数据库原理复习题_2012

<<数据库原理>>复习题1．简述数据库、数据库系统、数据库管理系统三者之间的关系。

数据库是存储在计算机内的有组织可共享的数据集合，数据库管理系统是一种软件，用来管理数据库中的数据，使其有组织并且高效科学的存储在数据库中，数据库，DBMS以及DBA 等共同构成数据库系统。

2 、DBMS的主要功能有哪些？数据定义功能数据组织，存储和管理功能数据的操纵功能数据库的事务管理和运行管理功能数据库的建立和维护功能3、为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？DBMS具有二级映像功能，数据在数据库中如何存储用户不需要了解，应用程序只处理数据的逻辑结构，因此，当数据的物理存储改变时应用程序不用变，从而实现了数据和应用程序的独立性。

3、数据模型由哪几部分组成？各部分的功能如何？数据结构：所研究的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述。

数据操作：定义了在数据库中可以对什么类型的数据进行哪些操作以及各种操作的规则，是对系统动态特性的描述。

数据的完整性约束条件：是一组完整性规则的集合。

用于根据数据模型对数据进行限定和筛选，以保证进入数据库的数据正确、有效、相容。

4、试述数据库系统三级模式结构。

数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。

外模式是数据库用户（应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。

模式描述的是数据的全局逻辑结构。

外模式涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。

内模式是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。

数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMs 管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。

为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式／模式映像和模式／内模式映像。

正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

5、专门的关系运算符有哪些？各完成什么功能？选择：在关系R中选择满足给定条件的元组投影：从关系R中选择若干给定属性列组成新的关系连接：从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组除：6、SQL语言有几种使用方式，各自在什么情况下使用？两种，一种作为独立语言使用，另一种作为嵌入式语言使用用户通过终端键盘对数据库进行操作时，SQL语言作为独立语言使用，当程序设计人员设计程序需要对数据库进行操作时，可以将SQL语言嵌入到高级语言程序中，这个时候，SQL 语言作为嵌入式语言使用。

7、什么是视图？它有何优点？视图是由一个或多个表导出的虚表，像基本表的镜像或者显示基本表的窗口一样，用户通过访问视图访问数据库；优点：1>简化用户操作：比如对于复杂的连接操作在视图中已经做好了，用户只需访问一个虚表而不必关心它是怎么来的2>能使用户以多角度看同一数据3>对重构数据库提供一定程度的逻辑独立性4>能够对机密数据提供安全保护5>适当利用视图可以清晰的表达查询9．已知学生—课程数据库包括三个表：Student (Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept)Sno—学号，Sname—姓名，Ssex—性别，Sage—年龄，Sdept—所在系，Sno为主码；Course (Cno,Cname,Cpno,Ccredit),Cno—课程号，Cname—课程名，Cpno—先修课号，Ccredit—学分，Cno为主码；SC (Sno,Cno,Grade),Sno—学号， Cno--课程号，Grade—成绩，（Sno，Cno）为主码；用SQL语句完成以下任务：(1)查询年龄在20—23岁（包括20岁和23岁）之间的学生姓名，系别和年龄；(2)查询选修2号课程且成绩在90分以上的所有学生；(3)查询选修了课程名为“信息系统”的学生学号和姓名；(4)查询没有选修1号课程的学生姓名.10．已知学生—课程数据库包括三个表：Student (Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept),Sno—学号，Sname—姓名，Ssex—性别，Sage—年龄，Sdept—所在系，Sno为主码；Course (Cno,Cname,Cpno,Ccredit),Cno—课程号，Cname—课程名，Cpno—先修课号，Ccredit—学分，Cno为主码；SC (Sno,Cno,Grade),Sno—学号， Cno--课程号，Grade—成绩，（Sno，Cno）为主码；完成以下任务：（1）查询没有选修1号课程的学生姓名；（用ALPHA语言表示）（2）查询选修了全部课程的学生号码和姓名；（用关系代数表示）（3）查询选修了3门以上课程的学生学号；（用SQL语句）（4）删除计算机系所有学生的选课记录；（用SQL语句）(5)建立信息系学生的视图，并要求进行修改和插入操作时仍需保证该视图只有信息系的学生；（用SQL语句）.11．试述规范化的概念及1NF,2NF,3NF,BCNF之间有何关系.将一个低一级范式的关系模式通过模式分解转换成若干个高一级范式的关系模式的集合，这个过程就叫做规范化。

12．将一个关系模式由1NF→2NF→3NF的转化过程中分别做了哪些工作？13．试述数据库设计的基本步骤。

完成每个步骤的方法、任务和要求？需求分析：准确了解与分析用户需求（数据与处理）概念结构设计：通过对用户需求进行综合，归纳和抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型逻辑结构设计：将概念结构转换成摸个DBMS支持的数据模型并对其进行优化物理设计：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构数据库实施阶段:设计人员运用DBMS提供的数据库语言极其宿主语言，根据逻辑设计和物理设计结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并试运行数据库运行和维护：在数据库系统运行过程中不断对其进行评价，调整和修改14．第二章课后习题第5题用关系代数，alpha语言，SQL语言实现前4小题。

15．第三章课后习题第5题。

16．设有如下实体：学生：学号、单位、姓名、性别、年龄、选修课程名课程：编号、课程名、开课单位、任课教师号教师：教师号、姓名、性别、职称、讲授课程编号单位：单位名称、电话、教师号、教师名上述实体中存在如下联系：（l）一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修；（2）一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授；（3）一个单位可有多个教师，一个教师只能属于一个单位。

试完成如下工作：（1）分别设计学生选课和教师任课两个局部信息的结构E-R图。

（2）将上述设计完成的E-R图合并成一个全局E-R图。

（3）将该全局E-R图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构。

17．什么是事务？事务的提交和回滚是何含义？事物是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。

提交表示将对于数据库的更新操作写回到磁盘上的数据库中；回滚表示如果事物运行过程中发生了终端，那么把已经做过的事物全部撤销，回到事物开始时的状态。

18．在DBMS中为什么要加入数据库恢复功能？在计算机系统中硬件故障，软件错误或者操作员的事物等各种情况都是不可避免的，这些故障对数据库中的数据造成了较大的威胁，为了保证数据库的正常工作，在发生故障后应该把数据库恢复到一个正确的状态，因此需要在DBMS中加入数据库恢复功能19．在登记日志文件时为什么先写日志文件后写数据库？假设故障在这两个操作之间发生，那么如果先写入了数据库，在日志文件中没有记录，就无法按照日志文件进行恢复，这样就影响了数据库的正确性，因此，需要先写入日志文件。

20．为什么要引入具有检查点的恢复技术？恢复子系统要检查所有日志，这样做一方面会浪费大量时间，另一方面有些操作已经写到硬盘上了，没必要重做，如果建立了检查点就可以恢复到距离故障点最近的检查点的状态，大大减小了工作量，提高了效率。

21．设有两个事务T1和T2，它们的并发操作如下图，对这个并发操作给出评价.T1 _____ T2①读X=48②读X=48③X=X+10写回X④ X=X-2写回X22．在数据库中为什么要有并发控制？由于数据库的可共享的特性，当多个事物同时对数据库进行操作的时候，有可能造成数据库的一致性被破坏，这是就要通过并发控制来保证事物的隔离性和一致性，从而保证数据库的一致性23．怎样进行系统故障的恢复？1>扫描日志文件，找出故障发生前已经提交的事物，将其加入REDO队列，找出故障发生时未完成的事物，将其加入撤销队列2>对撤销队列中的事物进行UNDO处理（反向扫描日志，对每个UNDO执行逆操作）3>对REDO队列中的事物进行REDO 处理（正向扫描日志，对每个REDO事物重新执行日志文件登记的操作）24．试述活锁的产生原因和解决方法.事物T1封锁了数据R，T2请求封锁R，等待，T3也请求封锁R，等待，T1释放了R上的锁之后先批准了T3，T3加锁，T4请求封锁，等待，这时候T3解锁之后批准了T4，这样循环下去，T2会一直等待；解决策略是采用优先服务的策略，当多个事物请求封锁同一数据对象时要按先后顺序排队，数据对象上的锁一旦释放就批准申请队列中的第一个事物获得锁。

25．解释数据库完整性是何含义？数据库完整性是指数据的正确性和相容性，是为了防止数据库中存在不符合语义的数据。

26．解释数据库安全性是何含义？它与数据库完整性有何区别？数据库安全性是指保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取。

安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作，完整性措施的防范对象是不合语义的数据。

27．试述数据库安全性控制的方法。

用户标识与鉴别；存取控制；自主存取控制方法；授权与回收；数据库角色；强制存取控制。

28.数据库中死锁产生的原因和解决死锁的方法。

如果事物T1封锁了R1，T2封锁了R2，这是后T1要求封锁R2,等待，T2要求封锁R1，等待，这时候事物T1和T2就会一直等待下去，产生了死锁；解决：1.超时法：一个事物超过了规定的时限就认为发生了死锁2.等待图法：节点表示事物，有向边表示等待，并发控制子系统周期性生成事物等待图，检测是否存在回路，如果存在则发生了死锁一旦发现了死锁，就选择一个处理死锁代价最小的事物，将其撤销，释放此事物持有的所有的锁，使其他事物得以继续运行下去。

对撤销的事物所执行的数据修改操作加以恢复。

29.简述日志文件的作用日志文件在数据恢复中起到非常重要的作用，可以用来进行事物故障恢复和系统故障恢复，并协助后背副本进行介质故障恢复30.为什么在DBMS中需要提供数据库重组织的功能？在数据库运行一段时间以后，由于记录不断增删改，会使数据库的物理存储情况变坏，降低了数据的存取效率，数据库性能下降，这时对数据库中频繁操作的表进行重组织可以回收垃圾，减少指针链等，从而提高系统系能。