数据库系统与应用部分课后答案

1-4.什么是数据库？数据库中的数据有什么特点？

数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可表现为多种形式的可共享的大量数据集合。数据库特征：数据按一定的数据模型组织、描述和储存；可为各种用户共享；冗余度较小；数据独立性较高；易扩展。 1-5.什么是数据库管理系统？它的主要功能是什么？

数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,它的职能是有效地组织和存储数据、获取和管理数据，接受和完成用户提出的访问数据的各种请求。功能：数据定义功能，提供数据定义语言(DDL)，用于定义数据库中的数据对象；数据操纵功能，提供数据操纵语言(DML)，用于操纵数据实现对数据库的基本操作；数据库的运行管理，保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用、发生故障后的系统恢复及数据库的内部维护；数据库的建立和维护功能，提供实用程序，完成数据库数据批量装载，数据库转储，介质故障恢复，数据库的重组织和性能监视等。 1-7.什么是数据的完整性？什么是数据的共享性？为什么要使数据库中的数据具有完整性和共享性？

数据完整性是指数据的正确性、有效性和相容性。数据的共享性是指由于数据库系统是从整体角度上看待和描述数据的，数据不再面向某个应用，而是面向整个系统。数据的完整性高会使得数据库中的数据冗余度变小，从而避免了由于数据冗余度大带来的数据冲突问题，也避免了由此产生的数据维护麻烦和数据统计错误问题。数据共享度高会提高数据的利用率，它使得数据更有价值和更容易、更方便地被使用。 1-8数据库系统阶段的数据管理有什么特点？

数据管理是对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。 （一）人工管理特点：数据的管理者，应用程序，数据不保存；数据面向的对象，某一应用程序；数据的共享程度，无共享、冗余度极大；数据的独立性，不独立，完全依赖于程序 数据的结构化，无结构；数据控制能力，应用程序自己控制。

（二）文件系统特点：数据的管理者，文件系统，数据可长期保存；数据面向的对象，某一应用程序；数据的共享程度，共享性差、冗余度大；数据的结构化，记录内有结构，整体无结构；数据的独立性，独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序；数据控制能力，应用程序自己控制；

（三）数据库系统特点：数据的管理者，DBMS；数据面向的对象，现实世界；数据的结构

化，整体结构化；数据的共享程度，共享度高；数据的独立性，高度的物理独立性和一定的 逻辑独立性；数据控制能力，由DBMS统一管理和控制。 1-11.试述数据库管理员的职责？ 一、 一般监视

1． 监控数据库的警告日志。

2． Linstener.log的监控，/network/admin/linstener.ora。

3． 重做日志状态监视，留意视图v$log，v$logfile，该两个视图存储重做日志的信息。 4． 监控数据库的日常会话情况。

5． 碎片、剩余表空间监控，及时了解表空间的扩展情况、以及剩余空间分布情况，如果有连续的自由空间，手工合并。 6． 监控回滚段的使用情况。

7． 监控扩展段是否存在不满足扩展的表。 8． 监控临时表空间。

9． 监视对象的修改。定期列出所有变化的对象。

10． 跟踪文件，有初始化参数文件、用户后台文件、系统后台文件

二、 对数据库的备份监控和管理 数据库的备份至关重要，对数据库的备份策略要根据实际要求进行更改，数据的日常备份情况进行监控。由于我们使用了磁带库，所以要对legato备份软件进行监控，同时也要对rman备份数据库进行监控。

三、 规范数据库用户的管理

定期对管理员等重要用户密码进行修改。对于每一个项目，应该建立一个用户。DBA应该和相应的项目管理人员或者是程序员沟通，确定怎样建立相应的数据库底层模型，最后由DBA统一管理，建立和维护。任何数据库对象的更改，应该由DBA根据需求来操作。 四、 对SQL语句的书写规范的要求

一个SQL语句，如果写得不理想，对数据库的影响是很大的。所以，每一个程序员或相应的工作人员在写相应的SQL语句时，应该严格按照《SQL书写规范》一文。最后要有DBA检查才可以正式运行。 五、 DBA深层次要求

一个数据库能否健康有效的运行，仅靠这些日常的维护还是不够的，还应该致力于数据库的更深一层次的管理和研究：数据库本身的优化，开发上的性能优化；项目的合理化；安全化审计方面的工作；数据库的底层建模研究、规划设计；各种数据类型的处理；内部机制的研究；ora-600错误的研究、故障排除，等等很多值得探讨的问题。

2-2 关系模型的三个要素是什么？

关系模型的组成：关系数据结构；关系操作集合；关系完整性约束。 2-3 常见的关系代数有哪几种运算？

关系代数用到的运算符包括四类：集合运算符、专门的关系运算符、算术比较符和逻辑运算符。

3-1 ．试述 sQL 语言的特点。

答：(l）综合统一。 sQL 语言集数据定义语言 DDL 、数据操纵语言 DML 、数据控制语言 DCL 的功能于一体。(2）高度非过程化。用 sQL 语言进行数据操作，只要提出“做什么”，而无需指明“怎么做”，因此无需了解存取路径，存取路径的选择以及 sQL 语句的操作过程由系统自动完成。 (3）面向集合的操作方式。 sQL 语言采用集合操作方式，不仅操作对象、查找结果可以是元组的集合，而且一次插入、删除、更新操作的对象也可以是元组的集合。(4）以同一种语法结构提供两种使用方式。 sQL 语言既是自含式语言，又是嵌入式语言。作为自含式语言，它能够独立地用于联机交互的使用方式；作为嵌入式语言，它能够嵌入到高级语言程序中，供程序员设计程序时使用。(5）语言简捷，易学易用。 3-2 ．试述 sQL 的定义功能。

答：sQL 的数据定义功能包括定义表、定义视图和定义索引。 SQL 语言使用 cREATE TABLE 语句建立基本表， ALTER TABLE 语句修改基本表定义， DROP TABLE 语句删除基本表；使用 CREATE INDEX 语句建立索引， DROP INDEX 语句删除索引；使用 CREATE VIEW 语句建立视图， DROP VIEW 语句删除视图。 3-3．什么是基本表？什么是视图？二者的区别和联系是什么？ 答:两者的区别和联系是什么？基本表是本身独立存在的表，在 sQL 中一个关系就对应一个表。视图是从一个或几个基本表导出的表。视图本身不独立存储在数据库中，是一个虚表。即数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在导出视图的基本表中。视图在概念上与基本表等同，用户可以如同基本表那样使用视图，可以在视图上再定

义视图。

3-9 所有的视图是否都可以更新？为什么？

答:不是。视图是不实际存储数据的虚表，因此对视图的更新，最终要转换为对基本表的更新。因为有些视图的更新不能惟一有意义地转换成对相应基本表的更新，所以，并不是所有的视图都是可更新的.

3-10．哪类视图是可以更新的？哪类视图是不可更新的？各举一例说明。

答：基本表的行列子集视图一般是可更新的。若视图的属性来自集函数、表达式，则该视图肯定是不可以更新的。

5-1.名词解释。

数据冗余、函数依赖、键、闭包、最小依赖集、多值依赖、1NF、2NF、3NF、4NF、无损分解、保持函数依赖。

函数依赖:FD，设有关系模式R(U)，X，Y是U的子集， r是R的任一具体关系，如果对r的任意两个元组t1,t2,由t1[X]=t2[X]导致t1[Y]=t2[Y], 则称X函数决定Y,或Y函数依赖于X，记为X→Y。X→Y为模式R的一个函数依赖。

最小函数依赖集：如果函数集合F满足以下三个条件：(1)F中每个函数依赖的右部都是单属性； (2)F中的任一函数依赖X→A，其F-{X→A}与F是不等价的；(3)F中的任一函数依赖X→A，Z为X的子集，（F-{X→A}）∪{Z→A}与F不等价。则称F为最小函数依赖集合，记为Fmin。

多值依赖：设R(U)是属性集U上的一个关系模式，X，Y，Z是U的子集，并且Z=U-X-Y, 用x,y,z分别代表属性集X,Y，Z的值，只要r是R的关系，r中存在元组(x,y1,z1)和(x,y2,z2)时， 就也存在元组(x,y1,z2)和(x,y2,z1),那么称多值依赖(MultiValued Dependency MVD) X→→Y在关系模式R中成立。

1NF：第一范式。如果关系模式R的所有属性的值域中每一个值都是不可再分解的值, 则称R是属于第一范式模式。如果某个数据库模式都是第一范式的，则称该数据库存模式属于第一范式的数据库模式。 第一范式的模式要求属性值不可再分裂成更小部分，即属性项不能是属性组合和组属性组成。

2NF：第二范式。如果关系模式R为第一范式，并且R中每一个非主属性完全函数依赖于R的某个候选键， 则称是第二范式模式；如果某个数据库模式中每个关系模式都是第二范式的，则称该数据库模式属于第二范式的数据库模式。 (注：如果A是关系模式R的候选键的一个属性，则称A是R的主属性，否则称A是R的非主属性。) 。

3NF：第三范式。如果关系模式R是第二范式，且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键， 则称R是第三范式的模式。如果某个数据库模式中的每个关系模式都是第三范式，则称为3NF的数据库模式。

4NF：第四范式。设R是一个关系模式，D是R上的多值依赖集合。如果D中成立非平凡多值依赖X→→Y时， X必是R的超键，那么称R是第四范式的模式。

无损分解：设R是一个关系模式，F是R上的一个依赖集，R分解为关系模式的集合ρ＝｛R1(U1),R2(U2), ?,Rn(Un)｝。如果对于R中满足F的每一个关系r，都有

r＝∏R1(r) ??∏R2(r) ?????∏Rn(r)则称分解相对于F是无损连接分解，简称为无损分解，否则就称为有损分解。

6-2．试述数据库设计过程。

答：这里只概要列出数据库设计过程的六个阶段： ( l ）需求分析； ( 2 ）概念结构设计； ( 3 ）逻辑结构设计； ( 4 ）数据库物理设计； ( 5 ）数据库实施； ( 6 ）数据库运行和维

护。这是一个完整的实际数据库及其应用系统的设计过程。不仅包括设计数据库本身，还包括数据库的实施、运行和维护。设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复。

6-3 ．为了设计一个良构可靠的数据库结构，数据库设计必须达到哪些目标。

答：目标是：1.数据库支持特定的和实时的信息提取。2.数据库基本表应当正确、有效地构造。3.数据库的完整性约束条件的作用对象有列、元组和关系三种粒度。4.数据库支持与组织机构有关的业务规则。5.数据库支持未来的扩充。 6-5 ．数据字典的内容和作用是什么？ 答：数据字典是系统中各类数据描述的集合。数据字典的内容通常包括： ( l ）数据项； ( 2 ）数据结构； ( 3 ）数据流； ( 4 ）数据存储； ( 5 ）处理过程五个部分。其中数据项是数据的最小组成单位，若干个数据项可以组成一个数据结构。数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流和数据存储的逻辑内容。数据字典的作用：数据字典是关于数据库中数据的描述，在需求分析阶段建立，是下一步进行概念设计的基础，并在数据库设计过程中不断修改、充实、完盖。

6-7 试述数据库概念结构设计的常用方法。

答：自顶向下；自低向上；逐步扩张；混合策略；P119 6-8 ．什么是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤。（简答）

答：数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的基本 E 一 R 图转换为与选用的 DBMS 产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。设计步骤为 : ( l ）将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型； ( 2 ）将转换来的关系、网状、层次模型向特定 DBMS 支持下的数据模型转换； ( 3 ）对数据模型进行优化。 6-9 试述把E-R图转换为关系模型的转换规则。(简答)

答：将E-R图转换一般遵循如下规则：实体与实体属性的转换（一个实体型转换为一个关系模式，实体的属性就是关系的属性，实体的关键字就是关系模式的键）；实体间联系的转换（1.1:1联系：一个1:1的联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并；2.1:N联系：一个1:N的联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与N端对应的关系模式合并；3.N:M联系：一个N:M的联系必须转换为一个独立的关系模式，与该联系相连的各实体的键以及联系本身的属性均转换为关系模式的属性，而关系模式的键为各实体键的组合；4.三个及三个以上实体：三个或三个以上实体间的一个多元联系要转换为一个关系模式，与该多元联系相连的各实体的键以及联系本身的属性均转换为关系模式的属性，而关系模式的键为各实体键的组合；5.具有相同键的关系模式可以合并。） 6-11 ．试述数据库物理设计的内容和步骤。（简答）

答：数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于给定的 DBMS 。为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构，就是数据库的物理设计的主要内容。数据库的物理设计步骤通常分为两步： ( l ）确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构； ( 2 ）对物理结构进行评价，评价的重点是时间效率和空间效率。

7-1事务的作用是什么？事务控制一般有哪些语句？他们的功能如何？试说明之。 7-2 什么叫数据库恢复？数据库恢复的基本技术有哪些？

答：数据转储和登录日志文件是数据库恢复的基本技术。当系统运行过程中发生故障，利用转储的数据库后备副本和日志文件就可以将数据库恢复到故障前的某个一致性状态。 7-3什么叫日志？它有什么作用？ 答：（1）日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。（2）设立日志文件的目的是：