【文章內(nèi)容簡介】 Sname：學(xué)生姓名，Sdept：系名，MN：系主任名，Course：課程名，Grade：成績．(1)寫出關(guān)系模式Student的基本函數(shù)依賴及其主碼．(2)將關(guān)系模式分解為2NF，并說明為什么?(3)將關(guān)系模式分解為3NF，并說明為什么? 答案：答：（1）該關(guān)系模式存在以下函數(shù)依賴： Sno→Sname，Sdept→MN，Sno→Sdept，（Sno，Course）→Grade 顯然關(guān)系模式的碼為Sno，Course。（2）原關(guān)系模式是屬于1NF的，非主屬性Grade完全按函數(shù)依賴于碼，而其他非主屬性對碼的函數(shù)依賴均為部分函數(shù)依賴，所以不屬于2NF?？蓪⒃撽P(guān)系模式分解為2NF如下： Student1（Sno，Sname，Sdept，MN）Student2（Sno，Course，Grade）（3）（2）中的關(guān)系模式Student1中存在Sno→Sdept，Sdept→MN，即非主屬性MN傳遞依賴于碼Sno，所以Student1可以進一步分解為3NF如下： Student11（Sno，Sname，Sdept）Student12（Sdept，MN）而Student2中不存在非主屬性對碼的傳遞依賴，故已經(jīng)屬于3NF。最終原關(guān)系模式分解為3NF得到： Student11（Sno，Sname，Sdept）Student12（Sdept，MN）Student2（Sno，Course，Grade）請舉一個屬于2NF，但不屬于3NF的關(guān)系模式的例子，并指出可能出現(xiàn)的“異?！?。答案：關(guān)系模式R（A, B, C, D, E），在R上有如下函數(shù)依賴集：F={AB→E，B→C，C→D} 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟分為哪幾個階段，各階段結(jié)束后分別產(chǎn)生哪些文檔或得到什么結(jié)果。答案：數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（六個階段）需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計（ER圖）、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計（規(guī)范化）、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫實施、數(shù)據(jù)庫運行和維護什么是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計? 答案：答：根據(jù)特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所提供的多種存儲結(jié)構(gòu)和存取方法等依賴于具體計算機結(jié)構(gòu)的各項物理設(shè)計措施，對具體的應(yīng)用任務(wù)選定最合適的物理存儲結(jié)構(gòu)（包括文件類型、索引結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的存放次序與位邏輯等）、存取方法和存取路徑等。這個過程就叫做數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計。用實體完整性規(guī)則解釋關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，表的主碼(主鍵)不能取空值的原因．答案：答：（1）關(guān)系對應(yīng)著事物實體集，如學(xué)生關(guān)系對應(yīng)于一個學(xué)生集合；（2）現(xiàn)實世界的實體是可區(qū)分的，如學(xué)號是區(qū)分不同學(xué)生的標(biāo)志；（3）關(guān)系以主碼作為區(qū)分關(guān)系元組的惟一性標(biāo)志，因此，候選碼中的屬性（主屬性）不能取空值。否則，關(guān)系的一個元組就不能被標(biāo)識，也就是說有個事物實體是不能區(qū)分的，這就和(2)矛盾。這種述規(guī)則稱為關(guān)系的實體完整性。例如：郵政局派信，顯然，信封上的通訊地址和姓名是主屬性。如果這兩個屬性之一取空值，即“不知道”，那么信件將無法投遞給收信人。這樣，這封信就是不完整的。數(shù)據(jù)庫的基本恢復(fù)技術(shù)有哪些?答案：答：基于日志的數(shù)據(jù)恢復(fù)和基于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫為什么要并發(fā)控制?答案：答：多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時，使用并發(fā)控制可以避免數(shù)據(jù)不一致。數(shù)據(jù)庫的體系的三級結(jié)構(gòu)。答案：答：數(shù)據(jù)庫的體系的三級結(jié)構(gòu)指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由模式、外模式和內(nèi)模式三級構(gòu)成的。關(guān)系規(guī)范化一般應(yīng)遵循的原則是什么?各范式之間有什么關(guān)系? 答案：（1）關(guān)系模式規(guī)范化一般應(yīng)遵循的原則如下： ① 將關(guān)系模式進行無損連接分解，在關(guān)系模式分解的過程中，數(shù)據(jù)不能丟失或增加，要保持數(shù)據(jù)的完整性； ② 合理地選擇規(guī)范化程度。在規(guī)范化時，既要考慮到低級范式造成的冗余度高、數(shù)據(jù)不一致性，又要考慮到高級范式帶來的查詢效率低的問題； ③ 要考慮正確性和可實現(xiàn)原則，即要保證規(guī)范化過程是正確的，并且通過規(guī)范化能達到要求。（2）各范式之間的關(guān)系為：4NF BCNF 3NF 2NF 1NF，1NF消去非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴便得到2NF，2NF消去非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴便得到3NF，3NF消去主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴便得到BCNF，BCNF消去非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴得到4NF。第三篇：數(shù)據(jù)庫原理總結(jié)1關(guān)系的范式及規(guī)范化范式是衡量關(guān)系模式優(yōu)劣的標(biāo)準。范式級別越高，其數(shù)據(jù)冗余和操作異常現(xiàn)象就越少。第一范式：如果一個關(guān)系模式R的所有屬性都是不可分的基本數(shù)據(jù)項，則這個關(guān)系屬于第一范式。第二范式：若關(guān)系模式R屬于第一范式，且每個非主屬性都完全函數(shù)依賴于主鍵，則R屬于第二范式。第三范式：若關(guān)系模式R屬于第一范式，且每個非主屬性都不傳遞依賴于主關(guān)鍵字，則R屬于第三范式。BC范式：若關(guān)系模式R屬于第一范式，且每個屬性都不傳遞依賴于主關(guān)鍵字，則R屬于BC范式。2對模式的分解顯然不是隨意的，主要涉及以下兩個原則：無損聯(lián)結(jié)：當(dāng)對關(guān)系模式R進行分解時，R的元組將分別在相應(yīng)屬性集進行投影而產(chǎn)生新的關(guān)系。如果對新的關(guān)系進行自然聯(lián)接得到的元組的集合與原關(guān)系完全一致，則稱為無損聯(lián)結(jié)。保持依賴：當(dāng)對關(guān)系模式R進行分解時，R的函數(shù)依賴集也將按相應(yīng)的模式進行分解。如果分解后總的函數(shù)依賴集與原函數(shù)依賴集保持一致，則稱為保持依賴。3事務(wù)的定義：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，由用戶定義的一組操作序列組成，序列中的操作要么全做要么全不做。4簡述事務(wù)所具有的ACID（原子性，一致性，隔離性，持續(xù)性）特性：事務(wù)的ACID特性是： 原子性：事務(wù)是一個不可分割的單位。一致性：事務(wù)對數(shù)據(jù)庫操作的結(jié)果是將數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€一致性狀態(tài)。隔離性：多個事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行不互相干擾。持續(xù)性：事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就是永久性的。5事務(wù)的調(diào)度：事務(wù)的執(zhí)行次序稱為調(diào)度。若多個事務(wù)是按照某一次序串行地執(zhí)行，則稱事務(wù)的調(diào)度是串行調(diào)度。若多個事務(wù)同時交叉地并行執(zhí)行，則稱事務(wù)的調(diào)度為并發(fā)調(diào)度。6事務(wù)并發(fā)執(zhí)行產(chǎn)生的不一致情況及避免：并發(fā)操作可能會產(chǎn)生丟失修改,不能重復(fù)讀和讀”臟”數(shù)據(jù)這三種不一致情況，采用封鎖機制來進行并發(fā)控制,可避各種不一致情況。一級封鎖協(xié)議可以避免丟失修改，二級封鎖協(xié)議可以避免丟失修改和讀”臟”數(shù)據(jù)，三級封鎖協(xié)議可以避免丟失修改、不能重復(fù)讀和讀”臟”數(shù)據(jù)。7事務(wù)的COMMIT語句和ROLLBACK語句的功能是什么？答：COMMIT語句表示事務(wù)執(zhí)行成功地接結(jié)束（提交），此時告訴系統(tǒng)，DB要進入一個新的正確狀態(tài)，該事務(wù)對DB的所有更新都已交付實施（寫入磁盤）。ROLLBACK語句表示事務(wù)執(zhí)行不成功地結(jié)束（應(yīng)該“回退”）此時告訴系統(tǒng)，已發(fā)生錯誤，DB可能處在不正確的狀態(tài)，該事務(wù)對DB的所有更新必須被撤消，DB應(yīng)恢復(fù)該事務(wù)到初始狀態(tài)。8活鎖和死鎖：活鎖：在多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行的過程中，可能會存在某個總有機會獲得鎖的事務(wù)卻永遠也沒得到鎖的現(xiàn)象，可以通過“先來先服務(wù)”的策略預(yù)防活鎖的發(fā)生。死鎖：在多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行過程中，多個并發(fā)事務(wù)處于相互等待的狀態(tài)的現(xiàn)象。9死鎖的預(yù)防：數(shù)據(jù)庫當(dāng)中預(yù)防死鎖的方法有兩種。第一種方法是要求每個事務(wù)必須一次性地將所有要使用的數(shù)據(jù)加鎖或必須按照一個預(yù)定的加鎖順序?qū)κ褂玫降臄?shù)據(jù)加鎖。第二種方法是每當(dāng)處于等待狀態(tài)的事務(wù)由可能導(dǎo)致死鎖時，就不再等待下去，強行回滾該事務(wù)。10完整性約束的定義：關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供的三類完整性約束：實體完整性、參照完整性和用戶自定義完整性。實體完整性：實體完整性約束是指任何基本表（關(guān)系）的主鍵（主關(guān)鍵字）中的每一個屬性列都不能取空值，即基本表中的每一個元組在主鍵上的分量都有值。參照完整性：根據(jù)參照完整性原則，用戶只要定義了某一個關(guān)系（基本表）的外鍵（外部關(guān)鍵字），系統(tǒng)就會控制外鍵的值要么為空，要么等于被參照關(guān)系中某一個主鍵的值，這就是系統(tǒng)對外鍵的一種約束。用戶定義完整性：用戶定義完整性約束條件的作用對象可以是屬性列、元組或關(guān)系（基本表），其中對屬性列的約束可以規(guī)定屬性列的數(shù)據(jù)類型、取值范圍等；對元組的約束可以規(guī)定元組中各屬性間的相互關(guān)系；而對關(guān)系的約束則可以規(guī)定各元組間或關(guān)系間的相互聯(lián)系。11故障恢復(fù)的原則：對數(shù)據(jù)庫的影響有兩種可能性：一是數(shù)據(jù)庫本身被破壞；二是數(shù)據(jù)庫沒有被破壞，但數(shù)據(jù)可能不正確，這是因為事務(wù)的運行被非正常終止造成的。12恢復(fù)算法一般由兩部分組成：在正常事務(wù)處理時采取措施，保證有足夠的冗余信息可用于故障恢復(fù)。故障發(fā)生后采取措施，將數(shù)據(jù)庫內(nèi)容恢復(fù)到某個保證數(shù)據(jù)庫一致性、事務(wù)原子性及持久性的狀態(tài)。13數(shù)據(jù)庫在運行過程中可能產(chǎn)生的故障有哪幾類? 答：1)事務(wù)故障：事務(wù)在運行過程中由于種種原因，如輸入數(shù)據(jù)的錯誤，運算溢出，違反了某些完整性限制，某些應(yīng)用程序的錯誤，以及并行事務(wù)發(fā)生死鎖等，使事務(wù)未能運行到正常中指點之前就被撤消了，這種情況稱為“事務(wù)故障”。2)系統(tǒng)故障：系統(tǒng)故障是指系統(tǒng)在運行過程中，由于某些原因，如OS和DBMS代碼錯誤，操作員操作事物。特定類型的硬件錯誤（CPU故障），突然停電等造成系統(tǒng)停止運行，致使事物在執(zhí)行過程中以非控方式中指。這時。內(nèi)存中的信息丟失，而存儲在外存儲上的數(shù)據(jù)未受影響，這種情況稱為“系統(tǒng)故障”。3)介質(zhì)故障：系統(tǒng)在運行過程中，由于某種硬件故障，如磁盤損壞，磁頭碰撞，或由于OS的某種潛在的錯誤。瞬間強磁場干擾，使存儲在外存的數(shù)據(jù)部分損失或全部損失，稱之為“介質(zhì)故障”。14故障恢復(fù)技術(shù)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲、日志文件、檢查點方法、數(shù)據(jù)庫鏡像15關(guān)系的完整性約束：域完整性約束：關(guān)系中屬性的值應(yīng)是域中的值，并由語義決定其能否為空值。實體完整性約束：關(guān)系中的主鍵不能為空值。參照完整性約束：關(guān)系的外鍵必須是另一個關(guān)系主鍵的有效值或者是空值。用戶自定義完整性約束：正對某一具體數(shù)據(jù)的約束條件，由應(yīng)用環(huán)境決定。16故障恢復(fù)原理是冗余可分為副本和日志?；謴?fù)算法：在正常事物處理時采取措施，保證有足夠的冗余信息可用于故障恢復(fù)、故障發(fā)生后采取措施，將數(shù)據(jù)庫內(nèi)容恢復(fù)到某個保證數(shù)據(jù)庫一致性、事物原子性及持久性的狀態(tài)。17事務(wù)故障的恢復(fù)：事務(wù)故障是指事務(wù)在運行至正常終止點前被中止，這時恢復(fù)子系統(tǒng)應(yīng)利用日志文件撤消（UNDO）此事務(wù)已對數(shù)據(jù)庫進行的修改。事務(wù)故障的恢復(fù)是由系統(tǒng)自動完成的，對用戶是透明的，系統(tǒng)的恢復(fù)步驟是：⑴ 反向掃描文件日志（即從最后向前掃描日志文件），查找該事務(wù)的更新操作。⑵ 對該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作。即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫。這樣，如果記錄中是插入操作，則相當(dāng)于做刪除操作（因此時“更新前的值”為空）。若記錄中是刪除操作，則做插入操作，若是修改操作，則相當(dāng)于用修改前值代替修改后值。⑶ 繼續(xù)反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的其他更新操作，并做同樣處理。⑷ 如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開始標(biāo)記，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。18系統(tǒng)故障的恢復(fù)：系統(tǒng)故障造成數(shù)據(jù)庫不一致狀態(tài)的原因有兩個，一是未完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新可能已寫入數(shù)據(jù)庫，二是已提交事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的更新可能還留在緩沖區(qū)沒來得及寫入數(shù)據(jù)庫。因此，恢復(fù)操作就是要撤銷故障發(fā)生時未完成的事務(wù)，重做已完成的事務(wù)。系統(tǒng)恢復(fù)步驟如下：正向掃描日志文件，即從頭掃描日志文件，找出在故障發(fā)證前已經(jīng)提交的事務(wù)，將其事務(wù)標(biāo)示記入重做隊列，同時找出故障發(fā)證時尚未完成的事務(wù)，將其事務(wù)標(biāo)識計入撤銷隊列、對撤銷隊列中的各個事務(wù)進行撤銷處理、對重做隊列中的各個事務(wù)進行重做掃描19日志文件作用及建立原因：答：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。目的是進行事物故障恢復(fù)；進行系統(tǒng)故障恢復(fù)；協(xié)助后備副本進行介質(zhì)故障恢復(fù)。20三級模式：三級模式結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)庫的三級模式由外模式、概念模式和內(nèi)模式三級模式構(gòu)成。概念模式：簡稱模式，又稱數(shù)據(jù)庫模式、邏輯模式。一個數(shù)據(jù)庫只有一個概念模式，它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)的中間層，概念模式是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯描述，而不是數(shù)據(jù)庫本身，它是裝配數(shù)據(jù)的一個結(jié)構(gòu)框架。外模式：外模式簡稱子模式，又稱用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的接口。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式，設(shè)置外模式的優(yōu)點如下：方便用戶使用，簡化用戶接口、保證數(shù)據(jù)的獨立性、有利于數(shù)據(jù)共享、有利于數(shù)據(jù)安全和保密。內(nèi)模式：內(nèi)模式也稱存儲模式。是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示形式。一個數(shù)據(jù)庫只能有一個內(nèi)模式。21兩級映像：外模式/概念模式映像：外模式/概念模式映像定義了各個外模式與概念模式間的映像關(guān)系。概念模式/內(nèi)模式映像：概念模式/內(nèi)模式映像定義了數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。22兩極結(jié)構(gòu)的獨立性：物