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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） 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(chǔ)存在計(jì)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(chǔ)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。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)： 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DBS）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。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)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。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：

2、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(chǔ)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(yùn)行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。 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(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)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)可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率。因?yàn)樵跀?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(chǔ)和數(shù)據(jù)存取的具體路徑，這些工作都由 DBMS來完

3、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(shí)，由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)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?yàn)?DBMS在數(shù)據(jù)庫建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)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。 總之，使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)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)。 試述文件系統(tǒng)

4、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(dú)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(shí)世界，共享性高、冗余度小，具有高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件。 試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有： 一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)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

5、，冗余度低，易擴(kuò)充 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某個(gè)應(yīng)用而是面向整個(gè)系統(tǒng)，因此可以被多個(gè)用戶、多個(gè)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(gè)系統(tǒng)，是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個(gè)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(dú)立性高 數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的模式結(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(dú)立性和邏輯獨(dú)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(gè)用戶可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)甚至可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫中同一個(gè)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

6、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)。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？ 數(shù)據(jù)庫定義功能； 數(shù)據(jù)存取功能； 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理； 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。 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(gè)要素。 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用來對現(xiàn)實(shí)世界進(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(dòng)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。 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)的靜態(tài)特性的描述。 數(shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實(shí)例（值）

7、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。 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)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。 試述概念模型的作用。 概念模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(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)庫設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言。 定義并解釋概念模型中以下術(shù)語： 實(shí)體，實(shí)體型，實(shí)體集，屬性，碼，實(shí)體聯(lián)系圖（ E-R圖） 實(shí)體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物

8、叫實(shí)體。 實(shí)體型：具有相同屬性的實(shí)體具有相同的特征和性質(zhì)，用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實(shí)體稱為實(shí)體型。 實(shí)體集：同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。 屬性：實(shí)體所具有的某一特性，一個(gè)實(shí)體可由若干個(gè)屬性來刻畫。 碼：唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集稱為碼。 實(shí)體聯(lián)系圖： E-R圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法： 實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)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(shí)體連接起來，同時(shí)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

9、的三個(gè)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(diǎn)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(diǎn)的語言 例如 SQL 這些關(guān)系數(shù)據(jù)語言的共同特點(diǎn)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，

10、Dn上笛卡爾積D1D2Dn的子集稱為關(guān)系，表示為 R（D1，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（ 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(gè)元組，則稱該屬性組為候選碼（ Candidate key）。 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（ Primary key）。 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與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則稱

11、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，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

12、積D1D2Dn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)系模式是靜態(tài)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(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

13、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。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(gè)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”雖然也是一個(gè)外部碼屬性，但它又是“選修”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） 5等值連接與自然連接的區(qū)別是什么？ 答：

14、自然連接（ Natural join）是一種特殊的等值連接，它要求兩個(gè)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(diǎn)。 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(dòng)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

15、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(dú)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(jì)程序時(shí)使用。 （ 5）語言簡捷，易學(xué)易用。 2. 試述SQL的定義功能。 答： 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；SQ

16、L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(gè)表。 答： 對于 S表：S( SNO，SNAME，STATUS，CITY)； 建 S表 CREATE TABLE S (SNO CHAR(3)， 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(gè)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

17、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=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(gè)表試用SQL語言完成以下各項(xiàng)操作： （ 1）

18、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）找出使用供應(yīng)商S1所供應(yīng)零件的工程號碼。 （ 4）找出工程項(xiàng)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)商的姓名和所在

19、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(xiàng)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。 SELECT DISTINCT PNO FROM SPJ WHE

20、RE 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 COLOR=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

21、 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); 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(dú)立存在的表，在 SQL中一個(gè)關(guān)系就對應(yīng)一個(gè)表。 視圖是從一個(gè)或幾個(gè)基本表導(dǎo)出的表。視圖本身不獨(dú)立存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，是一個(gè)

22、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(diǎn)。 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(dú)立性。 (4)視圖能夠?qū)C(jī)密數(shù)據(jù)提供安全保護(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(shí)際存儲(chǔ)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?yàn)橛行┮晥D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。

23、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(xiàng)目建立一個(gè)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）。針對該視圖完成下列查詢： （ 1）找出三建工程項(xiàng)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 J

24、NO= （ SELECT JNO FROM J WHERE JNAME=三建）; 對該視圖查詢： (1) 找出三建工程項(xiàng)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(gè)關(guān)系模式，U是R的屬性集合，X和Y是U的子集。對于

25、R (U)的任意一個(gè)可能的關(guān)系r，如果r中不存在兩個(gè)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XY。 完全函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴：在 R（U）中，如果XY，并且對于X的任何一個(gè)真子集X，都有XY，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; 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(gè)，則選定其中的一個(gè)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(gè)關(guān)系模式的碼，則稱X是R的外部碼也稱外碼。 全碼：整個(gè)屬性組是碼，稱為全碼（ All-

26、key）。 2建立一個(gè)關(guān)于系、學(xué)生、班級、學(xué)會(huì)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、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(diǎn)、人數(shù)。 描述學(xué)會(huì)的屬性有：學(xué)會(huì)名、成立年份、地點(diǎn)、人數(shù)。 有關(guān)語義如下：一個(gè)系有若干專業(yè)，每個(gè)專業(yè)每年只招一個(gè)班，每個(gè)班有若干學(xué)生。一個(gè)系的學(xué)生住在同一宿舍區(qū)。每個(gè)學(xué)生可參加若干學(xué)會(huì)，每個(gè)學(xué)會(huì)有若干學(xué)生。學(xué)生參加某學(xué)會(huì)有一個(gè)入會(huì)年份。 請給出關(guān)系模式，寫出每個(gè)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，

27、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？ 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(huì) P（PN，DATE1，PA，PNUM） 學(xué)生 -學(xué)會(huì)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(diǎn)，DNUM系人數(shù) PN學(xué)會(huì)名，DATE1成立年月，PA地點(diǎn)，PNUM學(xué)會(huì)人數(shù)，DATE2入會(huì)年份 每個(gè)關(guān)系模式的極小函數(shù)依賴集： S：S#

28、SN，S#SB，S#C#，C#DN，DNSA C：C#CS，C#CNUM，C#CDATE，CSDN，(CS,CDATE)C# D：D#DN，DND#，D#DA，D#DNUM P：PNDATE1，PNPA，PNPNUM 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#，

29、PN 無 4. 試舉出三個(gè)多值依賴的實(shí)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(gè)專業(yè)有多個(gè)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(shí)例關(guān)系如下。按照語義對于M的每一個(gè)值M i，S有一個(gè)完整的集合與之對應(yīng)而不問C取何值，所以MS。由于C與S的完全對稱性，必然有MC成立。 M S C M 1 S1 C1 M 1 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(dòng)項(xiàng)目。假設(shè)每個(gè)興趣小組有多個(gè)學(xué)生，有若干活動(dòng)項(xiàng)目。每個(gè)學(xué)生必

30、須參加所 在興趣小組的所有活動(dòng)項(xiàng)目，每個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目要求該興趣小組的所有學(xué)生參加。 按照語義有 IS，IA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(gè)病房住有多個(gè)病人，有多個(gè)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RD，RP成立。 第六章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) （教材241頁） 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、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)。

31、 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)階段的不斷反復(fù)。 2. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程的各個(gè)階段上的設(shè)計(jì)描述。 答：各階段的設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(jì)：通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念模型。 3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)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(jì)：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）。 5) 數(shù)據(jù)庫實(shí)施：設(shè)計(jì)人員運(yùn)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(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)

32、用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行。 6) 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中對其進(jìn)行評價(jià)、調(diào)整與修改。 3. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)的不同階段形成數(shù)據(jù)庫的各級模式，即： 在概念設(shè)計(jì)階段形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)，獨(dú)立于各個(gè) DBMS產(chǎn)品的概念模式，在本篇中就是E-R圖； 在邏輯設(shè)計(jì)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(jì)階段，根據(jù) DBMS特點(diǎn)和處理的需要，進(jìn)行物理存儲(chǔ)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

33、和設(shè)計(jì)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?？梢栽贒BMS中加以描述和存儲(chǔ)。 4. 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)既是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項(xiàng)龐大的工程項(xiàng)目。其主要特點(diǎn)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(jì)的技術(shù)角度看，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，也就是說，整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要把結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)和行為（處理）設(shè)計(jì)密切結(jié)合起來。 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？ 答：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

34、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)庫中需要存儲(chǔ)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？ 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(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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

35、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、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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。 （注意，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)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(diǎn)和設(shè)計(jì)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(diǎn)是： （ 1）能真實(shí)、充分地反映現(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

36、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)庫的設(shè)計(jì)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(shí)，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(jì)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，用自頂向下策略設(shè)計(jì)一個(gè)全局概念結(jié)構(gòu)的

37、框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)體型，李英是教師實(shí)體型中的一個(gè)實(shí)體值，具有教師共同的特性和行為：在某個(gè)系某個(gè)專業(yè)教學(xué)

38、，講授某些課程，從事某個(gè)方向的科研。 9.試述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性和設(shè)計(jì)步驟。 答： 重要性： 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)這些需求。 設(shè)計(jì)步驟： 概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jì)步驟通常分為兩步：第 1步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)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圖的基本要素是什么？ 答： E-R圖為實(shí)體-聯(lián)系圖，提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念

39、模型。 構(gòu)成 E-R圖的基本要素是實(shí)體型、屬性和聯(lián)系，其表示方法為： 實(shí)體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名； 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)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(shí)體連接起來，同時(shí)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(jì)時(shí)一般采用自底向上的設(shè)計(jì)方法，把繁雜的大系統(tǒng)分解子系統(tǒng)。首先設(shè)計(jì)各個(gè)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(gè)系統(tǒng)的總視圖。這樣設(shè)計(jì)清晰，由簡到繁。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從整

40、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(gè)應(yīng)用而是整個(gè)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(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。 一般說來，視圖集成可以有兩種方式： 多個(gè)分 E-R圖一次集成； 逐步集成，用累加的方式一次集成兩個(gè)分 E-R圖。 無論采用哪種方式，每次集成局部 E-R圖時(shí)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。 （ 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(jì)？試述其設(shè)計(jì)步驟。 答：數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本 E-R圖轉(zhuǎn)換為與選用的DBMS產(chǎn)品

41、所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)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(gè)特性。 答：事務(wù)是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全不做 ,是一個(gè)不可分割的工作單位。 事務(wù)具有四個(gè)特性：原子性（ Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持續(xù)性（Durability）。這個(gè)四個(gè)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

42、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(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。 隔離性：一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個(gè)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(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。 持續(xù)性：持續(xù)性也稱永久性（ Permanence），指一個(gè)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(shí)會(huì)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(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生故障，有

43、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(shí)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(gè)事務(wù) T，T包括兩個(gè)操作；Q1=Q1-Q，Q2=Q2+Q。如果T非正常終止時(shí)只做了第一個(gè)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?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件的故障、軟件的錯(cuò)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(yùn)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)

44、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(cuò)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數(shù)據(jù)庫運(yùn)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)？ 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(jì)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(jì)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(chǔ)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(chǔ)的數(shù)據(jù)庫后備

45、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)。 6. 數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲(chǔ)的意義是什么？ 試比較各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法。 答：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)中采用的基本技術(shù)。所謂轉(zhuǎn)儲(chǔ)即 DBA定期地將數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶或另一個(gè)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(chǔ)時(shí)的狀態(tài)。 靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：在系統(tǒng)中無運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)簡單，但必須等待正運(yùn)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(chǔ)結(jié)束才能執(zhí)行。顯然，這會(huì)降低數(shù)據(jù)庫的可用性。 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：指轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取或修改。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)可克服靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的缺點(diǎn)，它不用等待正在運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束，也不會(huì)影響新

46、事務(wù)的運(yùn)行。但是，轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束時(shí)后援副本上的數(shù)據(jù)并不能保證正確有效。因?yàn)檗D(zhuǎn)儲(chǔ)期間運(yùn)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。 為此，必須把轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間各事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改活動(dòng)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(shí)刻的正確狀態(tài)。 轉(zhuǎn)儲(chǔ)還可以分為海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)和增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)兩種方式。 海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)是指每次轉(zhuǎn)儲(chǔ)全部數(shù)據(jù)庫。增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)則指每次只轉(zhuǎn)儲(chǔ)上一次轉(zhuǎn)儲(chǔ)后更新過的數(shù)據(jù)。從恢復(fù)角度看，使用海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)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(chǔ)方式更實(shí)用更有效。 7. 什么是日志文件？為什么要設(shè)立日志文

47、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(shí)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(gè)修改的日志記錄寫到日志文件中是兩個(gè)不同的操作。有可能在這兩個(gè)操作之間發(fā)生故障，即這兩個(gè)寫操作只完成了一個(gè)。 如果先寫了數(shù)據(jù)庫修改，而在運(yùn)行記錄中沒有登記這個(gè)修改，則以后就無法恢復(fù)這個(gè)修改了。如果先寫日志，但沒有修改數(shù)據(jù)庫，在恢復(fù)時(shí)只不過是多執(zhí)行一次 UNDO操作，并不會(huì)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

48、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。（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(dòng)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(huì)造成數(shù)據(jù)庫處于不一致狀態(tài)： 一是未完成事

49、務(wù)對數(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(shí)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(duì)列（REDO隊(duì)列）和未完成的事務(wù)隊(duì)列（UNDO隊(duì)列）。 （ 2）對撤銷隊(duì)列中的各個(gè)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(gè)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）對重做隊(duì)列中的各個(gè)事務(wù)進(jìn)行REDO處理。 進(jìn)行 REDO

50、處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個(gè)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(shí)刻最近的轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本），使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的一致性狀態(tài)。 （ 2）DBA裝入轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束時(shí)刻的日志文件副本 （ 3）DBA啟動(dòng)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. 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答：利用日志技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫恢復(fù)時(shí)，恢復(fù)子系統(tǒng)必須搜索日志，確定哪些事務(wù)需要

51、 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(gè)問題： 一是搜索整個(gè)日志將耗費(fèi)大量的時(shí)間。 二是很多需要 REDO處理的事務(wù)實(shí)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(fèi)了大量時(shí)間。 檢查點(diǎn)技術(shù)就是為了解決這些問題。 11. 試述使用檢查點(diǎn)方法進(jìn)行恢復(fù)的步驟。 答： 從重新開始文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)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(gè)檢查點(diǎn)記錄。 由該檢查點(diǎn)記錄得到檢查點(diǎn)建立時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單 ACTIVE-LIST。 這里建立兩個(gè)事務(wù)隊(duì)列 : UNDO-LIST: 需要執(zhí)行undo操作的事務(wù)集合；

52、 REDO-LIST: 需要執(zhí)行redo操作的事務(wù)集合； 把 ACTIVE-LIST暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列，REDO隊(duì)列暫為空。 從檢查點(diǎn)開始正向掃描日志文件 如有新開始的事務(wù) Ti，把Ti暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列； 如有提交的事務(wù) Tj，把Tj從UNDO-LIST隊(duì)列移到REDO-LIST隊(duì)列，直到日志文件結(jié)束； 對 UNDO-LIST中的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行UNDO操作, 對REDO-LIST中的每個(gè)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(dòng)把整個(gè)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(gè)磁盤上。每當(dāng)主數(shù)據(jù)庫更新時(shí)，DBM

53、S自動(dòng)把更新后的數(shù)據(jù)復(fù)制過去，即DBMS自動(dòng)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(shí)，可由鏡像磁盤繼續(xù)提供使用，同時(shí) DBMS自動(dòng)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(shí)，當(dāng)一個(gè)用戶對某個(gè)數(shù)據(jù)加排它鎖進(jìn)行修改時(shí)，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(gè)事務(wù)同時(shí)在運(yùn)行。 當(dāng)多個(gè)事務(wù)并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫時(shí)就會(huì)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)

54、操作不加控制就可能會(huì)存取和存儲(chǔ)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(huì)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（Lost Update） 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（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)（Dirt

55、y 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(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(shí)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(gè)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

56、鎖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的一個(gè)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(Share 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

57、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(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（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(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

58、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。 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(shí)才釋放封鎖。所以三級封鎖

59、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. 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)列中第一個(gè)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(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，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

60、。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)。 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(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(huì)誤認(rèn)為發(fā)生了死鎖。若時(shí)限設(shè)置得太長，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(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