【正文】 ）受限插入； 2 ）遞歸插入。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。答CREATE TABLE DEPT (Deptno NUMBER(2), Deptname VARCHAR(10), Manager VARCHAR(10), PhoneNumber Char(12) CONSTRAINT PK_SC RIMARY KEY(Deptno))。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 。Y。Y是非平凡的函數(shù)依賴。Y是平凡的函數(shù)依賴。Y，Y224。若Y不函數(shù)依賴于X，則記作X 224。 Y，則稱Y對X完全函數(shù)依賴 若X224。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。定義6:關(guān)系模式RU，F(xiàn)∈1NF 。224。班級：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。一個系的學(xué)生住在同一宿舍區(qū)。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。Dept，DEPT224。Rno（宿舍區(qū)）所以Sno與Rno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。Dept 所以Sno與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Cyear，Pname224。Dept 所以C1ass與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Office，Dno224。Maddr，Mname224。( 3 ）已知zcy ，根據(jù)自反律知、吟z ，又因為x 一Y ，所以由傳遞律可得x 一Z 。設(shè)同專業(yè)內(nèi)所有學(xué)生選修的必修課相同，實例關(guān)系如下。假設(shè)每個興趣小組有多個學(xué)生，有若干活動項目。假設(shè)每個病房住有多個病人，有多個責(zé)任醫(yī)務(wù)人員負責(zé)醫(yī)治和護理該病房的所有病人。因為關(guān)系模式中只有兩個屬性，所以無傳遞。詳細證明如下：（任何二元關(guān)系模式必定是BCNF）。B、A1224。R是BCNF。因為只有兩個屬性，所以無非平凡的多值依賴。不僅包括設(shè)計數(shù)據(jù)庫本身，還包括數(shù)據(jù)庫的實施、運行和維護。 ( 2 ）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計：通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體 DBMS 的概念模型。 ( 6 ）數(shù)據(jù)庫運行和維護：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中對其進行評價、調(diào)整與修改。答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計既是一項涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項龐大的工程項目。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)機處理； ( 3 ）安全性與完整性要求。數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項和數(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。概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計策略通常有四種： 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 ）逐步擴張，首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴充，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)計的各局部概念結(jié)構(gòu)。這些對象具有某些共同的特性和行為。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，則教師是實體型，李英是教師實體型中的一個實體值，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。 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)進行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般采用自底向上的設(shè)計方法，把繁雜的大系統(tǒng)分解子系統(tǒng)。因此必須進行視圖集成，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。 11 ．什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計？試述其設(shè)計步驟。 15 ．試述數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和步驟。16 ．?dāng)?shù)據(jù)輸入在實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)進行存儲、管理與應(yīng)用的，因此在實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。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。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)計的邏輯和物理結(jié)構(gòu)。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)用或新的實體，取消了某些應(yīng)用，有的實體與實體間的聯(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。19 ．請設(shè)計一個圖書館數(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。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。查詢優(yōu)化的優(yōu)點不僅在于用戶不必考慮如何最好地表達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。在非關(guān)系系統(tǒng)中必須重寫程序，而重寫程序在實際應(yīng)用中往往是不太可能的。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 ! 。答：下面的優(yōu)化策略一般能提高查詢效率： ( l ）選擇運算應(yīng)盡可能先做； ( 2 ）把投影運算和選擇運算同時進行； ( 3 ）把投影同其前或其后的雙目運算結(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算； ( 5 ）找出公共子表達式； ( 6 ）選取合適的連接算法。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：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。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)。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。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?；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)）。當(dāng)系統(tǒng)運行過程中發(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)。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)。顯然，這會降低數(shù)據(jù)庫的可用性。因為轉(zhuǎn)儲期間運行的事務(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。海量轉(zhuǎn)儲是指每次轉(zhuǎn)儲全部數(shù)據(jù)庫。7 ．什么是日志文件？為什么要設(shè)立日志文件？答：（1）日志文件是用來記錄事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件。如果先寫了數(shù)據(jù)庫修改，而在運行記錄中沒有登記這個修改，則以后就無法恢復(fù)這個修改了。（即如何進行事務(wù)故障的恢復(fù)？系統(tǒng)故障的恢復(fù)？介質(zhì)故障恢復(fù)？) 答：事務(wù)故障的恢復(fù)：事務(wù)故障的恢復(fù)是由DBMS DBMs 執(zhí)行恢復(fù)步驟是：自動完成的，對用戶是透明的。系統(tǒng)的恢復(fù)步驟是：（1）正向掃描日志文件，找出在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)隊列（REDO 隊列）和未完成的事務(wù)隊列（uNDO 隊列）。進行REDO 處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個REDO 事務(wù)重新執(zhí)行日志文件登記的操作。具體過程是：( 1 ) DBA 裝入最新的數(shù)據(jù)庫后備副本（離故障發(fā)生時刻最近的轉(zhuǎn)儲副本）, 使數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲時的一致性狀態(tài)；( 2 ) DBA 裝入轉(zhuǎn)儲結(jié)束時刻的日志文件副本；( 3 ) DBA 啟動系統(tǒng)恢復(fù)命令，由DBMS 完成恢復(fù)功能，即重做已完成的事務(wù)。答答：利用日志技術(shù)進行數(shù)據(jù)庫恢復(fù)時，恢復(fù)子系統(tǒng)必須搜索日志，確定哪些事務(wù)需要REDO ，哪些事務(wù)需要uNDO 。在采用檢查點技術(shù)之前，恢復(fù)時需要從頭掃描日志文件，而利用檢查點技術(shù)只需要從T 。答：（1）從重新開始文件（見第11 題的圖）中找到最后一個檢查點記錄在日志文件中的地址，由該地址在日志文件中找到最后一個檢查點記錄。3 ）從檢查點開始正向掃描日志文件：① 如有新開始的事務(wù)T * ，把T ＊暫時放入uNDO 一LlsT 隊列；② 如有提交的事務(wù)毛，把毛從UNDO 一LIST 隊列移到REDO 一LIST 隊列，直到日志文件結(jié)束；4 ）對UNDO 一LIST 中的每個事務(wù)執(zhí)行UNDO 操作，對REDO 一LIST 中的每個事務(wù)執(zhí)行REDO 操作。當(dāng)出現(xiàn)介質(zhì)故障時，可由鏡像磁盤繼續(xù)提供使用，同時DBMS 自動利用鏡像磁盤數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)，不需要關(guān)閉系統(tǒng)和重裝數(shù)據(jù)庫副本。當(dāng)多個事務(wù)并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫時就會產(chǎn)生同時讀取和／或修改同一數(shù)據(jù)的情況。 ( l ）丟失修改（lost update ) 兩個事務(wù) Tl 和T2讀入同一數(shù)據(jù)并修改，T2提交的結(jié)果破壞了（覆蓋了） Tl 提交的結(jié)果，導(dǎo)致 Tl 的修改被丟失。最常用的技術(shù)是封鎖技術(shù)。加鎖后事務(wù) T 就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在事務(wù) T 釋放它的鎖之前，其他的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對象。若事務(wù) T 對數(shù)據(jù)對象 A 加上 X 鎖，則只允許 T 讀取和修改 A ，其他任何事務(wù)都不能再對 A 加任何類型的鎖，直到 T 釋放 A 上的鎖。這就保證了其他事務(wù)可以讀 A ，但在 T 釋放 A 上的 S 鎖之前不能對 A 做任何修改。DBMS 按照一定的封鎖協(xié)議，對并發(fā)操作進行控制，使得多個并發(fā)操作有序地執(zhí)行，就可以避免丟失修改、不可重復(fù)讀和讀“臟’夕數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)不一致性?；铈i的含義是該等待事務(wù)等待時間太長，似乎被鎖住了，實際上可能被激活。6 ．試述活鎖的產(chǎn)生原因和解決方法。11 ．請給出檢測死鎖發(fā)生的一種方法，當(dāng)發(fā)生死鎖后如何解除死鎖？答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般采用允許死鎖發(fā)生， DBMS 檢測到死鎖后加以解除的方法。若時限設(shè)置得太長，又不能及時發(fā)現(xiàn)死鎖發(fā)生。 12 ．什么樣的并發(fā)調(diào)度是正確的調(diào)度？答：可串行化（ Serializable ）的調(diào)度是正確的調(diào)度。 T3：A : = A **2 。因為串行執(zhí)行次序有 Tl T2T Tl T3TT2T1TT2T3Tl 、T3T1TT3T2 Tl 。 4 答： 最后結(jié)果 A 為 0 ，為非串行化的調(diào)度。證明：首先以兩個并發(fā)事務(wù) Tl 和T2為例，存在多個并發(fā)事務(wù)的情形可以類推。設(shè) Tl 和T2訪問的潛在沖突的公共對象為{A1，A2 … ， An ｝。這時如果存在 w ∈ x 或 Y ，T2已獲得 w 的鎖，則出現(xiàn)死鎖；否則， Tl 在對 x 、 Y 中對象全部處理完畢后，T2才能執(zhí)行。 12 ．舉例說明，對并發(fā)事務(wù)的一個調(diào)度是可串行化的，而這些并發(fā)事務(wù)不一定遵守兩段鎖協(xié)議。因此系統(tǒng)在對某一數(shù)據(jù)對象加鎖時不僅要檢查該數(shù)據(jù)對象上有無（顯式和隱式）封鎖與之沖突，還要檢查其所有上級結(jié)點和所有下級結(jié)點，看申請的封鎖是否與這些結(jié)點上的（顯式和隱式）封鎖沖突，顯然，這樣的檢查方法效率很低。換言之，對關(guān)系和數(shù)據(jù)庫加 ix 鎖，表示它的后裔結(jié)點 ― 某個元組擬（意向）加 X 鎖。答： IS鎖：如果對一個數(shù)據(jù)對象加 IS 鎖，表示它的后裔結(jié)點擬（意向）加 S 鎖。相容矩陣：15 ．理解并解釋下列術(shù)語的含義：封鎖、活鎖、死鎖、排它鎖、共享鎖、并發(fā)事務(wù)的調(diào)度、可串行化的調(diào)度、兩段