数据库原理及应用习题答案

第 1 章 据库 （ ,是长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合。具有较小的 数据冗余，较高的数据独立性和易扩展性。 数据库管理系统 （ 是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，为用户或应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的建立、查询、更新及各种数据控制，能够确保数据的完整性和安全性。 数据库系统 （ 是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员（ 用户（ 成。 层次模型： 用树型结构表示实体类 型及实体间联系的数据模型称为层次模型。 关系模型： 以关系数学理论为基础 ,用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。 外模式： 外模式是模式的子集，也称子模式或用户模式。外模式是与某一具体应用有关的数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）所看到的数据视图。 模式： 模式，又称概念模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是全体用户的公共数据视图。 内模式： 内模式也称存储模式或物理模式，它是数据库的物理存储结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。 外模式 /模式映射： 通过外模式 /模式映射，每个外模式和模式之间建立联系。外模式 /模式映射定义了特定的外部视图和概念视图之间的对应关系。它给出了外部视图与概念视图的记录和联系之间的对应关系。它使 模式 /内模式映射： 通过模式 /内模式映射，模式和内模式之间建立联系。模式 /内模式映射定义了概念视图和存储数据库之间的对应关系，它表明了概念记录和字段在内部层是怎样描述的。它使 而构建概念模式里的逻辑记录，与约束一起来限制逻辑 记录的操作。 数据独立性： 数据独立性是组织中实现 可以被定义成应用程序不会随着物理表示和访问技术的改变而改变。数据独立性是数据库系统的特性，即改变某一层的模式时不需要改变更高层的模式。换句话说，应用程序不依赖于任何一种物理表示或访问技术。 逻辑数据独立性： 逻辑数据独立性（ 指外模式（或应用程序）不会随着概念模式的改变而改变 物理数据独立性： 物理数据独立性（ 指概念（或外）模式不会随 着内模式的改变而改变。 （ 1） 数据管理技术的发展经历了哪几个阶段？ 答： 数据管理技术发展主要经历了人工管理、文件管理和数据库管理 3个阶段。 （ 2） 试述数据管理在文件系统阶段的主要缺陷。 答： 1）数据的共享性差，冗余度高 2）数据的独立性不足 3）并发访问容易产生异常 4）数据的安全控制难以实现 （） 试述数据库系统阶段的数据管理方式具有的特点。 答： 1）数据结构化 2） 数据共享性高、冗余度低、易扩充 3）数据独立性高 4）数据由数据库管理系统（ 一管理和控制 （） 试述概念模型中 答：由矩形、菱形、椭圆和直线 4部分组成。 （ 5） 试述几种常见的数据模型？ 答：层次、网状和关系。 （ 6） 试述数据库系统的三级模式结构，这种结构的优点是什么？ 答： 外模式、模式和内模式 保证了逻辑独立性和物理独立性。 （ 7） 试述 略 （ 8） 分别举出实体型之间具有一对一、一对多、多对多联系的例子。 略 第 2 章 略 （ 1）集合 （ 2）实体完整性、参照完整性、用户自定义的完整性 （ 3）笛卡尔积、选择 （ 4）若关系 中的某一属性或属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性或属性组为候选码。 （ 5）属性 （ 6）结构 （ 7）码 （ 8）属性、域、属性向域映像、属性间数据的依赖关系 （ 9）实体完整性、参照完整性、用户自定义的完整性 （ 10）不能为空 （ 11）并、交、差 （ 12）选择、投影、连接 （ 13）投影 选择 连接 3. 答： （ 1） )( 30 J N A M E 北京 或 )()( 30 J S C W E A M E 北京 （ 2） )( 1 （ 3） )( 11 S N O （ 4） )( 1 S P L S N O 红色 （ 5） )()()( O L O T O 红色天津 （ 6） )()( 1, S P J O 4. 答： （ 1） )(, C H E a m o 程军（ 2） )(21, A M （ 3） ) ) ) )()(, E A C H E RC n oC n A M E 程军 （ 4） )()( N C n oC n o 李强 （ 5） )*(5241 （ 6） ) ) )()(, n oC n oS n oC n a m eC n o （ 7） )( E A C n 军 （ 8） )()(51 C n n oC n （ 9） ) ) )()(, n oC n oS n A M E （ 10） )()(2, n oC n oC n oS n o （ 11） ) ) ) )(, C N A M ES n A M ES n o 语言 （ 12） )()(60, SS c o r r a d A M ES n A M ES n o 第 3 章 3. 业表 ( 专业编号 ) 专业名称 0) ) 程表 ( 课程编号 ) 课程名称 0), 课时 所属专业编号 ) ) 业表 (计算机科学与技术 ); 后面的解答 以此类推 4. （ 1） 务分配 201,8) （ 2） 名，工资，职称 工 A 资额 （ 工资额 工 B ( 门经理号 门 ) （ 3） 名，职称 工 工号 工号 务分配 务号 =154) （ 4） 门 门经理号 = 05048 门号 = 05 （ 5） 资额 ) 工 Y 部门号 第 4 章 存在部分函数依赖，为第一 范式 第 5 章 2. （ 7） 试述 转换为关系模型的转换规则。 1）实体类型的转换：将每个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性即为关系的属性，实体的标识符即为关系模式的码。 2）联系类型的转换：根据不同的联系类型做不同的处理。 3）若实体间联系是 1 1，可以在两个实体类型转换成的两个关系模式中任意一个关系模式中加入另一个关系模式的码和联系类型的属性。 4）若实体间的联系是 1 n，则在 n 端实体类型转换成的关系模式中加入 1 端实体类型的码和联系类型的属性。 5）若实体间联系是 m n，则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的码加上联系类型的属性，而码为两端实体码的组合。 6） 3个或 3个以上的实体间的一个多元联系，不管联系类型是何种方法，总是将多元联系类型转换成一个关系模式，其属性为与该联系相连的各实体的码及联系本身的属性，其码为各实体码的组合。 7）具有相同码的关系可合并。 第 6 章 1. 答： 供 应 商 采 购 商 品名 称编 号 联 系 人 电 话编 号 名 称M 地 址型 号单 号 日 期 价 格商品（ 编号 ，名称，型号） 供应商（ 编号 ，名称，联系人，电话，邮编，地址） 采购（ 单号，商品编号 ，供应商号，日期，价格） 第 7 章 务有哪些特性 ? 答：事务是数据库系统中一个逻辑工作单位，它是由用户定义的一组操作序列组成的。 事务是由有限的数据库操作序列组成的，但并不是任意的数据库操作序列都能成为事务，为了保护数据的完整性，一般要求事务具有以下 4个特征。 （ 1）原子性（ 一个事务是一个不可分割的工作单位，事务在执行时，应该遵守“要么不做，要么全做（ or 的原则，即不允许事务部分的完成，即使因为故障而使事务未能完成，它执行的 部分结果要被取消。保证原子性是数据系统本身的职责，由 事务管理子系统实现的。 （ 2）一致性（ 事务对数据库的作用是使数据库从一个一致状态转变到另一个一致状态。所谓数据库的一致状态是指数据库中的数据满足完整性约束。例如，银行企业中，“从账号 A 转移资金额 R 到账号 B”是一个典型的事务，这个事务包括两个操作，从账号 A 中减去资金额 中增加资金额 R，如果只执行其中的一个操作，则数据库处于不一致状态，账务会出现问题，也就是说，两个操作要么全做，要么全不做，否则就不能成为事务。可见事务的一致性与原子性是密切相关的。确保单个事务的一致性是编写事务的应用程序员的职责，在系统运行中，是由 （ 3）隔离性（ 如果多个事务并发执行，应像各个事务独立执行一样，一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的。并发控制就是为了保证事务间的隔离性。隔离性是由 并发控制子系统实现的。 （ 4）持久性（ 指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是持久的，即使数据库因故障而受到破坏， 应该能够恢复。事务的持久性是由 恢复管理子系统实现的。 事务上述 4个性质的英文术语的第一个字母为 此，这4个性质被称为事务的 答： 一组业务整体处理的行为叫一个事务。这一组的业务都能成功处理，我们就可以把这个事务提交来保存你已做的行为结果。但如果一组中有任何的差错出现的话， 我们就认为这事务不成功，需要回滚来撤消之前的操作。 答： 事务故障的恢复 当事务发生故障时，恢复子系统应利用日志文件撤销 （ 事务对数据库进行的修改。事务故障的恢复通常是由系统自动完成，用户并不知道系统是如何进行事务恢复的。 事务故障的恢复步骤如下。 （ 1） 反向扫描日志文件 （ 即从最后向前扫描日志文件 ） ，查找该事务的更新操作。 （ 2） 对该事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新前的值”写入数据库。如果记录中是插入操作，则相当于做删除操作（ 因此时“更新前的值”为空 ） ；若 记录中是删除操作，则做插入操作；若是修改操作，则相当于用修改前的值代替修改后的值。 （ 3） 重复执行 （ 1） 和 （ 2） ，恢复该事务的其他更新操作，直至读到该事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。 系统故障的恢复 前面已讲过，系统故障造成数据不一致的原因有两个：一是未完成事务对数据库的更新，数据可能已写入数据库；二是已提交事务对数据库的更新，数据可能还留在缓冲区中没来得及写入数据库。因此恢复操作就是要撤销故障发生时未完成的事务，重做已完成的事务。系统故障的恢复是由系统在重新启动时自动完成的，不需要用户干预。系统故障 的恢复步骤如下。 （ 1） 正向扫描日志文件 （ 即从头扫描日志文件 ） ，指出在故障发生前已经提交的事务，将其事务标记记入重做队列。同时找出故障发生时尚未完成的事务，将其事务标记记入撤销队列。 （ 2） 对撤销队列中的各个事务进行撤销 （ 处理。进行撤销处理的方法是：反向扫描日志文件，对每个事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新前的值”写入数据库。 （ 3） 对重做队列中的各个事务进行重做 （ 处理。进行重做处理的方法是：正向扫描日志文件，对每个重做事务重新执行日志文件登记的操作，即将日志记录中“更新后的 值”写入数据库。 介质故障的恢复 介质故障会破坏磁盘上的物理数据库和日志文件，这是最严重的一种故障。恢复方法是重装数据库后备副本，然后重做已完成的事务。 介质故障的恢复步骤如下。 （ 1） 装入最新的数据库后备副本 （ 离故障发生时刻最近的转储副本 ） ，使数据库恢复到最 近一次转储时的一致性状态。对于动态转储的数据库副本，还需要同时装入转储开始时刻的日志文件副本。利用恢复系统故障的方法（ 即重做 +撤销的方法 ） 才能将数据库恢复到一致性状态。 （ 2） 装入相应的日志文件副本 （ 转储结束时刻的日志文件副本 ） ，重做已完成的事务，即首先扫描日志文件，找出故障发生时已提交的事务的标识，将其记入重做队列，然后正向扫描日志文件，对重做队列中的所有事务进行重做处理 （ 将日志记录中“更新后的值”写入数据库 ） 。 试叙述它们的含义。 答： 封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。所谓封锁就是当一个事务在对某个数据对象（可以是数据项、记录、数据集以至整个数据库）进行操作之前，必须获得相应的锁，以保证数据操作的正确性和一致性。 封锁是目前 遍采用的并发控制方法，基本的封锁类型有两种：排他锁和共享锁。 1排他锁（ 排他锁又称写锁，简称 采用的原理是禁止并发操作。当事务 实现 X 封锁后，其他事务要等 T 解除X 封锁以后，才能对 A 进行封锁。 这就保证了其他事务在 T 释放 锁之前，不能对 2共享锁（ 共享锁又称读锁，简称 S 锁，其采用的原理是允许其他用户对同一数据对象进行查询，但不能对该数据对象进行修改。当事务 T 对某个数据对象 A 实现 其他事务只能对 锁，而不能加 到 T 释放 锁。这就保证了其他事务在 上的 能读取 A，而不能对 何进行解决？ 答： 同一数据库系统中有多个事务并发运行时，如果不加以适当控制，就可能产生数据的不一致性问题。数据库的不一致性主要有 3 种：丢失更新、读“脏”数据和不可重复读。 并发操作所带来的丢失更新、污读和不可重读等数据不一致性问题，可以通过三级封锁协议在不同程度上给予解决。 以系统故障为例，说明数据 库恢复的方法。 答： 系统故障的恢复 系统故障造成数据不一致的原因有两个：一是未完成事务对数据库的更新，数据可能已写入数据库；二是已提交事务对数据库的更新，数据可能还留在缓冲区中没来得及写入数据库。因此恢复操作就是要撤销故障发生时未完成的事务，重做已完成的事务。系统故障的恢复是由系统在重新启动时自动完成