数据库第四版课后习题答案.docx
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数据库第四版课后习题答案
数据库第四版课后习题答案
【篇一:
《数据库系统概论》第四版---课后习题答案】
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、图形、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计算,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复杂。
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。
(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。
解析数据库系统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简称为数据库。
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。
(4)数据库管理系统(databasemanagementsytem,简称dbms):
数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,用于科学地组织和存储数据、高效地
获取和维护数据。
dbms的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析dbms是一个大型的复杂的软件系统,是计算机中的基础软件。
目前,专门研制dbms的厂商及其研制的dbms产品很多。
著名的有美国ibm公司的dbz关系数据库管理系统和ims层次数据库管理系统、美国oracle公司的orade关系数据库管理系统、s油ase公司的s油ase关系数据库管理系统、美国微软公司的sqlserve,关系数据库管理系统等。
2.使用数据库系统有什么好处?
答:
使用数据库系统的好处是由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,减轻数据库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这个助手来完成。
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,数据的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库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、多用户并发控制、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。
3.试述文件系统与数据库系统的区别和联系。
答:
文件系统与数据库系统的区别是:
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。
数据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,由数据库管理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理数据的软件。
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;数据库中数据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用例子。
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合适。
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,几乎所有企业或部门的信息系统
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、物资采购系统、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,都适合用数据库系统。
希望读者能举出自己了解的应用例子。
5.试述数据库系统的特点。
答:
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,数据不再针对某一个应用,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:
记录,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,因此可以被多个用户、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,而且容易增加新的应用,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相容性与不一致性。
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,只需做很少的改动。
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,便可以满足新的需求。
(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证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、数据的完整性检查、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调,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数据的正确性,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态)。
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,并在多用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共享的数据库为中心的新阶段。
6.数据库管理系统的主要功能有哪些?
【篇二:
《数据库系统概论》第四版课后习题答案】
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:
该方法由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,从而自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。
(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。
6.什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。
系统规定只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?
请试举几例说明它们的使用方法。
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:
grantselect,insertonstudent
to王平
withgrantoption;
就将student表的select和insert权限授予了用户王平,后面的“withgrantoption”子句表示用户王平同时也获得了“授权”的权限,即可以把得到的权限继续授予其他用户。
revokeinsertonstudentfrom王平cascade;
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的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。
第5章数据库完整性
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)对数据类型的约束,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)其他约束。
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的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)函数依赖约束。
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。
动态元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)定义功能,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:
如果发现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在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三种:
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)递归插入。
(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,然后再把具有新主码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。
第7章数据库设计
2.试述数据库设计过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。
5.需求分析阶段的设计目标是什么?
调查的内容是什么?
答:
需求分析阶段的设计目标是通过详细调查现实世界要处理的对象(组织、部门、企业等),充分了解原系统(手工系统或计算机系统)工作概况,明确用户的各种需求,然后在此基础上确定新系统的功能。
调查的内容是“数据’夕和“处理”,即获得用户对数据库的如下要求:
(l)信息要求,指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质,由信息要求可以导出数据要求,即在数据库中需要存储哪些数据;
(2)处理要求,指用户要完成什么处理功能,对处理的响应时间有什么要求,处理方式是批处理还是联机处理;(3)安全性与完整性要求。
6.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。
9.试述数据库概念结构设计的重要性和设计步骤。
答:
重要性:
数据库概念设计是整个数据库设计的关键,将在需求分析阶段所得到的应用需求首先抽象为概念结构,以此作为各种数据模型的共同基础,从而能更好地、更准确地用某一dbms实现这些需求。
设计步骤:
概念结构的设计方法有多种,其中最经常采用的策略是自底向上方法,该方法的设计步骤通常分为两步:
第1步是抽象数据并设计局部视图,第2步是集成局部视图,得到全局的概念结构。
11.什么是数据库的逻辑结构设计?
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。
15.试述数据库物理设计的内容和步骤。
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。
19.请设计一个图书馆数据库,此数据库中对每个借阅者保存读者记录,包括:
读者号,姓名,地址,性别,年龄,单位。
对每本书存有:
书号,书名,作者,出版社。
对每本被借出的书存有读者号、借出日期和应还日期。
要求:
给出e一r图,再将其转换为关系模型。
答:
e一r图为:
关系模型为:
读者(读者号,姓名,地址,性别书(书号,书名,作者,出版社)借书(读者号,书号,借出日期,年龄,单位)应还日期)
第10章数据库恢复技术
1.试述事务的概念及事务的4个特性。
答:
事务是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。
事务具有4个特性:
原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)和持续性(durability)。
这4个特性也简称为acid特性。
原子性:
事务是数据库的逻辑工作单位,事务中包括的诸操作要么都做,要么都不做。
一致性:
事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
隔离性:
一个事务的执行不能被其他事务干扰。
即一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
持续性:
持续性也称永久性(perfnanence),指一个事务一旦提交,它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。
接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。
4.数据库运行中可能产生的故障有哪几类?
哪些故障影响事务的正常执行?
哪些故障破坏数据库数据?
答:
数据库系统中可能发生各种各样的故障,大致可以分以下几类:
(1)事务内部的故障;
(2)系统故障;
(3)介质故障;
(4)计算机病毒。
事务故障、系统故障和介质故障影响事务的正常执行;介质故障和计算机病毒破坏数据库数据。
5.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。
7.什么是日志文件?
为什么要设立日志文件?
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:
进行事务故障恢复;进行系统故障恢复;协助后备副本进行介质故障恢复。
9.针对不同的故障,试给出恢复的策略和方法。
(即如何进行事务故障的恢复?
系统故障的恢复?
介质故障恢复?
)
答:
事务故障的恢复:
事务故障的恢复是由dbmsdbms执行恢复步骤是:
自动完成的,对用户是透明的。
(1)反向扫描文件日志(即从最后向前扫描日志文件),查找该事务的更新操作;
(2)对该事务的更新操作执行逆操作,即将日志记录中“更新前的值”写入数据库;
(3)继续反向扫描日志文件,做同样处理;
(4)如此处理下去,直至读到此事务的开始标记,该事务故障的恢复就完成了。
系统故障的恢复:
系统故障可能会造成数据库处于不一致状态:
一是未完成事务对数据库的更新可能已写入数据库;二是已提交事务对数据库的更新可能还留在缓冲区,没来得及写入数据库。
因此恢复操作就是要撤销(undo)故障发生时未完成的事务,重做(redo)已完成的事务。
系统的恢复步骤是:
(1)正向扫描日志文件,找出在故障发生前已经提交的事务队列(redo队列)和未完成的事务队列(undo队列)。
(2)对撤销队列中的各个事务进行undo处理。
进行undo处理的方法是,反向扫描日志文件,对每个undo事务的更新操作执行逆操作,即将日志记录中“更新前的值”beforeimage)写入数据库。
(3)对重做队列中的各个事务进行redo处理。
进行redo处理的方法是:
正向扫描日志文件,对每个redo事务重新执行日志文件登记的操作。
即将日志记录中“更新后的值”afte,image)写入数据库。
介质故障的恢复:
介质故障是最严重的一种故障。
恢复方法是重装数据库,然后重做已完成的事务。
具体过程是:
(1)dba装入最新的数据库后备副本(离故障发生时刻最近的转储副本),使数据库恢复到转储时的一致性状态;
(2)dba装入转储结束时刻的日志文件副本;
(3)dba启动系统恢复命令,由dbms完成恢复功能,即重做已完成的事务。
【篇三:
数据库系统原理及应用教程第四版课后答案】
据:
数据用于载荷信息的物理符号。
1数据有“型”和“值”之分;○2数据受数据类型和取值范围的约束;○3
(2)数据的特征;○
4数据应具有载体和多种表现形式。
数据有定性表示和定量之分;○
1组织和保存数据功能,即将收集到的数据合理地分类组织,将3、
(1)数据管理的功能:
○
2数据维护功能,即根据需要随时进行插其存储在物理载体上,使数据能够长期的被保存;○
3数据查询和数据统计功能,即快速的得到入新数据,修改原数据和删除失效数据的操作;○
4数据的安全和完整性控制功能,即能保护数据的安需要的正确数据,满足各种使用要求;○
全和完整性。
(2)数据管理的目标:
收集完整的信息,将信息用数据表示,按数据结构合理科学的组织并保存数据;为各种使用快速地提供需要的数据,并保护数据的安全和完整性。
4、
(1)数据库:
是数据管理的新方法和技术,他是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。
1数据库中的数据具有整体性,即数据库中的数据要保
(2)数据库中的数据具有的特点:
○
2数据库中的数据具有数据共享性,持自身完整的数据结构;○不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据,多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。
5、
(1)数据库管理系统:
它是专门用于管理数据库的计算机管理软件。
数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询和统计等操作功能,并完成对数据完整性、安全性进行操作的功能。
(2)数据库管理系统主要功能:
是数据存储、数据操作和数据控制功能。
其数据存储和数据操作是:
数据库的定义功能,指未说明库中的数据情况而进行的建立数据库结构的操作;数据库建立功能,指大批数据录入到数据库的操作,它使得库中含有需要保护的数据记录;数据库维护功能,指对数据的插入、删除和修改操纵,其操作做能满足库中信息变化或更新的需求;数据库查询和统计功能,指通过对数据库的访问,为实际应用提供需要的数据。
数据库管理系统的数据控制功能为:
数据安全性控制功能,即为了保证数据库的数据安全可靠,防止不合法的使用造成数据库泄露和破坏,也就是避免数据被人偷看、篡改或破坏;数据库完整性控制功能,指为了保证数据库中的数据的正确、有效和相容,防止不合语意的错误数据被输入或输出。
14、
(1)数据库系统的软件由几部分组成?
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 数据库 第四 课后 习题 答案