jù)加排

59、它鎖進(jìn)行修改時，其他用戶可以讀鏡像數(shù)據(jù)庫上的數(shù)據(jù)，而不必等待該用戶釋放鎖。 第八章 數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制 （教材280頁） 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，通常有許多個事務(wù)同時在運行。 　　當(dāng)多個事務(wù)并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫時就會產(chǎn)生同時讀取和 /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會存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

60、）丟失修改（Lost Update） 　　兩個事務(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（Non-Repeatable Read） 　　不可重復(fù)讀是指事務(wù) T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2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)（Dirty Read） 　　讀 “臟”數(shù)據(jù)是指事務(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

61、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。最常用的并發(fā)控制技術(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)中可以采用時間戳方法來進(jìn)行并發(fā)控制。 3. 什么是封鎖？ 　　答：封鎖就是事務(wù) T在對某個數(shù)據(jù)對象例如表、記錄等操作之前，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。 　　封鎖是實現(xiàn)并發(fā)控制的一個非常重要的技術(shù)。 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(Exclusive Locks，簡稱X鎖) 和共享鎖(Sh

62、are Locks，簡稱S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. 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：在運用封鎖技術(shù)對數(shù)據(jù)加鎖時，要約定一些規(guī)則。例如，在運用 X鎖和

63、S鎖對數(shù)據(jù)對象加鎖時，要約定何時申請X鎖或S鎖、何時釋放封鎖等。這些約定或者規(guī)則稱為封鎖協(xié)議（Locking Protocol）。對封鎖方式約定不同的規(guī)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《概論》中介紹的三級封鎖協(xié)議，三級協(xié)議的主要區(qū)別在于什么操作需要申請封鎖，何時申請封鎖以及何時釋放鎖（即持鎖時間的長短）。 　　 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

64、S鎖，直到事務(wù)結(jié)束才釋放。 6. 不同封鎖協(xié)議與系統(tǒng)一致性級別的關(guān)系是什么？ 　　答：不同的封鎖協(xié)議對應(yīng)不同的一致性級別。 　　一級封鎖協(xié)議可防止丟失修改，并保證事務(wù) T是可恢復(fù)的。在一級封鎖協(xié)議中，對讀數(shù)據(jù)是不加S鎖的，所以它不能保證可重復(fù)讀和不讀“臟”數(shù)據(jù)。 　　 二級封鎖協(xié)議除防止了丟失修改，還可進(jìn)一步防止讀 “臟”數(shù)據(jù)。在二級封鎖協(xié)議中，由于讀完數(shù)據(jù)后立即釋放S鎖，所以它不能保證可重復(fù)讀。 　　 在三級封鎖協(xié)議中，無論是讀數(shù)據(jù)還是寫數(shù)據(jù)都加長鎖，即都要到事務(wù)結(jié)束時才釋放封鎖。所以三級封鎖協(xié)議除防止了丟失修改和不讀 “臟”數(shù)據(jù)外，還進(jìn)一步防止了不可重復(fù)讀。 7.

65、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，就可能導(dǎo)致一些事務(wù)無限期等待某個封鎖，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)多個事務(wù)請求封鎖同一數(shù)據(jù)對象時，封鎖子系統(tǒng)按請求封鎖的先后次序?qū)κ聞?wù)排隊，數(shù)據(jù)對象上的鎖一旦釋放就批準(zhǔn)申請隊列中第一個事務(wù)獲得鎖。 8. 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或多個事務(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，從而出現(xiàn)死等待。 　　防止死鎖的發(fā)生其實就是要破壞產(chǎn)生死鎖的條件。預(yù)防死鎖通常有兩種方法： 　?。?

66、1）一次封鎖法 　　要求每個事務(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)定一個封鎖順序，所有事務(wù)都按這個順序?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。 9. 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，一般使用超時法或事務(wù)等待圖法。 　　超時法是：如果一個事務(wù)的等待時間超過了規(guī)定的時限，就認(rèn)為發(fā)生了死鎖。超時法實現(xiàn)簡單，但有可能誤判死鎖，事務(wù)因其他原因長時間等待超過時限時，系統(tǒng)會誤認(rèn)為發(fā)生了死鎖。若時限設(shè)置得太長，又不能及時發(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處理死鎖代價最小的事務(wù)，將其撤消，釋放此事務(wù)持有的所有鎖，使其他事務(wù)得以繼續(xù)運行下去。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