【正文】 系模式MSC ( M , S , C ）中，M 表示專業(yè)，S 表示學(xué)生，C 表示該專業(yè)的必修課。由于C 與S 的完全對稱性，必然有M 一一C 成立。按照語義有I 一一S , I 一一A 成立。（1）任何一個二目關(guān)系是屬于3NF。按BCNF的定義，若X224。A2，但A2224。A1，則關(guān)系R的碼為A2，所以決定因素都包含碼，R是BCNF。A2，A2 224。答：這里只概要列出數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程的六個階段： ( l ）需求分析； ( 2 ）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； ( 3 ）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； ( 4 ）數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)； ( 5 ）數(shù)據(jù)庫實(shí)施； ( 6 ）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)。2 ．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程各個階段上的設(shè)計(jì)描述。 ( 4 ）數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）。答：數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同階段形成數(shù)據(jù)庫的各級模式，即： ( l ）在概念設(shè)計(jì)階段形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)，獨(dú)立于各個 DBMS 產(chǎn)品的概念模式，在本篇中就是 E 一 R 圖； ( 2 ）在邏輯設(shè)計(jì)階段將 E 一 R 圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式，然后在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖 ( Vi 娜），形成數(shù)據(jù)的外模式； ( 3 ）在物理設(shè)計(jì)階段，根據(jù) DBMS 特點(diǎn)和處理的需要，進(jìn)行物理存儲安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。 ( 2 ）從軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)角度看，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，也就是說，整個設(shè)計(jì)過程中要把結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)和行為（處理）設(shè)計(jì)密切結(jié)合起來。數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容通常包括： ( l ）數(shù)據(jù)項(xiàng)； ( 2 ）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； ( 3 ）數(shù)據(jù)流； ( 4 ）數(shù)據(jù)存儲； ( 5 ）處理過程五個部分。7 ．什么是數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)？試述其特點(diǎn)和設(shè)計(jì)策略。答：數(shù)據(jù)抽象是對實(shí)際的人、物、事和概念進(jìn)行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成了某種模型。 i 5 member of ”的語義。答：重要性：數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，將在需求分析階段所得到的應(yīng)用需求首先抽象為概念結(jié)構(gòu)，以此作為各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，從而能更好地、更準(zhǔn)確地用某一 DBMS 實(shí)現(xiàn)這些需求。這樣，設(shè)計(jì)清晰，由簡到繁。 ( 2 ）逐步集成，用累加的方式一次集成兩個分 E 一 R 圖。設(shè)計(jì)步驟為 : ( l ）將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型； ( 2 ）將轉(zhuǎn)換來的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定 DBMS 支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換； ( 3 ）對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用要求的物理結(jié)構(gòu)，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。數(shù)據(jù)的組織方式、結(jié)構(gòu)和格式都與新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有相當(dāng)?shù)牟罹?，組織數(shù)據(jù)錄入就要將各類源數(shù)據(jù)從各個局部應(yīng)用中抽取出來，分類轉(zhuǎn)換，最后綜合成符合新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的形式，輸入數(shù)據(jù)庫。在源數(shù)據(jù)入庫之前要采用多種方法對它們進(jìn)行檢驗(yàn)，以防止不正確的數(shù)據(jù)入庫。進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造的原因：數(shù)據(jù)庫運(yùn)行一段時間后，由于記錄不斷增、刪、改，會使數(shù)據(jù)庫的物理存儲情況變壞，降低了數(shù)據(jù)的存取效率，數(shù)據(jù)庫性能下降，這時 DBA 就要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重組織。 18 ．現(xiàn)有一局部應(yīng)用，包括兩個實(shí)體：“出版社”和“作者”，這兩個實(shí)體是多對多的聯(lián)系，請讀者自己設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶傩?，畫?E 一 R 圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（包括關(guān)系名、屬性名、碼和完整性約束條件）。對每本被借出的書存有讀者號、借出日期和應(yīng)還日期。它減輕了用戶選擇存取路徑的負(fù)擔(dān)。優(yōu)化器可以根據(jù)這些信息選擇有效的執(zhí)行計(jì)劃，而用戶程序則難以獲得這些信息。 ( 4 ）優(yōu)化器中包括了很多復(fù)雜的優(yōu)化技術(shù)，這些優(yōu)化技術(shù)往往只有最好的程序員才能掌握。試畫出用關(guān)系代數(shù)表示的語法樹，并用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式優(yōu)化算法對原始的語法樹進(jìn)行優(yōu)化處理，畫出優(yōu)化后的標(biāo)準(zhǔn)語法樹。答：各個關(guān)系系統(tǒng)的優(yōu)化方法不盡相同，大致的步驟可以歸納如下： ( l ）把查詢轉(zhuǎn)換成某種內(nèi)部表示，通常用的內(nèi)部表示是語法樹。 ( 4 ）生成查詢計(jì)劃，選擇代價最小的。這4 個特性也簡稱為ACID 特性。即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。答：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。 如果T 非正常終止時只做了第一個操作，則數(shù)據(jù)庫就處于不一致性狀態(tài)，庫存量無緣無故少了Q 。事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行；介質(zhì)故障和計(jì)算機(jī)病毒破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。答：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)中采用的基本技術(shù)。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲簡單，但必須等待正運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束才能進(jìn)行。動態(tài)轉(zhuǎn)儲可克服靜態(tài)轉(zhuǎn)儲的缺點(diǎn)，它不用等待正在運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束，也不會影響新事務(wù)的運(yùn)行。這樣，后援。因?yàn)檗D(zhuǎn)儲期間運(yùn)行的事務(wù)可能修改了某些數(shù)據(jù)，使得后援副本上的數(shù)據(jù)不是數(shù)據(jù)庫的一致版本。顯然，這會降低數(shù)據(jù)庫的可用性。當(dāng)數(shù)據(jù)庫遭到破壞后可以將后備副本重新裝入，將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲時的狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生故障，利用轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫后備副本和日志文件就可以將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到故障前的某個一致性狀態(tài)?；謴?fù)子系統(tǒng)的功能是：把數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為一致狀態(tài)或完整狀態(tài)）。例如某工廠的庫存管理系統(tǒng)中，要把數(shù)量為Q 的某種零件從倉庫1 移到倉庫2 存放。接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。一致性：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。答：事務(wù)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全不做，是一個不可分割的工作單位。即利用優(yōu)化算法，把原始的語法樹轉(zhuǎn)換成優(yōu)化的形式。答：下面的優(yōu)化策略一般能提高查詢效率： ( l ）選擇運(yùn)算應(yīng)盡可能先做； ( 2 ）把投影運(yùn)算和選擇運(yùn)算同時進(jìn)行； ( 3 ）把投影同其前或其后的雙目運(yùn)算結(jié)合起來執(zhí)行； ( 4 ）把某些選擇同在它前面要執(zhí)行的笛卡兒積結(jié)合起來成為一個連接運(yùn)算； ( 5 ）找出公共子表達(dá)式； ( 6 ）選取合適的連接算法。2 ．對學(xué)生一課程數(shù)據(jù)庫有如下的查詢： SEI 王 CT Cn 即 ne FROM Student , Cou 拐 e , SC WHERE Student . Sno = SC . Sno AND SC . Cllo = Coll 拐 e . Cllo AND Stu 擊 nt . Sdept = ! 15 ! 。在非關(guān)系系統(tǒng)中必須重寫程序，而重寫程序在實(shí)際應(yīng)用中往往是不太可能的。查詢優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)不僅在于用戶不必考慮如何最好地表達(dá)查詢以獲得較好的效率，而且在于系統(tǒng)可以比用戶程序的“優(yōu)化’夕做得更好。答 ：E 一 R 圖為：關(guān)系模型為：讀者（讀者號，姓名，地址，性別書（書號，書名，作者，出版社）借書（讀者號，書號，借出日期，年齡，單位）應(yīng)還日期）第9章 關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化1 ．試述查詢優(yōu)化在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的重要性和可能性。19 ．請?jiān)O(shè)計(jì)一個圖書館數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中對每個借閱者保存讀者記錄，包括：讀者號，姓名，地址，性別，年齡，單位。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用環(huán)境常常發(fā)生變化，如增加新的應(yīng)用或新的實(shí)體，取消了某些應(yīng)用，有的實(shí)體與實(shí)體間的聯(lián)系也發(fā)生了變化等，使原有的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)不能滿足新的需求，需要調(diào)整數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式。數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造則是指部分修改數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式，即修改原設(shè)計(jì)的邏輯和物理結(jié)構(gòu)。特別是原系統(tǒng)是手工數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)時，各類數(shù)據(jù)分散在各種不同的原始表格、憑證、單據(jù)之中，數(shù)據(jù)輸入工作量更大。16 ．?dāng)?shù)據(jù)輸入在實(shí)施階段的重要性是什么？如何保證輸入數(shù)據(jù)的正確性？答：數(shù)據(jù)庫是用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理與應(yīng)用的，因此在實(shí)施階段必須將原有系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫。 15 ．試述數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟。 11 ．什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？試述其設(shè)計(jì)步驟。因此必須進(jìn)行視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫能被全系統(tǒng)的多個用戶、多個應(yīng)用共享使用。 10 ．為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？答：在對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時一般采用自底向上的設(shè)計(jì)方法，把繁雜的大系統(tǒng)分解子系統(tǒng)。例如在學(xué)校環(huán)境中，李英是老師，表示李英是教師類型中的一員，則教師是實(shí)體型，李英是教師實(shí)體型中的一個實(shí)體值，具有教師共同的特性和行為：在某個系某個專業(yè)教學(xué)，講授某些課程，從事某個方向的科研。這些對象具有某些共同的特性和行為。概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略通常有四種： l ）自頂向下，即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化； 2 ）自底向上，即首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來，得到全局概念結(jié)構(gòu)； 3 ）逐步擴(kuò)張，首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)； 4 ）混合策略，即將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計(jì)一個全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計(jì)的各局部概念結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲的邏輯內(nèi)容。調(diào)查的內(nèi)容是“數(shù)據(jù)’夕和“處理”，即獲得用戶對數(shù)據(jù)庫的如下要求： ( l ）信息要求，指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息的內(nèi)容與性質(zhì)，由信息要求可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求，即在數(shù)據(jù)庫中需要存儲哪些數(shù)據(jù)； ( 2 ）處理要求，指用戶要完成什么處理功能，對處理的響應(yīng)時間有什么要求，處理方式是批處理還是聯(lián)機(jī)處理； ( 3 ）安全性與完整性要求。答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)既是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項(xiàng)龐大的工程項(xiàng)目。 ( 6 ）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中對其進(jìn)行評價、調(diào)整與修改。 ( 2 ）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個獨(dú)立于具體 DBMS 的概念模型。不僅包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫本身，還包括數(shù)據(jù)庫的實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)。因?yàn)橹挥袃蓚€屬性，所以無非平凡的多值依賴。R是BCNF。B、A1224。詳細(xì)證明如下：（任何二元關(guān)系模式必定是BCNF）。因?yàn)殛P(guān)系模式中只有兩個屬性，所以無傳遞。假設(shè)每個病房住有多個病人，有多個責(zé)任醫(yī)務(wù)人員負(fù)責(zé)醫(yī)治和護(hù)理該病房的所有病人。假設(shè)每個興趣小組有多個學(xué)生，有若干活動項(xiàng)目。設(shè)同專業(yè)內(nèi)所有學(xué)生選修的必修課相同，實(shí)例關(guān)系如下。( 3 ）已知zcy ，根據(jù)自反律知、吟z ，又因?yàn)閤 一Y ，所以由傳遞律可得x 一Z 。Maddr，Mname224。Office，Dno224。Dept 所以C1ass與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Cyear，Pname224。Dept 所以Sno與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Rno 所以Class與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Rno（宿舍區(qū)）所以Sno與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Dept，DEPT224。指出各關(guān)系模式的候選碼、外部碼，有沒有全碼存在?解：(1)關(guān)系模式如下： 學(xué)生：S(Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 班級：C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear) 系：D(Dept，Dno，Office，Dnum) 學(xué)會：M(Mname，Myear，Maddr，Mnum) (2)每個關(guān)系模式的最小函數(shù)依賴集如下： A、學(xué)生S (Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 的最小函數(shù)依賴集如下:Sno224。一個系的學(xué)生住在同一宿舍區(qū)。班級：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。224。定義6:關(guān)系模式RU，F(xiàn)∈1NF 。定義5:關(guān)系模式RU，F(xiàn) 中若不存在這樣的碼X、屬性組Y及非主屬性Z(Z不是Y的子集)使得X224。 Y，則稱Y對X完全函數(shù)依賴 若X224。若Y不函數(shù)依賴于X，則記作X 224。Y，Y224。Y是平凡的函數(shù)依賴。Y是非平凡的函數(shù)依賴。Y。第6章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論1 ．理解并給出下列術(shù)語的定義：函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴、完全函數(shù)依賴、傳遞依賴、候選碼、主碼、外碼、全碼（All 一key ）、1 NF 、ZNF 、3NF 、BcNF 、多值依賴、4NF 。答CREATE TABLE DEPT (Deptno NUMBER(2), Deptname VARCHAR(10), Manager VARCHAR(10), PhoneNumber Char(12) CONSTRAINT PK_SC RIMARY KEY(Deptno))。如果允許修改主碼，首先要保證主碼的惟一性和非空，否則拒絕修改。 ( 3 ）在參照關(guān)系中插入元組時的問題，這時系統(tǒng)可能采取的作法有： l ）受限插入； 2 ）遞歸插入。 5 . RDBMS 在實(shí)現(xiàn)參照完整性時需要考慮哪些方面？答 RDBMs 在實(shí)現(xiàn)參照完整性時需要考慮以下幾個方面： ( l ）外碼是否可以接受空值。動態(tài)列級約束是修改列定義或列值時應(yīng)滿足的約束條件，包括下面兩方面： ( l ）修改列定義時的約束； ( 2 ）修改列值時的約束。靜態(tài)列級約束是對一個列的取值域的說明，包括以下幾個方面： ( l ）對數(shù)據(jù)類型的約束，包括數(shù)據(jù)的類型、長度、單位、精度等； ( 2 ）對數(shù)據(jù)格式的約束； ( 3 ）對取值范圍或取值集合的約束； ( 4 ）對空值的約束； ( 5 ）其他約束。后者是保護(hù)數(shù)據(jù)庫防止惡意的破壞和非法的存取。但是，人們可以從合法的查詢中推導(dǎo)出不合法的信息，即可能存在隱蔽的信息通道，這是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫要研究和解決的特殊的安全性問題。13 ．什么是數(shù)據(jù)庫的審計(jì)功能，為什么要提供審計(jì)功能？答：審計(jì)功能是指DBMS 的審計(jì)模塊在用戶對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行操作的同時把所有操作自動記錄到系統(tǒng)的審計(jì)日志中。對于主體和 客體，DBMS 為它們每個實(shí)例（值）指派一個敏感度標(biāo)記（Label ）。(4) REVOKE SELECT , UPDATE ON 職工FROM 劉星；(5) REVOKE ALTER TABLE ON 職工，部門FROM 張新；(6) REVOKE ALL PRIVILIGES ON 職工，部門FROM 周平；(7) REVOKE SELECT ON 部門工資FROM 楊蘭；DROP VIEW 部門工資；10. 為什么強(qiáng)制存取控制