數據庫系統概論課后習題及參考答案-資料下載頁

　　

【正文】 措施的防范對象是非法用戶和非法操作，完整性措施的防范對象是不合語義的數據。 ？可分為哪幾類？ 　　答：完整性約束條件是指數據庫中的數據應該滿足的語義約束條件。 　　 一般可以分為六類： 　　靜態列級約束、靜態元組約束、靜態關系約束、動態列級約束、動態元組約束、動態關系約束。 ？ 　　答： DBMS的完整性控制機制應具有三個方面的功能： 1）. 定義功能，即提供定義完整性約束條件的機制。 2. 檢查功能，即檢查用戶發出的操作請求是否違背了完整性約束條件。 3）. 違約反應：如果發現用戶的操作請求使數據違背了完整性約束條件，則采取一定的動作來保證數據的完整性。 ？ 　　答： RDBMS在實現參照完整性時需要考慮以下幾個方面： 1） 外碼是否可以接受空值 2） 刪除被參照關系的元組時的考慮，這時系統可能采取的作法有三種： 　　 （ a）級聯刪除（CASCADES）； 　　 （ b）受限刪除（RESTRICTED）； 　　 （ c）置空值刪除（NULLIFIES） 3） 在參照關系中插入元組時的問題，這時系統可能采取的作法有： 　　 （ a）受限插入 　　 （ b）遞歸插入 4） 修改關系中主碼的問題 　　一般是不能用 UPDATE語句修改關系主碼的。如果需要修改主碼值，只能先刪除該元組，然后再把具有新主碼值的元組插入到關系中。 　　如果允許修改主碼，首先要保證主碼的唯一性和非空，否則拒絕修改。然后要區分是參照關系還是被參照關系。 6. 假設有下面兩個關系模式： 　　 職工（職工號，姓名，年齡，職務，工資，部門號），其中職工號為主碼； 　　 部門（部門號，名稱，經理名，電話），其中部門號為主碼； 　　用 SQL語言定義這兩個關系模式，要求在模式中完成以下完整性約束條件的定義： 　　定義每個模式的主碼；定義參照完整性；定義職工年齡不得超過 60歲。 　　答 CREATE TABLE DEPT (Deptno NUMBER(2), Deptname VARCHAR(10), Manager VARCHAR(10), PhoneNumber Char(12) CONSTRAINT PK_SC PRIMARY KEY (Deptno))。 CREATE TABLE EMP (Empno NUMBER(4), Ename VARCHAR(10), Age NUMBER(2), CONSTRAINT C1 CHECK (Age《＝60), Job VARCHAR(9), Sal NUMBER(7,2), Deptno NUMBER(2), CONSTRAINT FK_DEPTNO FOREIGN KEY (Deptno) REFERENCES DEPT(Deptno))； 7．關系系統中，當操作違反實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時，一般是如何分別進行處理的？ 　　答：對于違反實體完整性和用戶定義的完整性的操作一般都采用拒絕執行的方式進行處理。而對于違反參照完整性的操作，并不都是簡單地拒絕執行，有時要根據應用語義執行一些附加的操作，以保證數據庫的正確性。具體的處理可以參見上面第 5題或《概論》。 第十一章 數據庫管理系統 （教材 347頁） 1．試述DBMS的基本功能？ 　　答： DBMS主要是實現對共享數據有效的組織、管理和存取。DBMS的基本功能有： 　　 （ 1）數據庫定義功能； 　　 （ 2）數據存取功能； 　　 （ 3）數據庫運行管理功能； 　　 （ 4）數據組織、存儲和管理功能； 　　 （ 5）數據庫的建立和維護功能； 　　 （ 6）其他功能 2. 試述DBMS 四種進程組織方案，并分析各種方案的特點和優缺點。 　　答： DBMS 四種進程組織方案是： N方案：N個DB用戶應用程序對應 N個用戶進程，DBMS作為應用程序的子程序被連入用戶應用程序中。因此這種方案也稱為連入式方案。數據庫系統中共有N個進程。 2N方案：每個用戶進程有一個DBMS進程為之服務，因此N個用戶進程就有N個DBMS進程，共2N個進程。 N+1方案：N個用戶進程僅有一個DBMS進程為它們服務，因此共N+1個進程，共N+1個進程。 N+M方案：用M個DBMS進程為N個用戶進程提供服務，一般M小于N。 3．理解并解釋下列術語的含義： 進程、任務、“輕權”進程、線程、線索。 　　答：進程：操作系統中的核心概念，進程是程序的一次執行過程。進程既是資源分配的最小單位也是操作系統調度的基本單位。 　　任務：在單處理器系統中任務與進程是類似的概念。隨著多處理器系統以及并行計算技術的發展，進程概念被進一步細劃為任務（ Task）與線程（Thread）的概念。任務是申請資源的基本單位，而線程是調度和運行的基本單位。 　　輕權進程：線程又被稱為 “輕權”或“輕量” 進程。 　　線索：是數據庫系統中的概念，它借鑒了操作系統中 “線程”的概念：整個DBMS可以看作是一個Task，當有一個用戶申請數據庫服務時，Task分配多個Thread為之服務，多個Thread并行工作，共享資源。一般地講，DBMS中的線索是DBMS的一個執行流。 4． 什么是DBMS的多線索機制？有什么優點？ 　　答： DBMS借鑒了操作系統中“線程”的概念和技術，在DBMS的實現中采用多線索機制。 　　一般地講， DBMS中的線索是DBMS的一個執行流，它服務于整個DBMS系統或DBMS中的某個用戶；DBMS服務器響應客戶請求是通過為每個用戶創建線索（而不是創建進程）來完成的。DBMS的各個線索能在邏輯上并行執行；它們共存于一個服務器進程中，共享DBMS的所有資源，如數據庫緩沖區和CPU時間；線索是DBMS的調度單位，服務器進程能按一定的調度算法調度用戶請求。 　　與進程相比，線索具有以下優點： 1）線索比進程占用較少的系統資源，如內存 2）線索調度比較靈活，可控制性強 3）線索切換開銷較小 4）線索間通信簡便 5．DBMS由哪些主要的程序模塊組成？ 　　答： DBMS主要的程序模塊有： 1）． 數據定義模塊 2）． 數據操縱模塊 3）． 數據庫運行管理方面的程序模塊 4）． 數據庫組織、存儲和管理方面的程序模塊 5）． 數據庫建立、維護和其他方面的程序模塊 9. 在操作系統中也有并發控制問題，為什么DBMS還要并發控制機制？ 　　答：操作系統提供的封鎖機制和 DBMS的封鎖機制在封鎖對象，封鎖對象的狀態，封鎖的粒度，及封鎖的類型上存在很大的差別，操作系統的封鎖機制不能直接應用在DBMS中，DBMS必須重新設計，來滿足復雜的封鎖需求。 10. DBMS中為什么要設置系統緩沖區？ 　　答：設立系統緩沖區的原因： 　　一是為了把存儲層以上 DBMS各系統成分和實在的外存設備隔離，外存設備的變更不會影響這些系統，使DBMS具有設備獨立性。 　　二是為了提高效率。 DBMS利用系統緩沖區滯留數據。當需要讀取數據時系統首先到緩沖區中查找。只有當緩沖區中不存在該數據時才真正從外存讀入該數據所在的頁面。當要寫回一元組到數據庫中時，系統并不把它立即寫回外存，僅把該元組所在的緩沖區頁面作一標志，表示可以釋放。只有當該用戶事務結束或緩沖區已滿需要調入新頁時才按一定的淘汰策略把緩沖區中已有釋放標志的頁面寫回外存。這樣可以減少I/O次數，提高系統效率。 11 .數據庫中要存儲和管理的數據內容包括哪些方面？ 　　答：數據庫中存儲四個方面的數據： 1）．數據描述，即數據的外模式、模式、內模式； 2）．數據本身； 3）．數據之間的聯系； 4）．存取路徑。 　　這四個方面的數據內容都要采用一定的方式組織、存儲起來。 第十二章 數據庫技術新發展 （教材 389頁） 1. 試述數據庫技術的發展過程。 　　答案要點： 1）數據模型是數據庫系統的核心和基礎。數據庫技術的三個發展階段應該按照數據模型的進展來界定。按照數據模型的進展，數據庫技術可以相應地分為三個發展階段。 2）數據模型的發展經歷了格式化數據模型（包括層次數據模型和網狀數據模型）、關系數據模型兩個階段，以面向對象數據模型為代表的非傳統數據模型的階段。 3）同學們可以從每一代數據庫系統的主要特征、代表性系統、主要成就、優點和不足來了解數據庫技術的發展過程。 　　層次數據庫系統和網狀數據庫系統的數據模型雖然分別為層次模型和網狀模型，但實質上層次模型是網狀模型的特例。它們都是格式化模型。它們從體系結構、數據庫語言到數據存儲管理均具有共同特征，是第一代數據庫系統。 　　關系數據庫系統支持關系模型。關系模型不僅簡單、清晰，而且有關系代數作為語言模型，有關系數據理論作為理論基礎。因此，關系數據庫系統具有形式基礎好、數據獨立性強、數據庫語言非過程化等特色，標志著數據庫技術發展到了第二代。 　　第二代數據庫系統的數據模型雖然描述了現實世界數據的結構和一些重要的相互聯系，但是仍不能捕捉和表達數據對象所具有的豐富而重要的語義，因此尚只能屬于語法模型。 　　第三代的數據庫系統將是以更加豐富的數據模型和更強大的數據管理功能為特征，從而滿足傳統數據庫系統難以支持的新的應用要求。 2. 當前數據庫技術發展的主要特征是什么？ 　　答案要點： 　　新一代數據庫技術的特點是： 　　（ 1）面向對象的方法和技術對數據庫發展的影響最為深遠，數據庫研究人員借鑒和吸收了面向對象的方法和技術，提出了面向對象數據模型(簡稱對象模型)。該模型克服了傳統數據模型的局限性，促進了數據庫技術在一個新的技術基礎上繼續發展。 　　（ 2）數據庫技術與多學科技術的有機結合，計算機領域中其他新興技術的發展對數據庫技術產生了重大影響。傳統的數據庫技術和其他計算機技術如，網絡通信技術、人工智能技術、面向對象程序設計技術、并行計算技術移動計算技術等的互相結合、互相滲透，使數據庫中新的技術內容層出不窮。 　　（ 3）面向應用領域的數據庫技術的研究在傳統數據庫系統基礎上，結合各個應用領域的特點，研究適合該應用領域的數據庫技術，如數據倉庫、工程數據庫、統計數據庫、科學數據庫、空間數據庫、地理數據庫等，這是當前數據庫技術發展的又一重要特征。 4. 第三代數據庫系統的主要特點是什么？ 　　答：經過多年的研究和討論，對第三代數據庫系統的基本特征已有了共識。 (1)第三代數據庫系統應支持數據管理、對象管理和知識管理，除提供傳統的數據管理服務外，第三代數據庫系統將支持更加豐富的對象結構和規則，應該集數據管理、對象管理和知識管理為一體。由此可以導出第三代數據庫系統必須支持OO數據模型。 (2)第三代數據庫系統必須保持或繼承第二代數據庫系統的技術，第三代數據庫系統應繼承第二代數據庫系統已有的技術。如第二代數據庫系統的非過程化數據存取方式和數據獨立性。不僅能很好的支持對象管理和規則管理，而且能更好地支持原有的數據管理，支持多數用戶需要的即席查詢等。 (3)第三代數據庫系統必須對其他系統開放數據庫系統的開放性表現在：支持數據庫語言標準；在網絡上支持標準網絡協議；系統具有良好的可移植性、可連接性、可擴展性和可互操作性等。 5. 試述數據模型在數據庫系統發展中的作用和地位。 　　答案要點： (1)數據模型是數據庫系統的核心和基礎。 (2)數據庫的發展集中表現在數據模型的發展。 7. 請闡述以下數據庫系統的主要概念、研究的主要問題及其發展過程： 　　分布式數據庫系統、并行數據庫系統、主動數據庫系統、多媒體數據庫系統、模糊數據庫系統。 分布式數據庫系統：分布式數據庫是由一組數據組成的，這組數據分布在計算機網絡的不同計算機上，網絡中的每個結點具有獨立處理的能力（稱為場地自治），可以執行局部應用。同時，每個結點也能通過網絡通信子系統執行全局應用。 　　并行數據庫系統 :并行數據庫系統是在并行機上運行的具有并行處理能力的數據庫系統。并行數據庫系統是數據庫技術與并行計算技術相結合的產物。 　　主動數據庫系統 :主動數據庫是相對于傳統數據庫的被動性而言的。主動數據庫能根據數據庫的當前狀態，主動適時地做出反應，執行某些操作，向用戶提供有關信息。主動數據庫是傳統數據庫技術與人工智能技術、面向對象技術相結合的產物。 　　多媒體數據庫系統 :可實現對格式化和非格式化的多媒體數據的存儲、管理和查詢的數據庫系統。 　　 模糊數據庫系統 :存儲、組織、管理和操作模糊數據的數據庫系統。 8. 試述數據倉庫的產生背景。 　　答案要點： 1）數據庫技術的發展和廣泛應用使許多部門、企業積累了大量的原始數據，這些數據是寶貴的資源 2）對這些數據的分析和利用可以了解企業運行的情況，發現存在的問題，預測未來的趨勢。 3）數據庫系統作為數據管理的先進技術已經成功用于事務處理。但是它對分析處理的支持一直不能令人滿意，具體表現在： (1)分析處理時性能低。 (2)分析的數據對象分散，而且不一致，即缺乏對數據的清洗、集成能力。 (3)事務處理系統不具備動態集成的能力。 (4)系統缺乏對歷史數據的有效組織和存儲能力，而分析方法必須以大量的歷史數據為依托。 (5)在事務處理系統中存儲的是細節數據，不適合進行分析處理，而事務處理系統又不具備對數據的綜合能力。 　　總之， DSS對數據在空間和時間的廣度上都有了更高的要求。而事務處理環境難以滿足這些要求。在事務型環境中直接構建分析型應用是一種失敗的嘗試。數據倉庫正是為了構建這種新的分析處理環境而出現的一種數據存儲和組織技術。但是數據倉庫的主要驅動力并不是過去的缺點，而是市場商業經營行為的改變，市場競爭要求捕獲和分析事務級的業務數據。 9. 數據倉庫數據的基本特征是什么？ 　　答案要點：四個基本特征是： 　　 數據倉庫的數據是面向主題的 　　 數據倉庫的數據是集成的 　　 數據倉庫的數據是不可更新的 　　 數據倉庫的數據是隨時間不斷變化的 10. 什么