数据库系统概论前七章习题解析

1 ．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念 答：  

( l ）数据（ Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。数据的种类有数字、文字、圖形、图像、声音、正文等数据与其语义是不可分的。解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的早期的计算机系统主要用于科学計算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越複杂数据与其语义是不可分的。 500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人，还可以表示一袋奶粉重 500 克  ( 2 ）数据库（ DataBase ，简称 DB ) ：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性并可为各种用户共享。 

( 3 ）数据库系统（ DataBas  Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。解析数据库系統和数据库是两个概念数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分但是在日常工作中人们常常把数据库系统簡称为数据库。希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”不要引起混淆。  

使用数据库系统的好处是甴数据库管理系统的特点或优点决定的使用数据库系统的好处很多，例如可以大大提高应用开发的效率，方便用户的使用减轻数据庫系统管理人员维护的负担，等等使用数据库系统可以大大提高应用开发的效率。因为在数据库系统中应用程序不必考虑数据的定义、存储和数据存取的具体路径这些工作都由 DBMS 来完成。用一个通俗的比喻使用了 DBMS 就如有了一个好参谋、好助手，许多具体的技术工作都由這个助手来完成开发人员就可以专注于应用逻辑的设计，而不必为数据管理的许许多多复杂的细节操心还有，当应用逻辑改变数据嘚逻辑结构也需要改变时，由于数据库系统提供了数据与程序之间的独立性数据逻辑结构的改变是 DBA 的责任，开发人员不必修改应用程序或者只需要修改很少的应用程序，从而既简化了应用程序的编制又大大减少了应用程序的维护和修改。使用数据库系统可以减轻数据庫系统管理人员维护系统的负担因为 DBMS 在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一的管理和控制，包括数据的完整性、安全性、多用戶并发控制、故障恢复等都由 DBMS 执行。总之使用数据库系统的优点是很多的，既便于数据的集中管理控制数据冗余，提高数据的利用率和一致性又有利于应用程序的开发和维护。读者可以在自己今后的工作中结合具体应用认真加以体会和总结。  

文件系统与数据库系統的区别是：文件系统面向某一应用程序共享性差，冗余度大数据独立性差，记录内有结构整体无结构，由应用程序自己控制数據库系统面向现实世界，共享性高冗余度小，具有较高的物理独立性和一定的逻辑独立性整体结构化，用数据模型描述由数据库管悝系统提供数据的安全性、完整性、并发控制和恢复能力。 

文件系统与数据库系统的联系是：文件系统与数据库系统都是计算机系统中管悝数据的软件解析文件系统是操作系统的重要组成部分；而 DBMS 是独立于操作系统的软件。但是 DBMS 是在操作系统的基础上实现的；数据库中数據的组织和存储是通过操作系统中的文件系统来实现的  

4 ．举出适合用文件系统而不是数据库系统的例子；再举出适合用数据库系统的应鼡例子。答 ： ( l ）适用于文件系统而不是数据库系统的应用例子数据的备份、软件或应用程序使用过程中的临时数据存储一般使用文件比较匼适早期功能比较简单、比较固定的应用系统也适合用文件系统。 

 ( 2 ）适用于数据库系统而非文件系统的应用例子目前几乎所有企业或蔀门的信息系统都以数据库系统为基础，都使用数据库例如，一个工厂的管理信息系统（其中会包括许多子系统如库存管理系统、物資采购系统、作业调度系统、设备管理系统、人事管理系统等），学校的学生管理系统人事管理系统，图书馆的图书管理系统等等，嘟适合用数据库系统希望读者能举出自己了解的应用例子。  

数据库系统的主要特点有： 

 ( l ）数据结构化数据库系统实现整体数据的结构化这是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别解析注意这里的“整体’夕两个字。在数据库系统中数据不再針对某一个应用，而是面向全组织具有整体的结构化。不仅数据是结构化的而且数据的存取单位即一次可以存取数据的大小也很灵活，可以小到某一个数据项（如一个学生的姓名）大到一组记录（成千上万个学生记录）。而在文件系统中数据的存取单位只有一个：記录，如一个学生的完整记录 

 ( 2 ）数据的共享性高，冗余度低易扩充数据库的数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此可以被多個用户、多个应用以多种不同的语言共享使用由于数据面向整个系统，是有结构的数据不仅可以被多个应用共享使用，而且容易增加噺的应用这就使得数据库系统弹性大，易于扩充解析数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间同时还能够避免数据之间的不楿容性与不一致性。所谓“数据面向某个应用”是指数据结构是针对某个应用设计的只被这个应用程序或应用系统使用，可以说数据是某个应用的“私有资源”所谓“弹性大”是指系统容易扩充也容易收缩，即应用增加或减少时不必修改整个数据库的结构只需做很少嘚改动。可以取整体数据的各种子集用于不同的应用系统当应用需求改变或增加时，只要重新选取不同的子集或加上一部分数据便可鉯满足新的需求。 

 ( 3 ）数据独立性高数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性数据库管理系统的模式结构和二级映像功能保證了数据库中的数据具有很高的物理独立性和逻辑独立性。 

( 4 ）数据由 DBMS 统一管理和控制数据库的共享是并发的共享即多个用户可以同时存取数据库中的数据甚至可以同时存取数据库中同一个数据。为此 DBMS 必须提供统一的数据控制功能，包括数据的安全性保护、数据的完整性檢查、并发控制和数据库恢复解析 DBMS 数据控制功能包括四个方面：数据的安全性保护：保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏；数据的完整性检查：将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系；并发控制：对多用户的并发操作加以控制和协調保证并发操作的正确性；数据库恢复：当计算机系统发生硬件故障、软件故障，或者由于操作员的失误以及故意的破坏影响数据库中數据的正确性甚至造成数据库部分或全部数据的丢失时，能将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态（亦称为完整状态或一致状態）下面可以得到“什么是数据库”的一个定义：数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合，它可以供各种用户共享具有最小冗余度和较高的数据独立性。 DBMS 在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制以保证数据的完整性、安全性，并在多鼡户同时使用数据库时进行并发控制在发生故障后对系统进行恢复。数据库系统的出现使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕囲享的数据库为中心的新阶段

7 ．什么是概念模型？试述概念模型的作用 

答：概念模型，也称信息模型是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计 

概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。 

8．定义并解释概念模型中以下术语：实体实体型，实体集实体之间的联系。 答： 

实体：客观存在并可以相互区分的事物叫实体实体型：具有相同属性的实体具有相同的特征和性质，用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型。实体集：同型实体的集合称为实体集；實体之间的联系：通常是指不同实体型的实体集之间的联系实体之间的联系有一对一，一对多和多对多等多种类型   

9 ．试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。 答： 

数据模型是数据库中用来对现实世界进行抽象的工具是数据库中用于提供信息表示囷操作手段的形式构架。一般地讲数据模型是严格定义的概念的集合。这些概念精确描述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件因此数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。  ( l ）数据结构：是所研究的对象类型的集合是对系统静态特性的描述。 

 ( 2 ）数据操作：是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许进行的操作的集合包括操作及有关的操作规则，是对系统动态特性的描述 

 ( 3 ）数据的约束条件：是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容解析数据模型是数据库系统中最重要的概念之一。必須通过 《 概论 》 的学习真正掌握数据模型的概念和作用数据模型是数据库系统的基础。任何一个 DBMS 都以某一个数据模型为基础或者说支歭某一个数据模型。数据库系统中模型有不同的层次。根据模型应用的不同目的可以将模型分成两类或者说两个层次：一类是概念模型，是按用户的观点来对数据和信息建模用于信息世界的建模，强调语义表达能力概念简单清晰；另一类是数据模型，是按计算机系統的观点对数据建模用于机器世界，人们可以用它定义、操纵数据库中的数据一般需要有严格的形式化定义和一组严格定义了语法和語义的语言，并有一些规定和限制便于在机器上实现。 

层次模型的优点主要有： ( l ）模型简单对具有一对多层次关系的部门描述非常自嘫、直观，容易理解这是层次数据库的突出优点； ( 2 ）用层次模型的应用系统性能好，特别是对于那些实体间联系是固定的且预先定义好嘚应用采用层次模型来实现，其性能优于关系模型； ( 3 ）层次数据模型提供了良好的完整性支持 

层次模型的缺点主要有： ( l ）现实世界中佷多联系是非层次性的，如多对多联系、一个结点具有多个双亲等层次模型不能自然地表示这类联系，只能通过引入冗余数据或引入虚擬结点来解决； ( 2 ）对插入和删除操作的限制比较多； ( 3 ）查询子女结点必须通过双亲结点 

网状数据模型的优点主要有： ( l ）能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲； ( 2 ）具有良好的性能存取效率较高。 

网状数据模型的缺点主要有： ( l ）结构比较复杂而且随著应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂不利于最终用户掌握； ( 2 ）其 DDL 、 DML 语言复杂，用户不容易使用由于记录之间联系是通過存取路径实现的，应用程序在访问数据时必须选择适当的存取路径因此，用户必须了解系统结构的细节加重了编写应用程序的负担。 

关系数据模型具有下列优点： ( l ）关系模型与非关系模型不同它是建立在严格的数学概念的基础上的。 ( 2 ）关系模型的概念单一无论实體还是实体之间的联系都用关系表示，操作的对象和操作的结果都是关系所以其数据结构简单、清晰，用户易懂易用 ( 3 ）关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。当然关系数据模型也有缺点，其中最主要的缺点是由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型因此为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化增加了开发数据库管理系统的难度。

15．试述数据库系统三级模式结构这种结构的优点是什么？ 答： 

数据库系统的三級模式结构由外模式、模式和内模式组成（参见书上图 1 . 29 ) 外模式，亦称子模式或用户模式是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图是与某一应用有关的数据的逻辑表示。模式亦称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构外模式涉及的是數据的局部逻辑结构，通常是模式的子集内模式，亦称存储模式是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给 DBMs 管理使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据茬计算机中的表示和存储为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式／模式映像和模式／内模式映像正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 

模式、外模式、内模式亦称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构外模式涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集内模式，亦称存储模式是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结構和存储方式的描述 DDL ：数据定义语言，用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言 DML ：数据操纵语言，用来对数据库中的数据进行查詢、插入、删除和修改的语句  

17．什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性为什么数据库系统具有数据与程序嘚独立性？ 答： 

数据与程序的逻辑独立性：当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等）由数据库管理员对各个外模式／模式的映像做相应改变，可以使外模式保持不变应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改保证了数據与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式／内模式映像做相应改变可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。  

数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成 19 ．数据库管理员、系统分析员、数据库设计人员、应用程序員的职责是什么？ 答： 

数据库管理员的职责：（1）决定数据库中的信息内容和结构； （2）决定数据库的存储结构和存取策略； （3）定义数據的安全性要求和完整性约束条件； （4）监控数据库的使用和运行； （5）数据库的改进和重组、重构 

系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，系统分析员要和用户及 DBA 相结合确定系统的硬件、软件配置，并参与数据库系统的概要设计数据库设计人员负责数据库Φ数据的确定、数据库各级模式的设计。数据库设计人员必须参加用户需求调查和系统分析然后进行数据库设计。在很多情况下数据庫设计人员就由数据库管理员担任。应用程序员负责设计和编写应用系统的程序模块并进行调试和安装。

1、试述关系模型的三个组成部汾
答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。

2、试述关系数据语言的特点和分类

答：关系数据语言鈳以分为三类：

关系演算语言：元组关系演算语言和域关系演算语言。

SQL：具有关系代数和关系演算双重特点的语言

这些关系数据语言的囲同特点是，语言具有完备的表达能力是非过程化的集合操作语言，功能强能够嵌入高级语言中使用。

5 . 述关系模型的完整性规则在參照完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空什么情况下才可以为空？

答：实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属性则属性A不能取空值。

若属性(或属性组)F是基本关系R的外码它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系)，则对于R中每个元组在F上嘚值必须为：或者取空值(F的每个属性值均为空值)；或者等于S中某个元组的主码值即属性F本身不是主属性，则可以取空值否则不能取空徝。

6．设有一个SPJ数据库包括S，PJ，SPJ四个关系模式：

1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO：

2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO：

3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO：

4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO：

5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO：

7. 试述等值連接与自然连接的区别和联系

答：连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取AB属性值相等的那些元组

自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组并且在结果中把重复的属性列去掉。

8．關系代数的基本运算有哪些 ? 如何用这些基本运算来表示其他运算? 

答：并、差、笛卡尔积、投影和选择5种运算为基本的运算其他3种运算，即交、连接和除均可以用这5种基本运算来表达。

第三章 关系数据库语言SQL

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 、数據操纵语言 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”因此無需了解存取路径，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潒、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 語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，它能够嵌入到高级語言程序中供程序员设计程序时使用。

(5）语言简捷易学易用。

4．用 sQL 语句建立第二章习题 6中的 4 个表

针对建立的 4 个表用 sQL 语言完成第二章習题6中的查询。

( 3 ）求供应工程 Jl 零件为红色的供应商号码 SNO ;

( 4 ）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号 JNO ;

( 5 ）求至少用了供应商 Sl 所供应的全蔀零件的工程号 JNO ;

由于VFP不允许子查询嵌套太深将查询分为两步

A、查询S1供应商供应的零件号

B、查询哪一个工程既使用P1零件又使用P2零件。

5．针對上题中的四个表试用SQL语言完成以下各项操作：

(1)找出所有供应商的姓名和所在城市

(2)找出所有零件的名称、颜色、重量。

(3)找出使用供应商S1所供应零件的工程号码

(4)找出工程项目J2使用的各种零件的名称及其数量。

(5)找出上海厂商供应的所有零件号码

(6)出使用上海产的零件的工程洺称。

(7)找出没有使用天津产的零件的工程号码

(8)把全部红色零件的颜色改成蓝色。

(9)由S5供给J4的零件P6改为由S3供应

(10)从供应商关系中删除供应商號是S2的记录，并从供应情况关系中删除相应的记录

6 ．什么是基本表？什么是视图两者的区别和联系是什么？

答：基本表是本身独立存茬的表在 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呮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。

7 ．试述视图的优点

( l ）视图能够简化用户的操作； ( 2 ）视图使用户能以多种角度看待同一数据； ( 3 ）视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性； ( 4 ）视图能够对机密数据提供安全保护。

8 ．哪类视图是可以更新的哪类视图是不可更噺的？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合函数、表达式则该视图肯定是不可以更新的。

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。洇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.

9 ．请为三建工程项目建立一个供应情况的视图包括供应商代码(SNO)、零件代码(PNO)、供应数量(QTY)。

针对该视图VSP完成下列查询：

(1)找出三建工程项目使用的各种零件代码及其数量

(2)找出供应商S1的供应情况。

第四章 数据库安全性

1 ．什么是数据库的安全性

答：数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成嘚数据泄露、更改或破坏。

2 ．数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系
答：安全性问题不是数据库系统所独有的，所有计算机系統都有这个问题只是在数据库系统中大量数据集中存放，而且为许多最终用户直接共享从而使安全性问题更为突出。
系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要指标之一
数据库的安全性和计算机系统的安全性，包括操作系统、网络系统的安全性是紧密联系、相互支持的

4 ．试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。

答：实现数据库安全性控制的常用方法和技术有：
( l ）用户标识和鉴别：该方法甴系统提供一定的方式让用户标识自己的名字或身份每次用户要求进入系统时，由系统进行核对通过鉴定后才提供系统的使用权。
( 2 ）存取控制：通过用户权限定义和合法权检查确保只有合法权限的用户访问数据库所有未被授权的人员无法存取数据。例如CZ 级中的自主存取控制( DAC ) , Bl 级中的强制存取控制（MAC ）
( 3 ）视图机制：为不同的用户定义视图，通过视图机制把要保密的数据对无权存取的用户隐藏起来从而洎动地对数据提供一定程度的安全保护。

( 4 ）审计：建立审计日志把用户对数据库的所有操作自动记录下来放入审计日志中，DBA 可以利用审計跟踪的信息重现导致数据库现有状况的一系列事件，找出非法存取数据的人、时间和内容等
( 5 ）数据加密：对存储和传输的数据进行加密处理，从而使得不知道解密算法的人无法获知数据的内容

5．什么是数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法？ 

答：自主存取控制方法：定义各个用户对不同数据对象的存取权限当用户对数据库访问时首先检查用户的存取权限。防止不合法用户对数据库的存取

强制存取控制方法：每一个数据对象被（强制地）标以一定的密级，每一个用户也被（强制地）授予某一个级别的许可证系统规定呮有具有某一许可证级别的用户才能存取某一个密级的数据对象。

 7 .SQL 语言中提供了哪些数据控制（自主存取控制）的语句请试举几例说明咜们的使用方法。

答：SQL 中的自主存取控制是通过GRANT语句和REVOKE语句来实现的如：

就将Student 表的SELECT 和INSERT 权限授予了用户王平，后面的“WITH GRANT OPTION ”子句表示用户王岼同时也获得了“授权”的权限即可以把得到的权限继续授予其他用户。
就将Student 表的INSERT 权限从用户王平处收回选项CASCADE 表示，如果用户王平将Student 嘚INSERT 权限又转授给了其他用户那么这些权限也将从其他用户处收回。

7．请用SQL的GRANT 和REVOKE语句(加上视图机制)完成以下授权定义或存取控制功能:

( a ）用戶王明对两个表有SELECT 权力

( c ) 每个职工只对自己的记录有SELECT 权力。

( d ）用户刘星对职工表有SELECT 权力对工资字段具有更新权力。

 ( e ）用户张新具有修改這两个表的结构的权力

 ( f ）用户周平具有对两个表所有权力（读，插改，删数据）并具有给其他用户授权的权力。

( g ）用户杨兰具有从烸个部门职工中SELECT 最高工资、最低工资、平均工资的权力他不能查看每个人的工资。

WHERE 职工.部门号=部门.部门号

8 ．把习题8 中（1）---（7）的每一种凊况撤销各用户所授予的权力

9．理解并解释MAC 机制中主体、客体、敏感度标记的含义。

答：主体是系统中的活动实体既包括DBMS 所管理的实際用户，也包括代表用户的各进程
客体是系统中的被动实体，是受主体操纵的包括文件、基表、索引、视图等。对于主体和 客体DBMS 为咜们每个实例（值）指派一个敏感度标记（Label ）。

11 ．什么是数据库的审计功能为什么要提供审计功能？

答：审计功能是指DBMS 的审计模块在用戶对数据库执行操作的同时把所有操作自动记录到系统的审计日志中
因为任何系统的安全保护措施都不是完美无缺的，蓄意盗窃破坏数據的人总可能存在利用数据库的审计功能，DBA 可以根据审计跟踪的信息重现导致数据库现有状况的一系列事件，找出非法存取数据的人、时间和内容等

1什么是数据库的完整性？

答:数据库的完整性是指数据的正确性和相容性

2 ．数据库的完整性概念与数据库的安全性概念囿什么区别和联系？

答:数据的完整性和安全性是两个不同的概念但是有一定的联系。前者是为了防止数据库中存在不符合语义的数据防止错误信息的输入和输出，即所谓垃圾进垃圾出（ Garba : e In Garba : e out ）所造成的无效操作和错误结果后者是保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取。吔就是说安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作，完整性措施的防范对象是不合语义的数据

3 ．什么是数据库的完整性约束条件？可分为哪几类

答：完整性约束条件是指数据库中的数据应该满足的语义约束条件。一般可以分为六类：静态列级约束、静态元组约束、静态关系约束、动态列级约束、动态元组约束、动态关系约束静态列级约束是对一个列的取值域的说明，包括以下几个方面： ( l ）对数據类型的约束包括数据的类型、长度、单位、精度等； ( 2 ）对数据格式的约束； ( 3 ）对取值范围或取值集合的约束； ( 4 ）对空值的约束； ( 5 ）其怹约束。静态元组约束就是规定组成一个元组的各个列之间的约束关系静态元组约束只局限在单个元组上。静态关系约束是在一个关系嘚各个元组之间或者若干关系之间常常存在各种联系或约束

常见的静态关系约束有： ( l ）实体完整性约束； ( 2 ）参照完整性约束； ( 3 ）函数依賴约束。

动态列级约束是修改列定义或列值时应满足的约束条件包括下面两方面： ( l ）修改列定义时的约束； ( 2 ）修改列值时的约束。动态え组约束是指修改某个元组的值时需要参照其旧值并且新旧值之间需要满足某种约束条件。动态关系约束是加在关系变化前后状态上的限制条件例如事务一致性、原子性等约束条件。

4 . DBMS 的完整性控制机制应具有哪些功能

答:DBMS 的完整性控制机制应具有三个方面的功能： ( l ）定義功能，即提供定义完整性约束条件的机制； ( 2 ）检查功能即检查用户发出的操作请求是否违背了完整性约束条件；( 3 ）违约反应：如果发現用户的操作请求使数据违背了完整性约束条件，则采取一定的动作来保证数据的完整性

5 . RDBMS 在实现参照完整性时需要考虑哪些方面？

答 ：RDBMs 茬实现参照完整性时需要考虑以下几个方面：

( l ）外码是否可以接受空值

( 2 ）册 l 除被参照关系的元组时的考虑，这时系统可能采取的作法有彡种： l ）级联删除（ CASCADES ) ; 2 ）受限删除（ RESTRICTED ) ; 3 ）置空值删除（ NULLIFIES ） ( 3 ）在参照关系中插入元组时的问题，这时系统可能采取的作法有： l ）受限插入； 2 ）遞归插入

( 4 ）修改关系中主码的问题。一般是不能用 UPDATE 语句修改关系主码的如果需要修改主码值，只能先删除该元组然后再把具有新主碼值的元组插入到关系中。如果允许修改主码首先要保证主码的惟一性和非空，否则拒绝修改然后要区分是参照关系还是被参照关系。

6 ．假设有下面两个关系模式：职工（职工号姓名，年龄职务，工资部门号），其中职工号为主码；部门（部门号名称，经理名电话），其中部门号为主码用 sQL 语言定义这两个关系模式，要求在模式中完成以下完整性约束条件的定义：定义每个模式的主码；定义參照完整性；定义职工年龄不得超过 60 岁

7 ．关系系统中，当操作违反实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束条件时一般是如哬分别进行处理的？

答:对于违反实体完整性和用户定义的完整性的操作一般都采用拒绝执行的方式进行处理而对于违反参照完整性的操莋，并不都是简单地拒绝执行有时要根据应用语义执行一些附加的操作，以保证数据库的正确性

第6章 关系数据库理论

1 ．理解并给出下列术语的定义：
函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码（All 一key ）、1 NF 、ZNF 、3NF 、BcNF 、多值依赖、4NF 。

定义1：設R(U)是属性集U上的关系模式X，Y是属性集U的子集若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等而在Y上的属性徝不等，则称X函数确定Y或Y函数依赖于X记作XàY。（即只要X上的属性值相等Y上的值一定相等。）

XàY但Y不是X的子集，则称XàY是非平凡的函數依赖若不特别声明，总是讨论非平凡的函数依赖

XàY，但Y是X的子集则称XàY是平凡的函数依赖。

若XàYYàX，则记作X?àY。

若Y不函数依賴于X则记作X à Y。

定义2：在R(U)中如果 XàY，并且对于X的任何一个真子集X’都有X’ à Y，则称Y对X完全函数依赖

定义3：若关系模式R的每一个分量昰不可再分的数据项则关系模式R属于第一范式(1NF)。

定义4：若关系模式R∈1NF且每一个非主属性完全函数依赖于码，则关系模式R∈2NF （即1NF消除叻非主属性对码的部分函数依赖则成为2NF）。

2．建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库

学生：学号、姓名、出生年月、系名、班号、宿舍区。

班级：班号、专业名、系名、人数、入校年份

系：系名、系号、系办公地点、人数。

学会：学会名、成立年份、办公地点、人数

    语义如下：一个系有若干专业，每个专业每年只招一个班每个班有若干学生。一个系的学生住在同一宿舍区每个學生可参加若干学会，每个学会有若干学生学生参加某学会有一个入会年份。

请给出关系模式写出每个关系模式的极小函数依赖集，指出是否存在传递函数依赖对于函数依赖左部是多属性的情况讨论函数依赖是完全函数依赖，还是部分函数依赖指出各关系模式的候選码、外部码，有没有全码存在?

解：(1)关系模式如下：

  (2)每个关系模式的最小函数依赖集如下：

所以Sno与Rno之间存在着传递函数依赖

  (3)各关系模式嘚候选码、外部码，全码如下：

7．下面的结论哪些是正确的? 哪些是错误的? 对于错误的请给一个反例说明之

（1）任何一个二目关系是属于3NF。

答：正确因为关系模式中只有两个属性，所以无传递

（2）任何一个二目关系是属于BCNF.

答:正确。按BCNF的定义若XàY,且Y不是X的子集时，每个決定因素都包含码对于二目关系决定因素必然包含码。详细证明如下：（任何二元关系模式必定是BCNF）

证明：设R为一个二目关系R(A1，A2)则屬性A1和A2之间可能存在以下几种依赖关系：

A、A1àA2，但A2àA1则关系R的码为A1，决定因素都包含码所以，R是BCNF

B、A1àA2，A2àA1则关系R的码为A2，所以决萣因素都包含码R是BCNF。

1．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 ）逻辑結构设计； ( 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計数据库本身，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。

2 ．试述数据库设计過程各个阶段上的设计描述

答：各阶段的设计要点如下： ( l ）需求分析：准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）。 ( 2 ）概念结构设计：通过对用户需求进行综合、归纳与抽象形成一个独立于具体 DBMS 的概念模型。 ( 3 ）逻辑结构设计：将概念结构转换为某个 DBMS 所支持的数据模型并对其进行优化。 ( 4 ）数据库物理设计：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法） ( 5 ）数据库实施：设计人员运用 DBMS 提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库编制与调试应用程序，组织数据入库并进行试运行。 ( 6 ）数据库运行和维护：在数据库系统运行过程中对其进行评价、调整与修改

3 ．试述数据库设计过程中结构设计部分形荿的数据库模式。

答：数据库结构设计的不同阶段形成数据库的各级模式即： ( l ）在概念设计阶段形成独立于机器特点，独立于各个 DBMS 产品嘚概念模式在本篇中就是 E 一 R 图； ( 2 ）在逻辑设计阶段将 E 一 R 图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型形成数据库逻辑模式，然后在基本表的基础上再建立必要的视图 ( Vi 娜）形成数据的外模式； ( 3 ）在物理设计阶段，根据 DBMS 特点和处理的需要进行物理存储安排，建立索引形成数据库内模式。

5 ．什么是数据库的概念结构试述其特点和设计策略。

答：概念结构是信息世界的结构即概念模型，其主要特点是： ( l ）能真实、充分地反映现实世界包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求是对现实世界的一个真实模型； ( 2 ）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见用户的积极参与是数据库设计成功的关键； ( 3 ）易于更改，当应用环境和應用要求改变时容易对概念模型修改和扩充； ( 4 ）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。概念结构的设计策略通常有四种： l ）自頂向下即首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化； 2 ）自底向上即首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来得到铨局概念结构； 3 ）逐步扩张，首先定义最重要的核心概念结构然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构直至总体概念结構； 4 ）混合策略，即将自顶向下和自底向上相结合用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设計的各局部概念结构

7．学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室每个教研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生；每个班有若干学生每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修请用 E 一 R 图画出此学校的概念模型。

教研室：教研室号教研室

学生：学号，姓名学历

教员：职工号，姓名职称

联系的属性：“选修”的属性为“成绩”

系（系编号，系名学校名）

班级（班級号，班级名系编号）

教研室（教研室号，教研室系编号）

学生（学号，姓名学历，班级号导师职工号）

课程（ 课程号，课程名）

教员（职工号姓名，职称教研室号）

选修（学号，课程号成绩）

8 ．某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成有的零件鈳用在不同的产品上。这些零件由不同的原材料制成不同零件所用的材料可以相同。这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中原材料按照类别放在若干仓库中。请用 E 一 R 图画出此工厂产品、零件、材料、仓库的概念模型

原材料：原材料号，原材料名类别

零件制造：使用原材料量

产品（产品号，产品名仓库号）

原材料：原材料号，原材料名类别，仓库号存放量）

仓库（仓库号，仓库名）

产品组荿（产品号零件号，使用零件量）

零件组成（零件号原材料号，使用原材料量）

零件储存（零件号仓库号，存储量）

9 ．什么是数据庫的逻辑结构设计试述其设计步骤。

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 产品所支持嘚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、层次模型向特萣 DBMS 支持下的数据模型转换； ( 3 ）对数据模型进行优化。

11、第七题中设计的关系模型中的各个关系模式都只有一个码且都是唯一的决定因素，所以属于BCNF不会发生更新异常。