西北工業(yè)大學數(shù)據(jù)庫概論試題答案

第5頁共5頁名詞解釋：（共5題，每題2分，共10分）1．數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有結(jié)構(gòu)的大量的共享的相關(guān)數(shù)據(jù)集合。2．數(shù)據(jù)模型：在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬。3．數(shù)據(jù)的邏輯獨立性：當數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)改變時，通過對映象的相應(yīng)改變可以保持數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)不變，應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)編寫的，所以應(yīng)用程序不必修改。4．SQL：結(jié)構(gòu)化查詢語言,是標準關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言.5．視圖：視圖是命名的、從基本表中導出的虛表，它在物理上并不存在，存在的只是它的定義填空：（共30空，每空1分，共30分）數(shù)據(jù)抽象的三種常用方法為分類、聚集和概括三種。一個學生可以同時借閱多本圖書，一本圖書只能由一個學生借閱，學生和圖書之間為1:n的聯(lián)系。如果一個關(guān)系中的屬性或?qū)傩越M并非該關(guān)系的關(guān)鍵字，但它是另一個關(guān)系的關(guān)鍵字，則稱其為該關(guān)系的外鍵。SQL語言具有對數(shù)據(jù)定義、查詢、操作和管理等四個方面的功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)分別為：模式、內(nèi)模式、外模式；二級映象分別為：外模式/模式映象，模式/內(nèi)模式映象在SQL所支持的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)中，視圖屬于外模式。設(shè)X→Y是關(guān)系模式R的一個函數(shù)依賴，如果存在X的真子集X’，使得X’→Y成立，則稱Y部分函數(shù)依賴X。8.在一個關(guān)系模式中，若一個屬性或?qū)傩越MK完全函數(shù)決定整個元組，則稱K為該關(guān)系的一個主屬性。9.一個關(guān)系模式為Y（X1，X2，X3，X4），假定該關(guān)系存在著如下函數(shù)依賴：X1→X2，X1→X3，X3→X4，則該關(guān)系屬于第2范式，因為它存在著傳遞依賴。10.關(guān)系數(shù)據(jù)庫中有三種基本操作，從表中取出滿足條件的屬性成分操作稱為投影，從表中選出滿足條件的元素操作稱為選擇，將兩個關(guān)系中具有共同屬性值的元組連結(jié)到一起，構(gòu)成新表的操作稱為連接。11.在選擇運算所得到的結(jié)果關(guān)系中，所含的元組數(shù)不(23)原關(guān)系中的元組數(shù)。數(shù)據(jù)模型的三個組成要素為：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)的約束條件。13.事務(wù)的ACID特性分別為：原子性、一致性、隔離性、持久性.簡答題：（共5題，每題4分，共20分）簡述數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟：（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)庫運行和維護可串行化的調(diào)度策略：多個事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當且僅當其結(jié)果與按某一次序串行地執(zhí)行它們時的結(jié)果相同，我們稱這種調(diào)度策略為可串行化的調(diào)度。數(shù)據(jù)庫中基本的封鎖類型有幾種？并簡述其含義。共享鎖：如果事務(wù)在數(shù)據(jù)項上加一個共享鎖，那么該事務(wù)只能讀而不能更新數(shù)據(jù)項?；コ怄i：如果事務(wù)在數(shù)據(jù)項上加一個互斥鎖，那么該事務(wù)既可讀也可更新數(shù)據(jù)項。簡述關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的查詢優(yōu)化的一般步驟。對于給定的查詢選擇代價最小的操作序列，使查詢過程既省時間，具有較高的效率，這就是所謂的查詢優(yōu)化。1、將查詢轉(zhuǎn)換成某種內(nèi)部表示，通常是語法樹。2、根據(jù)一定的等價變換規(guī)則把語法樹轉(zhuǎn)換成標準（優(yōu)化）形式。3、選擇低層的操作算法。4、生成查詢計劃。簡述事物遵守兩段鎖協(xié)議和事物調(diào)度可串行化的關(guān)系如果事務(wù)中所有的加鎖操作都在事務(wù)的第一個解鎖操作之前進行，那么這個事務(wù)是遵循兩段鎖協(xié)議的。如果一個調(diào)度中的每個事務(wù)都遵循兩段鎖協(xié)議，那么該調(diào)度必然是沖突可串行化的。事務(wù)遵守兩段鎖協(xié)議是可串行化調(diào)度的充分條件，而不是必要條件。演算題（共2題，第一題6分，第二題9分，共15分）已知關(guān)系R和S如下：關(guān)系R關(guān)系SDEEFGabduxcdevyfwaD=G求RS（3’）D=GR.DR.ES.ES.FS.Gabfwa?R÷S（3’?設(shè)有關(guān)系S、SC、C，試用關(guān)系代數(shù)表達式完成下列操作。S(snum,sname,age,sex)例：（001,'李強',23,’男'）

SC(snum,cnum,score)例：（003,'C1',83）

C(cnum,cname,teacher)例：（'C1','數(shù)據(jù)庫原理','王華'）求選修了C1課程或C2課程的學生學號（3’∏snum(σSC.cnum=C1∨SC.cnum=C2(SC))檢索既選修了C1課程，又選修了C2課程的學生的名單。（3’∏snum,sname,age,sex(σSC.cnum=C1∧SC.snum=S.snum(S))∩∏snum,sname,age,sex(σSC.cnum=C2∧SC.snum=S.snum(S))檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學生的名單（3’∏snum,sname,age,sex(σC.teacher=‘程軍’(SSCC))應(yīng)用題（共3題，共25分）一個教師任課管理數(shù)據(jù)庫中提供以下信息：（8分）教師：教師號、姓名、性別、職稱；

課程：課程號、課程名；

工作單位：單位名、電話；

上述實體集中存在如下聯(lián)系：

（1）一個教師可以講授多門課程，一門課程可為多個教師講授，教師講授的班級信息用班號表示；（2）一個單位可以有多個教師，一個教師只能屬于一個單位。試完成如下設(shè)計：①構(gòu)造滿足需求的E/R圖；（4’②將E/R圖轉(zhuǎn)換為等價的關(guān)系模式；（4’設(shè)有關(guān)系S、SC、C，用SQL完成下列操作。（9分）S(snum,sname,age,sex)例：（001,'李強',23,’男'）

SC(snum,cnum,score)例：（003,'C1',83）

C(cnum,cname,teacher)例：（'C1','數(shù)據(jù)庫原理','王華'）查詢選修了C1課程的所有學生學號和姓名；（3’∏snum,sname(σSC.cnum=C1∧SC.snum=S.snum(S))查詢“程序設(shè)計”課程成績在90分以上的學生的姓名。(3’∏snum,sname(σC.cname=‘程序設(shè)計‘∧C.cnum=SC.snum∧SC.score>90∧SC.snum=S.snum(S))③至少選修了C1和C2課程的學生學號。（3’∏snum(σC.cname=C1∧C.cnum=SC.snum∧SC.snum=S.snum(S))∩∏snum(σC.cname=C2∧C.cnum=SC.snum∧SC.snum=S.snum(S))設(shè)有關(guān)系模式student(snum,sname,sdept,mname,cname,grade),其中（snum,sname）為主碼，設(shè)關(guān)系中有如下函數(shù)依賴：{snum,cname}->{sname,sdept,mname}{snum}->{sname,sdept,mname}{snum,cname}->{grade}{sdept}->{mname}試求下列問題：（8分）關(guān)系student屬于第幾范式？（2’1如果關(guān)系student不屬于BCNF，請將關(guān)系student逐步分解為BCNF。（要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。）（6’）{snum}->{sname,sdept,mname}為部分函數(shù)依賴分解為第2范式：消除部分函數(shù)依賴student1(snum,cname,grade),（snum,cname）為主鍵,（snum）為外鍵。student2(snum,sname,sdept,mname,grade),（snum,sname）為主鍵。{sdept}->{mname}為傳遞依賴分解為第3范式:消除傳遞依賴student1(snum,cname,grade),（snum,cname）為主鍵,（snum）為外鍵。student2(snum,sname,sdept),（snum,sname）為主鍵,（sdept）為外鍵。student3(sdept,mname),（sdept）為主鍵。因為上述關(guān)系中每個屬性都不傳遞依賴與關(guān)系的候選鍵，所以關(guān)系滿足BCNF。六．選做題：（10’）對于第五大題應(yīng)用題中的第二題中的第②小問：查詢“程序設(shè)計”課程成績在90分以上的學生的姓名。寫出原始語法樹并進行優(yōu)化，寫出優(yōu)化后的語法樹原始語法樹：∏snum,snameσC.cname=‘程序設(shè)計‘∧C.cnum=SC.snum∧SC.score>90∧SC.snum=S.snumS優(yōu)化語法樹：∏snum,sname×σC.cname=‘程序設(shè)計‘C.cnum=SC.snumSC.score>90SC.snum=S.snumC×SC×CSCSCS1.敘述DBMS的作用答：對數(shù)據(jù)進行定義、組織、使用、管理和維護的一個專用系統(tǒng)軟件。DBMS主要提供如下幾方面功能：1.數(shù)據(jù)定義功能2.數(shù)據(jù)操縱功能3.數(shù)據(jù)庫的運行管理4.數(shù)據(jù)庫的建立和維護2.簡述DBMS的數(shù)據(jù)控制功能答：數(shù)據(jù)的安全性保護：保護數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞；數(shù)據(jù)的完整性檢查：將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系；并發(fā)控制：對多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，保證并發(fā)操作的正確性；數(shù)據(jù)庫恢復(fù)：當計算機系統(tǒng)發(fā)生硬件故障，軟件故障，或者由于操作員的失誤以及故意的破壞影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，甚至造成數(shù)據(jù)庫部分或全部數(shù)據(jù)的丟失是，能將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為完整狀態(tài)或一致狀態(tài)）3.DBMS是如何保證數(shù)據(jù)的物理獨立性和邏輯獨立性的4.什么是數(shù)據(jù)操作異常?答：1數(shù)據(jù)冗余太大，浪費大量的存儲空間2更新異常，數(shù)據(jù)冗余，更新數(shù)據(jù)時，維護數(shù)據(jù)的完整性代價大3插入異常，該插的數(shù)據(jù)無法插入到表中4刪除異常，不該刪除的數(shù)據(jù)不得不刪。5.兩段鎖協(xié)議定義：答：把事務(wù)的執(zhí)行過程分成申請封鎖（加鎖）階段和釋放封鎖（解鎖）階段，這種規(guī)則稱為兩段鎖協(xié)議。兩段鎖協(xié)議是保證并發(fā)調(diào)度可串行性的封鎖協(xié)方。也就是說，凡遵守兩段鎖協(xié)議的任何調(diào)度，都是可串行化的調(diào)度。6.為什么寫日志優(yōu)先答：寫數(shù)據(jù)庫和寫日志文件是兩個不同的操作。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，而在日志文件中沒