【正文】 用戶和非法操作，完整性措施的防范對象是不合語義的數(shù)據(jù)。一般可以分為六類：靜態(tài)列級約束、靜態(tài)元組約束、靜態(tài)關(guān)系約束、動(dòng)態(tài)列級約束、動(dòng)態(tài)元組約束、動(dòng)態(tài)關(guān)系約束。靜態(tài)元組約束就是規(guī)定組成一個(gè)元組的各個(gè)列之間的約束關(guān)系，靜態(tài)元組約束只局限在單個(gè)元組上。常見的靜態(tài)關(guān)系約束有： ( l ）實(shí)體完整性約束； ( 2 ）參照完整性約束； ( 3 ）函數(shù)依賴約束。動(dòng)態(tài)元組約束是指修改某個(gè)元組的值時(shí)需要參照其舊值，并且新舊值之間需要滿足某種約束條件。4 . DBMS 的完整性控制機(jī)制應(yīng)具有哪些功能？答:DBMS 的完整性控制機(jī)制應(yīng)具有三個(gè)方面的功能： ( l ）定義功能，即提供定義完整性約束條件的機(jī)制； ( 2 ）檢查功能，即檢查用戶發(fā)出的操作請求是否違背了完整性約束條件；( 3 ）違約反應(yīng)：如果發(fā)現(xiàn)用戶的操作請求使數(shù)據(jù)違背了完整性約束條件，則采取一定的動(dòng)作來保證數(shù)據(jù)的完整性。 ( 2 ）冊 l 除被參照關(guān)系的元組時(shí)的考慮，這時(shí)系統(tǒng)可能采取的作法有三種： l ）級聯(lián)刪除（ CASCADES ) 。 3 ）置空值刪除（ NULLIFIES ）。 ( 4 ）修改關(guān)系中主碼的問題。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(guān)系中。然后要區(qū)分是參照關(guān)系還是被參照關(guān)系。用 sQL 語言定義這兩個(gè)關(guān)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(gè)模式的主碼；定義參照完整性；定義職工年齡不得超過 60 歲。CREATE TABLE EMP (Empno NUMBER(4), Ename VARCHAR(10), Age NUMBER(2), CONSTRAINT C1 CHECK ( Aage=60), Job VARCHAR(9), Sal NUMBER(7,2), Deptno NUMBER(2), CONSTRAINT FK_DEPTNO FOREIGN KEY(Deptno) REFFERENCES DEPT(Deptno))。而對于違反參照完整性的操作，并不都是簡單地拒絕執(zhí)行，有時(shí)要根據(jù)應(yīng)用語義執(zhí)行一些附加的操作，以保證數(shù)據(jù)庫的正確性。定義1：設(shè)R(U)是屬性集U上的關(guān)系模式。若對于R(U)的任意一個(gè)可能的關(guān)系r，r中不可能存在兩個(gè)元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴于X，記作X224。（即只要X上的屬性值相等，Y上的值一定相等。Y，但Y不是X的子集，則稱X224。若不特別聲明，總是討論非平凡的函數(shù)依賴。Y，但Y是X的子集，則稱X224。若X224。若X224。X，則記作X223。Y。 Y。Y，并且對于X的任何一個(gè)真子集X’，都有X’ 224。Y，但Y不完全函數(shù)依賴于X，則稱Y對X部分函數(shù)依賴定義3：若關(guān)系模式R的每一個(gè)分量是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，則關(guān)系模式R屬于第一范式(1NF)。（即1NF消除了非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴則成為2NF）。Y，Y 224。 Z成立，則稱RU，F(xiàn)∈3NF。若X224。定義7:關(guān)系模式RU，F(xiàn)∈1NF，如果對于R的每個(gè)非平凡多值依賴X224。Y(Y不是X的子集，Z=UXY不為空)，X都含有碼，則稱RU，F(xiàn)∈4NF。學(xué)生：學(xué)號、姓名、出生年月、系名、班號、宿舍區(qū)。系：系名、系號、系辦公地點(diǎn)、人數(shù)。 語義如下：一個(gè)系有若干專業(yè)，每個(gè)專業(yè)每年只招一個(gè)班，每個(gè)班有若干學(xué)生。每個(gè)學(xué)生可參加若干學(xué)會(huì)，每個(gè)學(xué)會(huì)有若干學(xué)生。 請給出關(guān)系模式，寫出每個(gè)關(guān)系模式的極小函數(shù)依賴集，指出是否存在傳遞函數(shù)依賴，對于函數(shù)依賴左部是多屬性的情況討論函數(shù)依賴是完全函數(shù)依賴，還是部分函數(shù)依賴。Sname，Sno224。Class，Class224。Rno 傳遞依賴如下：由于Sno224。Sno ，Dept224。 由于Class224。 Class，Dept224。 由于Sno224。Sno，Class224。 B、班級C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear)的最小函數(shù)依賴集如下: Class224。Cnum，Class224。Dept. 由于Class224。Class，Pname224。 C、系D(Dept，Dno，Office，Dnum)的最小函數(shù)依賴集如下： Dept224。Dept，Dno224。Dnum 根據(jù)上述函數(shù)依賴可知，Dept與Office，Dept與Dnum之間不存在傳遞依賴。Myear，Mname224。Mnum 該模式不存在傳遞依賴。( 2 ）已知X 一Y ，據(jù)增廣律得翔一Wy ，因?yàn)殛帋祝㈱ ，所以X 林協(xié)明，Z ，通過傳遞律可知翔一Z 。5 ．試舉出3 個(gè)多值依賴的實(shí)例。假設(shè)每個(gè)專業(yè)有多個(gè)學(xué)生，有一組必修課。按照語義對于M 的每一個(gè)值M i , s 有一個(gè)完整的集合與之對應(yīng)而不問C 取何值，所以M 一一S 。（2）關(guān)系模式ISA ( I , S , A ）中，I 表示學(xué)生興趣小組，S 表示學(xué)生，A 表示某興趣小組的活動(dòng)項(xiàng)目。每個(gè)學(xué)生必須參加所在興趣小組的所有活動(dòng)項(xiàng)目，每個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目要求該興趣小組的所有學(xué)生參加。（3）關(guān)系模式RDP ( R , D , P ）中，R 表示醫(yī)院的病房，D 表示責(zé)任醫(yī)務(wù)人員，P 表示病人。12．下面的結(jié)論哪些是正確的? 哪些是錯(cuò)誤的? 對于錯(cuò)誤的請給一個(gè)反例說明之。答：正確。（2）任何一個(gè)二目關(guān)系是屬于BCNF.答:正確。Y,且Y不是X的子集時(shí)，每個(gè)決定因素都包含碼，對于二目關(guān)系決定因素必然包含碼。證明：設(shè)R為一個(gè)二目關(guān)系R(A1，A2)，則屬性A1和A2之間可能存在以下幾種依賴關(guān)系：A、A1224。A1，則關(guān)系R的碼為A1，決定因素都包含碼，所以，R是BCNF。A2，A2224。包含碼。C、R的碼為(A1，A2)（即A1 224。A1），決定因素都（3）任何一個(gè)二目關(guān)系是屬于4NF.答:正確。第7章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)1．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程。這是一個(gè)完整的實(shí)際數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是上述六個(gè)階段的不斷反復(fù)。答：各階段的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： ( l ）需求分析：準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。 ( 3 ）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè) DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進(jìn)行優(yōu)化。 ( 5 ）數(shù)據(jù)庫實(shí)施：設(shè)計(jì)人員運(yùn)用 DBMS 提供的數(shù)據(jù)語言、工具及宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行。3 ．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分形成的數(shù)據(jù)庫模式。4 ．試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。其主要特點(diǎn)有： ( l ）數(shù)據(jù)庫建設(shè)是硬件、軟件和干件（技術(shù)與管理的界面）的結(jié)合。5 ．需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是什么？調(diào)查的內(nèi)容是什么？答：需求分析階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能。6 ．?dāng)?shù)據(jù)字典的內(nèi)容和作用是什么？答：數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集合。其中數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)字典的作用：數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，在需求分析階段建立，是下一步進(jìn)行概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中不斷修改、充實(shí)、完蓋。答：概念結(jié)構(gòu)是信息世界的結(jié)構(gòu)，即概念模型，其主要特點(diǎn)是： ( l ）能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求，是對現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型； ( 2 ）易于理解，從而可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵； ( 3 ）易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對概念模型修改和擴(kuò)充； ( 4 ）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。8 ．什么叫數(shù)據(jù)抽象？試舉例說明。如“分類’夕這種抽象是：定義某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對象的類型。它抽象了對象值和型之間的， 39。在 E 一 R 模型中，實(shí)體型就是這種抽象。 9 ．試述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性和設(shè)計(jì)步驟。設(shè)計(jì)步驟：概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法有多種，其中最經(jīng)常采用的策略是自底向上方法，該方法的設(shè)計(jì)步驟通常分為兩步：第 1 步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖，第 2 步是集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu)。首先設(shè)計(jì)各個(gè)子系統(tǒng)的局部視圖，然后通過視圖集成的方式將各子系統(tǒng)有機(jī)地融合起來，綜合成一個(gè)系統(tǒng)的總視圖。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)不再面向某個(gè)應(yīng)用而是整個(gè)系統(tǒng)。一般說來，視圖集成可以有兩種方式： ( l ）多個(gè)分 E 一 R 圖一次集成。無論采用哪種方式，每次集成局部 E 一 R 圖時(shí)都需要分兩步走： ( l ）合并，解決各分 E 一 R 圖之間的沖突，將各分 E 一 R 圖合并起來生成初步 E 一 R 圖； ( 2 ）修改和重構(gòu)，消除不必要的冗余，生成基本 E 一 R 圖。答：數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本 E 一 R 圖轉(zhuǎn)換為與選用的 DBMS 產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。14 ．規(guī)范化理論對數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)有什么指導(dǎo)意義？答：規(guī)范化理論為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員判斷關(guān)系模式的優(yōu)劣提供了理論標(biāo)準(zhǔn)，可用以指導(dǎo)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化，用來預(yù)測模式可能出現(xiàn)的問題，為設(shè)計(jì)人員提供了自動(dòng)產(chǎn)生各種模式的算法工具，使數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工作有了嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)。答：數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于給定的 DBMS 。數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)步驟通常分為兩步： ( l ）確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)； ( 2 ）對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間效率和空間效率。數(shù)據(jù)量一般都很大，而且數(shù)據(jù)來源于部門中的各個(gè)不同的單位。因此這樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、組織入庫的工作是相當(dāng)費(fèi)力費(fèi)時(shí)的工作。保證輸入數(shù)據(jù)正確性的方法：為提高數(shù)據(jù)輸入工作的效率和質(zhì)量，應(yīng)該針對具體的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)來完成數(shù)據(jù)入庫的任務(wù)。 17 ．什么是數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造？為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造？答：數(shù)據(jù)庫的再組織是指：按原設(shè)計(jì)要求重新安排存儲(chǔ)位置、回收垃圾、減少指針鏈等，以提高系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)庫的再組織是不修改數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式的。 DBMS 一般都提供用于數(shù)據(jù)重組織的實(shí)用程序。這就要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫重構(gòu)造。答：關(guān)系模型為：作者（作者號，姓名，年齡，性別，電話，地址）出版社（出版社號，名稱，地址，聯(lián)系電話）出版（作者號，出版社號，書的數(shù)量）出版關(guān)系的主碼作者號，出版社號分別參照作者關(guān)系的主碼作者號和出版社關(guān)系的主碼出版社號。對每本書存有：書號，書名，作者，出版社。要求：給出 E 一 R 圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。答：重要性：關(guān)系系統(tǒng)的查詢優(yōu)化既是 RDBMS 實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)又是關(guān)系系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)所在。用戶只要提出“干什么”，不必指出“怎么干”?？赡苄裕哼@是因?yàn)椋?( l ）優(yōu)化器可以從數(shù)據(jù)字典中獲取許多統(tǒng)計(jì)信息，例如關(guān)系中的元組數(shù)、關(guān)系中每個(gè)屬性值的分布情況、這些屬性上是否有索引、是什么索引（ B ＋樹索引還是 HASH 索引或惟一索引或組合索引）等。 ( 2 ）如果數(shù)據(jù)庫的物理統(tǒng)計(jì)信息改變了，系統(tǒng)可以自動(dòng)對查詢進(jìn)行重新優(yōu)化以選擇相適應(yīng)的執(zhí)行計(jì)劃。 ( 3 ）優(yōu)化器可以考慮數(shù)十甚至數(shù)百種不同的執(zhí)行計(jì)劃，從中選出較優(yōu)的一個(gè)，而程序員一般只能考慮有限的幾種可能性。系統(tǒng)的自動(dòng)優(yōu)化相當(dāng)于使得所有人都擁有這些優(yōu)化技術(shù)。 此查詢要求信息系學(xué)生選修了的所有課程名稱。答：3 ．試述查詢優(yōu)化的一般準(zhǔn)則。4 ．試述查詢優(yōu)化的一般步驟。 ( 2 ）把語法樹轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)化）形式。 ( 3 ）選擇低層的存取路徑。第10章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)1．試述事務(wù)的概念及事務(wù)的4 個(gè)特性。事務(wù)具有4 個(gè)特性：原子性（Atomicity ）、一致性（consistency ）、隔離性( Isolation ）和持續(xù)性（Durability ）。原子性：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏輯工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做。隔離性：一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。持續(xù)性：持續(xù)性也稱永久性（Perfnanence ) ，指一個(gè)事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。2 ．為什么事務(wù)非正常結(jié)束時(shí)會(huì)影響數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的正確性，請列舉一例說明之。如果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生故障，有些事務(wù)尚未完成就被迫中斷，這些未完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫所做的修改有一部分已寫入物理數(shù)據(jù)庫，這時(shí)數(shù)據(jù)庫就處于一種不正確的狀態(tài)，或者說是不一致的狀態(tài)。則可以定義一個(gè)事務(wù)T , T 包括兩個(gè)操作；Ql = Ql 一Q , Q2= Q2 + Q。3 ．?dāng)?shù)據(jù)庫中為什么要有恢復(fù)子系統(tǒng)？它的功能是什么？答：因?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件的故障、軟件的錯(cuò)誤、操作員的失誤以及惡意的破壞是不可避免的，這些故障輕則造成運(yùn)行事務(wù)非正常中斷，影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，重則破壞數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫中全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失，因此必須要有恢復(fù)子系統(tǒng)。4 ．?dāng)?shù)據(jù)庫運(yùn)行中可能產(chǎn)生的故障有哪幾類？哪些故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行？哪些故障破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)？答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生各種各樣的故障，大致可以分以下幾類：（1）事務(wù)內(nèi)部的故障；（2）系統(tǒng)故障；（3）介質(zhì)故障；（4）計(jì)算機(jī)病毒。5 ．?dāng)?shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本技術(shù)有哪些？答：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和登錄日志文件是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本技術(shù)。6 ．?dāng)?shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲(chǔ)的意義是什么？試比較各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法。所謂轉(zhuǎn)儲(chǔ)即DBA 定期地將數(shù)據(jù)庫復(fù)制到磁帶或另一個(gè)磁盤上保存起來的過程。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：在系統(tǒng)中無運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作，如上圖所示。同樣，新的事務(wù)必須等待轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束才能執(zhí)行。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：指轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取或修改。但是，轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束時(shí)后援副本上的數(shù)據(jù)并不能保證正確有效。為此，必須把轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間各事務(wù)對數(shù)據(jù)庫的修改活動(dòng)登記下來，建立日志文件( 109 fil