数据库课后习题答案

第一章第一章 1 数据 DB 数据实际上是描述事物的符号纪录 2 数据库 数据库实际上是长期存储在计算机内的有组织的 可共享的数据集合 3 从 文件系统的视角上看去 文件是无结构的 文件只是一个字节流 因此 我们经 常把文件叫做流式文件 实际上文件的数据是有结构的 数据的结构需要程序员通过编写 程序来建立和维护 4 数据库应用可以分为两大类 联机事务处理 OLTP 联机分析处理 OLAP 联机事务处理解决了组织结构业务自动化问题 而联机分析处理帮助管理层更好的分析组 织结构的运站情况 5 数据库管理系统 DBMS 数据库管理系统是一类重要的软件 由一组程序组成 其主 要功能是完成对数据库的定义 数据操作 提供给用户一个简明的接口 实现事务处理等 6 数据库管理系统的基本功能 数据的定义功能 数据操作功能 数据库的运行和管理 数据库的建立和维护功能 7 数据库管理系统由两大部分组成 查询处理器 存储管理器 8 层次结构 应用层 语言翻译层 数据存取层 数据存储层 操作系统 数据库 9 数据库系统 数据库系统是基于数据库的计算机应用的系统 有四部分组成 数据库 数 据管理系统 应用系统 用户 10 数据库管理员的职责 1 决定数据库中要存储的数据及数据结构 2 决定数据库的存储结构和存取策略 3 保证数据的安全性和完整性 4 监控数据库的使用和运行 5 数据库的改进和 重组重构 11 数据模型的三要素 数据结构 数据操作 完整性约束 12 数据结构是所研究的对象的类型的集合 这些对象是数据库的组成成分 他们包含两类 一类是与数据之间联系有关的对象 一类是 与数据之间联系有关的对象 13 数据操作 数据库主要有 检索 和 更新 插入 删除 修改 两大类 操作 14 在关系模型中任何关 系都要满足实体完整性 和 参照完整性 15 三种数据模型 概念模型 逻辑模型 物理模型 逻辑模型中有 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型 对象关系模型 其中 层次 模型 和网状模型 统称为非关系模型 物理模型是对数据最底层的抽象 13 数据操作 数据库主要有 检索 和 更新 插入 删除 修改 两大类 操作 14 在关系模型中任何关系都要满足实体完整性 和 参照完整性 15 三种数据模型 概念模型 逻辑模型 物理模型 逻辑模型中有 层次模型 网 状模型 关系模型 面向对象模型 对象关系模型 其中 层次模型 和网状模型 统称为非关系模型 16 数据库的系统的三级模式结构 数据库系统通常采用三级模式 即 外模式 模式 内模式 数据库在这三级模式中提供了两个映像 外模式 模式映像 模式 模式映像 17 数据库系统的特点 1 数据结构化 实现数据整体结构化 是数据库的主要特征之一 也是数据库系统与 文件系统的本质区别 2 数据的共享性高 冗余低 3 数据独立性高 4 数据又 DBMS 统一管 理和控制 18 数据库系统的分类 1 集中式数据库系统 2 客户机 服务器数据库系统 3 并 行使数据库系统 4 分布式数据库系统 第一单元的课后习题 1 解释一下名词 DB DBMS 数据独立性 数据独立性 数据独立性是数据库中一个常用的术语 包括数据的物理独立性和数据的逻 辑独立性 物理独立性是指应用程序与数据库中数据的屋里存放位置和结构是相互独立的 只要数据 的逻辑结构不变 即使改变了数据的存储结构 应用程序也不用更改 逻辑独立性是指应用程序与数据库中数据的逻辑结构是相互独立的 也就是说 即使数据 的逻辑结构改变了 应用程序也可以不改变 2 举例说明什么是数据冗余 他可能产生什 么样的结果 答 财务部门根据自己的需要设计一个文件存储职员信息 用于发放薪水 而人事部门的 需求完全不同于财务部分 因此 设计另一个文件存储职员信息 结果是职员部分信息在 两个文件夹中重复存放 即存在数据冗余 产生的结果 数据的冗余会造成数据的不一致性 3 为什么文件系统缺乏数据独立性 举 例说明 数据独立性是指数据不依赖于程序文件系统中文件的结构和数据发生变化时相应的程序就 必须修改或重新编写即文件系统中的数据依赖于程序所以文件系统缺乏数据独立性 4 通过文件与系统的比较 简述数据库系统的优点 1 数据结构化 实现数据整体结构化 是数据库的主要特征之一 也是数据库系统与 文件系统的本质区别 2 数据的共享性高 冗余低 3 数据独立性高 4 数据又 DBMS 统一管理和控制 7 试述概念模型的作用 它完全不涉及计算机系统中的表示 只是用来描述某个特定组织关系的信息结构 是按用 户的观点来对数据和信息建模 是对企业主要数据对象的基本的表示和概括性描述 主要 用于数据库设计 这类模型强调其语义表达能力 概念应该简单 清晰 易于用户理解 输数据库设计和用户之间交流的工具 著名的 实体 联系模型就是 概念模型的代表 8 数据模型的三要素 9 简述数据库的三级模式 即 外模式 模式 内模式 三层模式中提供了两层映像 外模式 模式映像 模式 内 模式映像 10 人们为数据库设计了一个严谨的体系结构 数据库领域公认的标准结构是三级模式结构 它包括外模式 概念模式 内模式 有效地组织 管理数据 提高了数据库 的逻辑独立性 和物理独立性 用户级对应外模式 概念级对应概念模式 物理级对应内模式 使不同级 别的用户对数据库形成不同的视图 所谓视图 就是指观察 认识和理解数据的范围 角 度和方法 是数据库在用户 眼中 的反映 很显然 不同层次 级别 用户所 看到 的 数据库是不相同的 11 简述常见的 DBMS Oracle SQL Server Sybase DB2 Access 第二章第二章 关系模型关系模型 课后习题 1 简述域 的概念 域是一组有相同数据类型 的值的集合 2 举例说明什么是 主码 它的 作用是什么 答 若一个关系有多个候选码 则选定其中一个为主码 练习 1 2 什么是主码和外码 它们的作用是什么 码是指二维表中的某一列或者组合列 几个列作为一个整体 该列的值唯一地标识了 一行 由于在一个表中 或许有几个字段都可以作为码 这时我们可以指定一个作为主码 外码是指一个表中的某个列 非主码 是另一个表的主码 那么该列被称为外码 在关系 数据库中 引入主码的作用 在于实施所谓的实体完整性 在关系数据库中 表与表之间 的联系是通过外码实现的 引入外码的作用 在于实施所谓的参照完整性 4 什么是实体完整性 什么是参照完整性 实体完整性 若属性 A 是基本关系 R 的主属性 则 A 不能取空值 空值就是 不知道 或 不存在 的值 参照完整性 若属性 F 是基本关系 R 的外码 它与基本关系 S 的主码 Ks 相对应 则 对于 R 中每个元组在 F 上的值必须为空值 或 等于 S 中某个元组的主码值 5 笛卡尔积 等值链接 和自然链接之间有什么差异 笛 卡尔积对两个关系 R 和 S 进行操作 产生的关系中元组个数为两个关系中元组个数之积 等值联接则是在笛卡尔积的结果上再进行选择操作 挑选关系第 i 个分量与 第 r j 个分量 值相等的元组 自然连接则是在等值联接 以公共属性值相等为条件 的基础上再行投影操 作 去掉 S 中的公共属性列 当两个关系没有公共属 性时 自然连接就转化成笛卡尔积 第三章第三章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言 SQL 1 表和视图是 SQL 的操作对象 表就是关系模型中的关系 表有 表名 表结构 表数据三 部分组成 表的名字和结构存储在 DBMS 的数据字典中 而表中的数据保存在数据库中 2 操作分类 1 数据定义语言 DDL 2 数据操作语言 DML 3 数据控制语言 DCL 4 嵌入式 SQL 和动态式 SQL 3 SQL 的特点 1 综合统一 2 高度非过程化 3 面向集合的操作方式 4 以同一种语法提 供两种使用方式 5 语言简洁 易学易用 课后习题 2 试述 SQL 的定义功能 定义表 定义主索引和有效性规则 修改表 删除表 定义视图 删除视图 3 什么是表 什么是视图 两者的区别和联系是什么 基本表是本身独立存在的表 在 SQL 中一个关系就对应一个表 一个 或多个 基本表对应 一个存储文件 一个表可以带若干索引 索引也存放在存储文件中 视图是从一个或几 个基本表导出的表 它本身不独立存储在数据库中 即数据库中只存放视图的定义而不存 放视图对应的数据 这些数据仍存放在导出视图的基本表中 因此视图是一个虚表 视图 在概念上与基本表等同 用户可以在视图上再定义视图 4 试述视图的优点 视图能够简化用户的操作 视图使用户能以多种角度看待同一数据 视图对重构数据库提 供了一定程度的逻辑独立性 视图能够对机密数据提供安全保护 第五章 事务管理 1 事物 事物是由一些列的对数据库的查询操作和更新操作构成的 这些操作是一个整体 不能分割 即要么所有的操作都顺利完成 要么一个操作也不要做 决不能只完成了部分 操作 而还有一些操作没有完成 2 事物的特性 原子性 一致性 隔离性 持久性 3 定义事物的 SQL 语句有三条 1 启动事物 BEGIN TRANSACTION 2 提交事物 COMMIT TRANSACTION 表示一个事物正常结束 3 回滚语句 ROLLBACK TRANSACTION 表示一个事物非正常结束 DBMS 将撤销对数据 库的操作 是数据库恢复到以前的状况 4 恢复技术中的故障种类 事物故障 系统故障 介质故障 事物故障 出现事物故障会造成事物的一部分操作已经完成 并且操作结果也保存到了数据 库中 违反了事物的原子性要求 是的数据库处于不一致的状态 系统故障 同样会是的数据库处于不一致状态 操作系统或 DBMS 代码错误 操作员操作失 误 硬件错误 突然停电等 介质故障 如磁盘损坏 磁头碰撞 瞬时间磁场干扰 使存储在外存上的数据部分丢失或完全 损失 这类故障的可能性比前两类的的可能性小很多 但破坏性最大 6 恢复技术中 应对措施 日志文件 数据库备份 日志文件 事物有一系列对数据库的读写操作组成 按照操作执行的先后次序 纪录下事 物所执行的所有对数据库的写操作 就构成了事物的日志文件 日志文件由若干的纪录组成 纪录有三种类型 一是纪录事物的开始 二是纪录事物的结 束 三是纪录事物的更新操作 7 并发控制 DBMS 为了更有效的利用计算机的硬件资源和数据库中的数据 允许多个事物并发执行 但事物并发执行可能出现 诸如丢失修改 读取脏数据 不可重复读问题 使数据处于不一 致的状态 为了防止并发执行产生的问题 DBMS 需要具备并发控制的功能 并发控制的方法有 封锁法 时间印法 乐观控制法 商用的 DBMS 一般采用的是封锁法 8 封锁技术 多数 DBMS 采用枷锁技术来保证事物并发执行的正确性 S 锁和 X 锁是最常用的锁 S 锁被称为 共享锁 而 X 锁被称为 排它锁 课后习题 一 填空题 1 事物是由一个或多个 SQL 语句组成的 是 DBMS 的组成单位 2 事物的 ACID 性质是指 原子性 隔离性 一致性 持久性 3 事物的并发控制方法有 封锁法 时间印法 乐观控制法 4 事物的一致性隔离级别有 READ UNCOMMITTED READ COMMITTED REPEATABLE READ SERLALIZABLE 5 数据的恢复的基本原理就是利用 日志文件 和 数据库备份 来重建数据库 二 选择题 1 SQL 语句中的 ROLLBACK 语句的主要作用是 D A 终止程序 B 保存数据 C 事物提交 D 事物回滚 2 日志的用途是 A 数据转储 B 一致性控制 C 安全性控制 D 故障恢复 10 SQL 语句的 COMMIT 语句的主要 作用是 C A 终止程序 B 保存数据 C 事物提交 D 事物回滚 11 后备副本的用途是 D A 数据转储 B 一致性控制 c 安全性控制 D 故障恢复 12 并发控制带来的数据不一致性不 包括下列那一类 C A 读脏数据 B 不可重复读 C 破坏数据库安全性 D 丢失修改 并发控制带来的问题有 丢失修改 读脏数据 不可重复读问题 使数据库处于不一致状 态 13 数据库的并发操作有可能带来的 3 个问题中包括 D A 数据独立性降低 B 无法读出数据 C 权限控制 D 丢失更新 14 若事物 T 对数据对象加上 X 锁 则 B A 只允许 T 修改 A 其他的人和事物都不能再对 A 加上人和类型的锁 B 只允许 T 读取和修 改 A 其他任何事物都不能再对 A 加任何类型的锁 C 只允许 T 修改 A 其它任何事物都不 能再对 A 加 X 锁 D 只允许 T 读取 A 其它任何事物都不能再对 A 加任何类型的锁 15 系统运行过程中 由于事物没有达到预期的终点而发生的故障称为 A 这种故 障比其它故障的可能性 D A 事物故障 B 系统故障 C 介质故障 D 大 破坏性也小 E 小 破坏性也小 F 大 破坏性 也大 G 小 但破坏性大 三 简答题 3 数据库运行中可能产生的故障种类有那几类 系统故障 介质故障 事物故障 第六章第六章 课后习题 1 数据库系统的三种体系结构 主 从式结构 分布式结构 客户机 服务器结构 主从式结构 也称主机 终端结构 是指一个主机带有很多终端的多用户数据库系统化 结构 在这个结构中 应用程序 DBMS 数据库集中存放在一台主机上 所有处理任务都 由主机来完成 各个用户通过主机的终端并发地存取数据库 共享数据资源 分布式结构 分布式数据库有一组数据库组成 这组数据库物理地分布在计算机网络的不 同计算机上 但是它们在逻辑上是一个整体 从用户的角度看好像是一个集中式数据库 局域网 LAN 广域网 WAN 客户机 服务器结构 它为多用户提供了前所未有的双向交流感和灵活感 客户机 服务器结构系统可分为集中式 服务器结构和分布式服务器结构 集中式服务器结构在网络中既有一台数据库服务器 而 客户机是多台 这时客户机和服务器为多对一关系 分布式服务器结构在网络中有多台 数据库服务器 这时客户机和服务器可以抽象为多对多关系 分布式服务器结构是客户机 服务器与分布式数据库的结合 2 主 从式结构和客户机 服务器结构的区别在哪里 3 什么是两层客户机 服务器结构 这种结构的优点是什么 有什么局限性 优点 1 充分发挥了客户机的功能和处理能力 2 该系统容易扩充 灵活 和可扩展性好 4 什么是三层客户机 服务器结构 这种结构的优点是什么 三层客户机 服务器结构 在传统的两层结构上增加了应用逻辑层 将应用逻辑单独进行处 理 从而使得用户界面层与应用逻辑层分层而立 两者之间的通信协议可由系统自定义 通过这样的结构设计 应用逻辑被所有用户共享 这是两层与三层结构系统之间最大的区 别 优点 1 降低了信息系统开发和维护的成本 2 安全性强 3 扩展性好 4 前瞻性好 5 什么是 B S 结构 这种结构的优点是什么 浏览器服务器结构 Browser Server B S 结构 客户端进一步变小 在浏览器后面可以 有多层多种服务器 优点 1 客户端任何计算机只要安装了浏览器就可以访问应用程序 2 客户端的硬件与操 作系统具有更长的使用寿命 因为它们只要能够支持浏览器软件即可 而浏览器软件相比 原来的用户界面和应用模块要小的多 3 由于应用系统的维护与升级工作都是在服务器上 执行 因此不必安装 维护或升级客户端应用代码 大大减少了系统开发和维护代价 第八章第八章 1