数据库复习题.doc

第一章1. 数据（data）：是数据库中存储的基本对象。2. 数据库（DB）：数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展型，并可为各种用户共享。3. 数据库管理系统（DBMS）：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，也是一个系统软件。4. 数据库系统（DBS）：一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成。5. 数据管理的三个阶段：文件管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。6. 数据库系统的特点：数据结构化、数据的共享性高、冗余度低、易扩充、数据独立性高。7. 根据模型应用的不同目的，两类数据模型：概念模型、逻辑和物理模型。8. 数据模型通常由数据结构（静态）、数据操作（动态）和完整性约束三部分组成。9. 信息世界中的基本概念：实体、属性、码、域、实体型、实体集。10. 两个实体型之间的联系：一对一联系、一对多联系、多对多联系。11. 概念模型的表示方法很多，最著名最为常用的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体联系方法（E-R法），也称为E-R模型。12. 数据库领域中最常用的逻辑数据模型有：层次模型、网状模型、关 系模型、面向对象模型、对象关系模型。13. 层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS数据库管理系统。14. 层次模型的两个条件：有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点； 根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。15. 层次模型数据的存储常常是和数据之间联系的存储结合在一起的，常用的实现方法有两种：邻接法、链接法。16. 网状数据模型的典型代表是DBTG系统，亦称CODASYL系统。17. 在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次联系集合称为网状模型：允许一个以上的结点无双亲；一个结点可以有多于一个的双亲。18. 1970年美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据理论的研究，为数据库技术奠定了理论基础。由于E.F.Codd的杰出工作，他于1981年获得ACM图灵奖。19. 关系模型与以往的模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的。20. 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式、内模式三级构成。21. 数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式映像；内模式/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。22. 数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统和数据库管理员构成。23. 数据库的三级模式和两层映像的系统结构保证了数据库系统中能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。第二章1. 关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构关系。2. 域是一组具有相同数据类型的值的集合。3. 笛卡尔积是域上面的一种集合运算 ，定义一组域 D1=导师集合张清玫，刘逸 D2=专业集合计算机专业，信息专业 D3=研究生集合李勇，刘晨，王敏则D1，D2，D3的笛卡尔积为：D1D2D3=（张清玫，计算机专业，李勇），（张清玫，计算机专业，刘晨） （张清玫，计算机专业，王敏），（张清玫，信息专业，李勇） （张清玫，信息专业，刘晨），（张清玫，信息专业，王敏） （刘逸，计算机专业，李勇），（刘逸，计算机专业，刘晨） （刘逸，计算机专业，王敏），（刘逸，信息专业，李勇） （刘逸，信息专业，刘晨），（刘逸，信息专业，王敏） 4. 定义D1D2.Dn的子集叫做在域D1、D2、.、Dn上的关系，表示为 R（D1，D2，.，Dn）（R表示关系的名字，n是关系的目或度，当n=1时，称该关系为单元关系或一元关系 当n=2时，称该关系为二元关系）5. 若关系中的某一属性组的值能唯一的标识一个元祖，则称该属性组为候选码；若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码；候选码的诸属性称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非主属性；在最极端的情况下，关系模式的所有属性是这个关系的候选码，称为全码。6. 第一范式：在关系模型的规范条件中最基本的一条就是，关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。7. 关系的描述称为关系模式。它可以形式化的表示为R（U，D，DOM，F）8. 5种基本操作：选择、投影、并、差、笛卡尔积。9. 关系数据语言可以分为三类：关系代数语言例如ISBL、关系演算语言（元祖关系演算语言例如APLHA/QUEL，域关系演算语言例如QBE）、具有关系代数和关系演算双重特点的语言例如SQL。10. 关系的三类完整性约束：实体完整性（规定主码）、参照完整性（规定外码）、用户定义的完整性。 其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，被称作是关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持。11. 实体完整性规则：若属性（只一个或一组属性）A是基本关系R的主属性，则A不能取空值。12. 参照完整性规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K，相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须：或者取空值（属性值）；或者等于S中某个元祖的主码值。13. 传统的集合运算：并（RS）、差（R-S）、交（RS）、笛卡尔积（RS）。 用交表示差：RS=R-（R-S）14. 专门的关系运算包括选择，投影，连接，除运算等。15. 选择又称为限制：F（R）=t|tRF（t）=真16. 选择 查询信息系（IS系）全体学生：sdept=Is（Student）或5=Is（Student） 查询年龄小于20岁的学生： Sage 20（Student）或4 20（Student）17. 投影：关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系 A（R）=tA| tR 查询学生的姓名和所在系，即求Student关系上学生姓名和所在系两个属性上的投影。 Sname，Sdept(Student) 或2, 5(Student) 18. 连接也称连接： 一般连接：RS=trtS| trRtSStrA tSB 等值连接：RS=trtS| trRtSStrA =tSB 自然连接：RS=trtS| trRtSStrB =tSB自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果中把重复中的属性列去掉。第三章（重点复习！）1、 基本标的定义、删除与修改（详见P84-88例5-例12）2、 数据查询（P91-114）3、 数据更新（P115-118）4、 视图：视图是从一个或几个基本表（或视图）导出的表。它与基本表不同，是一个虚表，数据库中只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在原来的基本表中。所以基本表中的数据发生变化，从视图中查询出的数据也就随之改变了。从这个意义上讲，视图就像一个窗口，透过它可以看到数据库中自己感兴趣的数据及其变化。5、 建立视图、删除视图、查询视图、更新视图。（P119-125）第四章1、 计算机以及信息安全技术方面有一系列的安全标准，最有影响的当推TCSEC和CC这两个标准。2、 用户标识和鉴别是系统提供的最外层安全保护措施。3、 GRANT语句向用户授予权限，REVOKE语句收回授予的权限。4、 P137-140的例题。第五章1、 关系模型的实体完整性CREATE TABLE中用PRIMARY KEY 定义关系的主码。（主码约束）2、 主码特点：不允许空；不允许重复。3、 例一： CREATE TABLE Student （ Sno CHAR(9) PRIMARY KEY， Sname CHAR（20）NOT NULL， Ssex CHAR（2）， Sage SMALLINT， Sdept CHAR（20）；4、 关系模型的参照完整性在CREATE TABLE中用FOREIGN KEY短语定义外码。5、 例三： CREATE TABLE SC （ Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR（4）NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY （Sno，Cno）， FOREIGN KEY （Sno）REFERENCES Student （Sno）， FOREIGN KEY （Cno）REFERENCES Student （Cno），）；6、 用户定义的完整性属性上的约束条件：列值非空（NOT NULL短语）；列值唯一（UNIQUE短语）；检查列值是否满足一个布尔表达式（CHECK短语）。7、 例五：CREATE TABLE SC（ Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR（4）NOT NULL， Grade SMALLINT NOT NULL， PRIMARY KEY （Sno，Cno）， : :）； 例6： CREATE TABLE DEPT（ Deptno NUMERIC（2）， Dname CHAR（9） UNIQUE， Location CAHR（10）， PRIMARY KEY （Deptno），）； 例7： CREATE TABLE Student（Sno CHAR(9) PRIMARY KEY， Sname CHAR（20）NOT NULL， Ssex CHAR（2） CHECK（Ssex IN （男，女）， Sage SMALLINT， Sdept CHAR（20）；第六章1、 关系，作为一张二维表，对它有一个最起码的要求：每一个分量必须是不可分的数据项。满足了这个条件的关系模式就属于第一范式（1NF）。2、 人们已经提出了许多种类型的数据依赖，其中最重要的是函数依赖和多值依赖。3、 在一个关系模式中存在的问题：数据冗余太大（比如，每一个系的系主任姓名重复出现，重复次数与该系所有学生的所有课程成绩出现次数相同）； 更新异常（更新后数据不一致）； 插入异常（想要插入的数据插不进去）； 删除异常（把本不必要删除的数据一并删除了）。4、 若对于R（U）的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称X函数确定Y或Y函数依赖于X，记作XY5、 XY，但Y X，则称XY是非平凡的函数依赖。6、 XY，但YX，则称XY是平凡的函数依赖。7、 若XY，则X称为这个函数依赖的决定属性组，也称为决定因素。8、 若XY，YX，则记做XY。9、 若Y不函数依赖于X，则记作XY。10、 在R（U）中，如果XY，并且对于X的任何一个真子集X，都有XY，则称Y对X完全函数依赖，记做XY。（F）11、 若XY，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依赖，记做XY。12、 （Sno，Cno）Grade是完全函数依赖，（Sno，Cno）Sdept是部分函数依赖，因为SnoSdept成立，所以Sno是（Sno，Cno）的真子集。传 递 Z 13、 在R（U）中，如果XY，（Y X），YX，YZ，ZY，则称Z对X传递函数依赖，记做X 直接 Z传 递 Mname 加上条件YX，是因为如果如果YX，则XY，是直接函数依赖，即X 14、SnoSdept，SdeptMname成立，所以Sno 15、若RINF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R2NF。 举例： 关系模式S-L-C（Sno，Sdept，Sloc（学生住处，且每个系的同学只住一个地方），Cno，Grade） 其中S-L-C的码为（Sno，Cno），则函数依赖有： （Sno，Cno）Grade SnoSdept，（Sno，Cno）Sdept SnoSloc，（Sno，Cno）Sloc16、 关系模式R中若不存在这样的码X，属性组Y及非主属性Z（ZY），使得 XY，YZ成立，YX，则称R3NF17、 关系模式R1NF，若XY且YX时X必含有码，则RBCNF。举例说明属于3NF的关系模式有的属于BCNF，但有的不属于BCNF。例5：考察关系模式C（Cno，Cname，Pcno），它只有一个码Cno，这里没有任何属性对Cno部分依赖或传递依赖，所以C3NF。同时C中Cno是唯一的决定因素，所以CBCNF。例6：关系模式S（Sno，Sname，Sdept，Sage），假定Sname也具有唯一性，那么S就有两个码，这两个码都由单个属性组成，彼此不相交，其他属性不存在对码的传递依赖与部分依赖，所以S3NF，同时S中除Sno，Sname外没有其他决定因素，所以S也属于BCNF。例7：关系模式SJP（S，J，P）中，S是学生，J表示课程，P表示名次，每一个学生选修每门课程的成绩有一定的名次，每门课程中每一名次只有一个学生（即没有并列名次），由语义可得到下面的函数依赖：（S，J）P；（J，P）S所以（S，J）和（J，P）都可以作为候选码，这两个码各由两个属性组成，而且它们是相交的，这个关系模式中显然没有属性对码传递依赖或部分依赖，所以SJP3NF，而且除（S，J）和（J，P）以外没有其他决定因素，所以SJPBCNF。18、 多值依赖：设R（U）是属性集U上的一个关系模式，X，Y，Z是U的子集，并且Z=UXY。关系模式R（U）中多值依赖XY成立，当且仅当对R（U）的任一关系r，给定的一对（x，z）值，有一组Y的值，这组值仅仅决定于x值而与z值无关。19、 若XY，而Z=即Z为空，则称XY为平凡的多值依赖。20、 例l： 学校中某一门课程由多个教员讲授，他们使用相同的一套参考书。每个教员可以讲授多门课程，每种参考书可以供多门课程使用。我们可以用一个非规范化的关系来表示教员T,课程C和参考书B之间的关系： 课程C 教员T 参考书B -物理 李 勇 普通物理学 王 军 光学原理 物理习题集 - 数学 李 勇 数学分析 张 平 微分方程 高等代数 把这张表变成一张规范化的二维表,就成为: 课程C 教员T 参考书B - 物 理 李 勇 普通物理学 物 理 李 勇 光学原理 物 理 李 勇 物理习题集 物 理 王 军 普通物理学 物 理 王 军 光学原理 物 理 王 军 物理习题集 数 学 李 勇 数学分析 数 学 李 勇 微分方程 数 学 李 勇 高等代数 数 学 张 平 数学分析 数 学 张 平 微分方程 数 学 张 平 高等代数 . . . . . . 分析： 关系模型TEACHING(C,T,B)的码是(C,T,B),即A1l_Key。 因而TEACHINGBCNF。 但是当某一课程(如物理)增加一名讲课教员(如周英)时,必须插人多个元组：(物理,周英,普通物理学),(物理,周英,光学原理),(物理,周英,物理习题集),(这里要插入3个元组)。 同样，要去掉一门课，就得删除多个元组。 可见：对数据的增删改很不方便, 数据的冗余也十分明显。仔细考察这类关系模式,发现它具有一种称之为多值依赖(MVD)的数据依赖。第七章1、数据库设计可分为以下六个阶段：需求分析；概念结构设计；逻辑结构设计；物理结构设计；数据库实施；数据库运行和维护。2、数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和数据处理5个部分。需求分析的结果会得到数据字典和数据流图。3、设计概念结构通常有四类方法：自顶向下；自底向上；逐步扩张；混合策略。4、数据抽象一般有三种：分类；聚集；概括。5、视图集成可以有两种方式：多个分E-R图一次集成；逐步集成，用累加的方式一次集成两个分E-R图。6、各分E-R图之间的冲突主要有三类:属性冲突；命名冲突；结构冲突。第八章1、 应用系统中使用SQL编程来访问和管理数据库中数据的方式主要有：嵌入式SQL；PL/SQL；ODBC编程；JDBC编程和OLEDB编程。2、 嵌入式SQL语句中可以使用主语言的程序变量来输入或输出数据。SQL语句中使用的主语言程序变量简称为主变量。主变量根据其作用的不同，分为输入主变量和输出主变量。输入主变量由应用程序对其赋值，SQL语句引出；输出主变量由SQL语句对其赋值或设置状态信息，返回给主程序。3、 游标是系统为用户开设的一个数据缓冲区，存放SQL语句的执行结果，每个游标区都有一个名字。用户可以通过游标逐一获取记录，并赋给主变量，交由主语言进一步处理。4、 使用游标的步骤：说明游标、打开游标、推进游标指针并取当前记录、关闭游标。5、 PL/SQL提供了流程控制语句，主要有条件控制语句和循环控制语句。第九章1、 RDBMS查询处理可以分为4个阶段：查询分析、查询检查、查询优化和查询执行。2、 选择操作的实现：简单的全表扫描方法（适合小表）、索引（或散列）扫描方法（适合大表）。3、 连接操作的实现：嵌套循环方法、排序合并方法、索引连接方法、Hash Join方法。4、 例题：求选修了2号课程的学生姓名，用SQL表达： SELECT Student.Sname FROM Student，SC WHERE Student.Sno=SC.Sno AND SC.Cno=2假定学生-课程数据库中有1000个学生记录，10000个选课记录，其中选修2号课程的选课 记录为50多个。系统可以用多种等价的关系表达式来完成这一查询:Q1=Sname（Student。Sno=SC。SnoSc。Cno=2（StudentSC）Q2=Sname（Sc。Cno=2（StudentSC）Q3=Sname（StudentSc。Cno=2SC）5、 代数优化策略是通过对关系代数表达式的等价变换来提高查询效率。6、 典型的启发式规则有：选择运算尽可能先做；把投影运算和选择运算同时进行；把投影同其前或其后的目的运算结合起来，没有必要为了去掉某些字段而扫描一遍关系；把某些选择同在它前面要执行的笛卡尔积结合起来成为一个连接运算，连接特别是等值连接运算要比同样关系上的笛卡尔积省很多时间；找出公共子表达式。7、 代数优化改变查询语句中操作的次序和组合，不涉及底层的存取路径；物理优化就是要选择高效合理的操作算法或存取路径，求得优化的查询计划，达到查询优化的目标。8、 物理优化的方法:基于规则的启发式优化；基于代价估算的优化；两者结合的优化方法。第十章1、 所谓事务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。2、 事务的特性：原子性、一致性、隔离性、持续性。3、 故障的种类：事务内部的故障、系统故障（软故障）、介质故障、计算机病毒。4、 恢复的实现技术（基本原理：冗余）：数据转储、登记日志文件。5、 恢复策略：事务故障的恢复；系统故障的恢复；介质故障的恢复。6、 为了解决数据库恢复的问题，又发展了具有检查点的恢复技术。这种技术在日志文件中增加一类新的记录检查点记录。第十一章1、 仔细分析并发操作带来的数据不一致性主要包括丢失修改、不可重复读和读“脏”数据。（详见P293）2、 排它锁又称为写锁。若事务T对数据对象A加上X锁，则只允许了T读取和修改A，其他任何事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁。3、 共享锁又称为读锁。若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其他事务只能再对A加上S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。4、 活锁：如果事务T1封锁了数据R，事务T2又请求封锁R，于是T2等待。T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁之后系统首先批准了T3的请求，T2仍等待，然后T4又请求封锁R，当T3释放了R上的锁之后系统又批准了T4的请求.T2有可能永远等待，这就是活锁的情形。5、 死锁：如果事务T1封锁了数据R1，T2封锁了数据R2，然后T1又请求封锁R2，因T2已封锁了R2，于是T2释放R2上的锁。接着T2又申请封锁R1，因T1已封锁了R1，T2也只能等待T1释放R1上的锁，这样就出现了T1在等待T2，而T2又在等待T1的局面，T1和T2两个事务永远不能结束，形成死锁。6、 死锁的预防: 一次封锁法、顺序封锁法。7、 死锁的诊断和解除：超时法、等待图法。8、 可串行化调度：多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果按某一次序串行地执行这些事务时的结果相同，称这种调度策略为可串行化的调度。9、 可串行性是并发事务正确调度的准则。10、 两段锁协议：所谓两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。11、 在对任何数据进行读、写操作之前，首先要申请并获得对该数据的封锁；在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得任何其他封锁。12、 封锁对象的大小称为粒度。13、 多粒度封锁协议允许多粒度树中的每个结点被独立地加锁。14、 在多粒度封锁中一个数据对象可能以两种方式封锁：隐式封锁和显示封锁。15、 数据库的并发控制以事务为单位，通常使用封锁技术实现并发控制。课后作业：1.学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生；每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。请用 E 一 R 图画出此学校的概念模型。2.某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上。这些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中，原材料按照类别放在若干仓库中。请用 E 一 R 图画出此工厂产品、零件、材料、仓库的概念模型。3.设有一个SPJ数据库，包括S，P，J，SPJ四个关系模式：1） 求供应工程J1零件的供应商号码SNO： Sno(Sno=J1（SPJ）)2） 求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO： Sno(Sno=J1Pno=P1(SPJ)3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO： Sno(Pno=P1（COLOR=红（P）SPJ）)4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO： Jno(SPJ)-JNO（city=天津Color=红（SSPJP）5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO： Jno，Pno(SPJ)Pno（Sno=S1（SPJ）4.针对习题3中的四个表试用SQL语言完成以下各项操作： (1)找出所有供应商的姓名和所在城市。 SELECT SNAME,CITY FROM S (2) 找出所有零件的名称、颜色、重量。 SELECT PNAME,COLOR,WEIGHT FROM P (3) 找出使用供应商S1所供应零件的工程号码。 SELECT DIST JNO FROM SPJ WHERE SNO=S1 (4) 找出工程项目J2使用的各种零件的名称及其数量。 SELECT PNAME,QTY FROM SPJ,P WHERE P.PNO=SPJ.PNO AND SPJ.JNO=J2 (5) 找出上海厂商供应的所有零件号码。 SELECT PNO FROM SPJ,S WHERE S.SNO=SPJ.SNO AND CITY=上海 (6) 出使用上海产的零件的工程名称。 SELECT JNAME FROM SPJ,S,J WHERE S.SNO=SPJ.SNO AND S.CITY=上海 AND J.JNO=SPJ.JNO (7) 找出没有使用天津产的零件的工程号码。 注意: SELECT DISP JNO FROM SPJ WHERE JNO NOT IN (SELECT DIST JNO FROM SPJ,S WHERE S.SNO=SPJ.SNO AND S.CITY=天津) 适用于JNO是唯一或不唯一的情况.(8) 把全部红色零件的颜色改成蓝色。 UPDATE P SET COLOR=蓝 WHERE COLOR=红 (9) 由S5供给J4的零件P6改为由S3供应。 UPDATE SPJ SET SNO=S3 WHERE SNO=S5 AND JNO=J4 AND PNO=P6 (10) 从供应商关系中删除供应商号是S2的记录，并从供应情况关系中删除相应的记录。 A、 DELETE FROM S WHERE SNO=S2 B、DELETE FROM SPJ WHERE SNO=S2 (11)请将(S2，J6，P4，200)插入供应情况关系。 INSERT INTO SPJ VALUES（S2，J6，P4，200）5.今有两个关系模式：职工（职工号，姓名，年龄，职务，工资，部门号）部门（部门号，名称，经理名，地址，电话号）请用SQL的GRANT 和REVOKE语句(加上视图机制)完成以下授权定义或存取控制功能: ( a ）用户王明对两个表有SELECT 权力。 GRANT SELECT ON 职工,部门 TO 王明 ( b ）用户李勇对两个表有INSERT 和DELETE 权力。 GRANT INSERT,DELETE ON 职工,部门 TO 李勇 ( c ) 每个职工只对自己的记录有SELECT 权力。 GRANT SELECT ON 职工 WHEN USER()=NAME TO ALL; ( d ）用户刘星对职工表有SELEC