【正文】 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)。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)?；謴?fù)子系統(tǒng)的功能是：把數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)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)）。 如果 T 非正常終止時(shí)只做了第一個(gè)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 。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。答：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)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。即一個(gè)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(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。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(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。 這 4 個(gè) 特 性 也 簡 稱 為 ACID 特 性 。答：事務(wù)是用戶定義的一個(gè)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(gè)不可分割的 工 作 單 位 。 ( 4 ）生成查詢計(jì)劃，選擇代價(jià)最小的。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：各個(gè)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。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(shí)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(gè)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。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。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 ! 。 ( 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。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。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。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。它減輕了用戶選擇存取路徑的負(fù)擔(dān)。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。對每本被借出的書存有讀者號、借出日期和應(yīng)還日期。19 ．請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)圖書館數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中對每個(gè)借閱者保存讀者記錄，包括：讀者號，姓名，地址，性別，年齡，單位。 18 ．現(xiàn)有一局部應(yīng)用，包括兩個(gè)實(shí)體：“出版社”和“作者”，這兩個(gè)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）。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。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(shí)間后，由于記錄不斷增、刪、改，會(huì)使數(shù)據(jù)庫的物理存儲(chǔ)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(shí) DBA 就要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重組織。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)。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。特別是原系統(tǒng)是手工數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)時(shí)，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)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(gè)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。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(chǔ)、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。為一個(gè)給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)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。 15 ．試述數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟。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。 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。 ( 2 ）逐步集成，用累加的方式一次集成兩個(gè)分 E 一 R 圖。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(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。這樣，設(shè)計(jì)清晰，由簡到繁。 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(shí)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)。答：重要性：數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)是整個(gè)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。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(gè)實(shí)體值，具有教師共同的特性和行為：在某個(gè)系某個(gè)專業(yè)教學(xué)，講授某些課程，從事某個(gè)方向的科研。 i 5 member of ”的語義。這些對象具有某些共同的特性和行為。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。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(gè)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)。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。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(chǔ)的邏輯內(nèi)容。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(chǔ)； ( 5 ）處理過程五個(gè)部分。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(chǔ)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(shí)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。 ( 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(gè)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。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。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(gè) 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(chǔ)安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。 ( 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(jià)、調(diào)整與修改。 ( 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(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）。 ( 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(gè)獨(dú)立于具體 DBMS 的概念模型。2 ．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程各個(gè)階段上的設(shè)計(jì)描述。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)。答：這里只概要列出數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程的六個(gè)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)。因?yàn)橹挥袃蓚€(gè)屬性，所以無非平凡的多值依賴。A2，A2 224。R 是 BCNF。A1，則關(guān)系 R 的碼為 A2，所以決定因素都包含碼，R 是 BCNF。B、 A1224。A2，但 A2224。詳細(xì)證明如下：（任何二元關(guān)系模式必定是BCNF）。按 BCNF 的定義，若 X224。因?yàn)殛P(guān)系模式中只有兩個(gè)屬性，所以無傳遞。（1） 任何一個(gè)二目關(guān)系是屬于 3NF。假設(shè)每個(gè)病房住有多個(gè)病人，有多個(gè)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。按 照 語 義 有 I 一 一 S , I 一 一 A 成 立 。假設(shè)每個(gè)興趣小組有多個(gè)學(xué)生，有若干活動(dòng)項(xiàng)目。由于 C 與 S 的完全對稱性，必然有 M 一一 C 成立。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。答：（1） 關(guān)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。( 3 ）已知 zcy ，根據(jù)自反律知、吟 z ，又因?yàn)?x 一 Y ，所以由傳遞律可得 x 一 Z 。 (3)各關(guān)系模式的候選碼、外部碼，全碼如下：A、 學(xué)生 S 候選碼：Sno；外部碼：Dept、Class；無全碼B、 班級 C 候選碼：Class；外部碼：Dept；無全碼C、 系 D 候選碼：Dept 或 Dno；無外部碼；無全碼D、 學(xué)會(huì) M 候選碼：Mname；無外部碼；無全碼3 ． 試 由 amstrong 公 理 系 統(tǒng) 推 導(dǎo) 出 下 面三條 推 理 規(guī) 則 ： ( l ） 合 并 規(guī)則 ： 若 X 一 Z , X 一 Y ， 則 有 X 一 YZ ( 2 ） 偽 傳 遞 規(guī) 則 ： 由 x 一 Y ， 明 吟 z 有 翔 一 z ( 3 ） 分 解 規(guī) 則 ： x 一 Y , zcy ， 有 x 一 z 證 明( l ）已知 X 一 Z ，由增廣律知喲，YZ ，又因?yàn)?X 一 Y ，可得獄一 X 卜）YZ ，最后根據(jù)傳 遞 律 得 x 一 YZ 。Maddr，Mname224。 D、學(xué)會(huì) M(Mname，Myear，Maddr，Mnum)的最小函數(shù)依賴集如下： Mname224。Office，Dno224。Dno，Dno224。Dept 所以 C1ass 與 Dept 之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Pname，Pname224。Cyear，Pname224。Pname，Class224。Dept 所以 Sno 與 Dept 之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Class，Class224。Rno 所以 Class 與 Rno 之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Dept，Dept 224。Rno（宿舍區(qū)）所以 Sno 與 Rno 之間存在著傳遞函數(shù)依賴。Dept，而 Dept224。Dept，DEPT224。Sbirth，Sno224。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(huì)：M(Mname，Myear，Maddr，Mnum) (2)每個(gè)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。學(xué)生參加某學(xué)會(huì)有一個(gè)入會(huì)年份。一個(gè)系的學(xué)生住在同一宿舍區(qū)。學(xué)會(huì)：學(xué)會(huì)名、成立年份、辦公地點(diǎn)、人數(shù)。班級：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。2．建立一個(gè)關(guān)于系、學(xué)生、班級、學(xué)會(huì)等諸信息的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。224。Y 且 Y 不是 X 的子集時(shí),X 必含有碼，則RU，F(xiàn) BCNF∈ 。定義 6:關(guān)系模式 RU，F(xiàn) 1NF ∈ 。 X，Y 224。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 4：若關(guān)系模式 R 1NF∈ ，且每一個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則關(guān)系模式 R 2NF ∈ 。 Y，則稱Y 對 X 完全函數(shù)依賴 若 X224。定義 2：在 R(U)中，如果 X224。若 Y 不函數(shù)依賴于 X，則記作 X 224。224。Y，Y224。Y，則 X 叫做決定因素(Determinant)。Y 是平凡的函數(shù)依賴。X224。Y 是非平凡的函數(shù)依賴。）術(shù)語和記號：X224。Y。X，Y 是屬性集 U 的子集。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 。7 ．關(guān)系系統(tǒng)中，當(dāng)操作違反實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時(shí)，一般是如何分別進(jìn)行處理的？答:對于違反實(shí)體完整性和用戶定義的完整性的操作一般都采用拒絕執(zhí)行的方式進(jìn)行處理。答CREATE TABLE DEPT (Deptno NUMBER(2), Deptname VARCHAR(10), Manager VARCHAR(10), PhoneNumber Char(12) CONSTRAINT PK_SC RIM