江苏大学数据库2014复习

1.外模式、内模式、实体型

　　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，即对数据的物理结构和存储方式的描述。

　　具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。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。

2.完整性、安全性、角色

　　数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。

　　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的数据泄露、更改或破坏。

　　数据库角色是被命名的一组与数据库操作相关的权限，角色是权限的集合。

3.两段锁协议、活锁    

　　两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。

·在对任何数据进行读、写操作之前，首先要申请并获得对该数据的加锁；

·在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得任何其他封锁。

活锁指的是任务或者执行者没有被阻塞，由于某些条件没有满足，导致一直重复尝试，失败，尝试，失败。（百度）

4.数据库镜像、冲突操作

　　数据库镜像是DBMS根据ＤＢＡ要求，自动把整个数据库或其中的关键数据复制到另一个磁盘上。（每当主数据库更新时，DBMS会自动把更新后的数据复制过去，即DBMS自动保证镜像数据与主数据的一致性。）

冲突操作是指不同的事务对同一数据的读写操作和写写操作

5.数据物理性、数据逻辑性

　　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，保证了数据与程序的逻辑性，简称数据的逻辑性。

当数据库的存储结构改变了，由ＤＢＡ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性，简称数据的物理性

  1.数据库管理系统(DBMS)提供的服务

   　数据库管理系统在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据库的完整性、安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对数据库进行恢复

 2. DBMS提供的服务

　　数据库定义功能； 

　　数据存取功能； 

　　数据库运行管理； 

　　数据库的建立和维护功能

  3. DB保护问题包括的服务

  用户标识与鉴别；存取控制；视图技术；审计  （安全性保护）

  4. 专门的关系运算

（书P74一5）．

设有一个SPJ数据库，包括S，P，J，SPJ四个关系模式：

1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO：

πSno(σJno=‘J1’（SPJ）)

2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO：

πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))

3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO：

πSno(σJno=‘J1‘ （σCOLOR=’红‘ （P）∞SPJ）)

4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO：

πJno(SPJ)- πJNO（σcity=‘天津’∧Color=‘红‘ （S∞SPJ∞P）

5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO：

πJno，Pno(SPJ)÷ πPno（σSno=‘S1‘ （SPJ））

  5.在数据库恢复技术中，恢复的实现技术。

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。

  6．范式的关系

范式：是指关系模型满足一定规范的集合。

范式之间的转换主要分析清楚关系模型中的主码（主属性）与非主属性，按照现实世界中的语义来找出它们之间的函数依赖，根据它再来判定一个给定的关系模型是第几范式。

1NF：存在部分、传递和完全函数依赖 2NF：传递和完全函数依赖 3NF：完全函数依赖

1）：若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式R属于第一范式(1NF)。

2）：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消除了非主属性对码的部分函数依赖则成为2NF）。

3）:关系模式R 中若不存在这样的码X、属性组Y及非主属性Z(Z不是Y的子集)     使得XY，Y  X，Y  Z成立，则称R∈3NF。

4）:关系模式R∈1NF 。若XY且Y不是X的子集时,X必含有码，则R∈BCNF。

  7．不好的范式存在的问题

  插入异常、删除异常、修改复杂、数据冗余

  8．数据性。

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，保证了数据与程序的逻辑性，简称数据的逻辑性。

数据与程序的物理性：当数据库的存储结构改变了，由DBA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性，简称数据的物理性

 9．DB并发操作带来的问题

丢失修改、不可重复读、读“脏”数据 （并发控制的主要技术：封锁、时间戳、乐观控制法）

  10.事务的特性

  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。

1．简述数据库的物理设计内容。

　1.为关系模式选择存取方法

2.设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构

2．RDBMS在实现参照完整性时需要考虑哪些方面的问题，以及可以采取的策略？

对被参照表和参照表增删改操作时有可能破坏参照完整型，必须检查

拒绝 级联操作 设置为空值

 3简述预防死锁通常用的两种方法。

  一次封锁法：对每个事物必须一次将所有要使用的数据全部枷锁否则拒绝执行

顺序封锁法：预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事物都按这个顺序封锁

  超时法：一个事物的等待时间超过规定时限 认为发生死锁

等待图法

4. 试比较文件系统和数据库系统的特点？

文件系统：数据可以长期保存；由文件系统管理数据；数据共享性差，冗余度大；数据性差

数据库系统：数据结构化（本质区别）；数据共享性高，冗余度低，易扩充；数据性高；数据由DBMS统一管理和控制

（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，具有较高的物理性和一定的逻辑性，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。）

5．简述系统使用检查点方法进行数据库恢复的步骤。

1）将当前日志缓冲区中的所有日志记录写入磁盘的日志文件上

2）在日志文件中写入一个检查点记录

3）将当前数据缓冲区的所有数据记录写入磁盘的数据库中

4）把检查点记录在日志文件中的地址写入一个重新开始文件   

6．数据输入在实施阶段的重要性是什么？如何保证输入数据的正确性？

数据库是用来对数据进行存储、管理与应用的，因此在实施阶段必须将原有系统中的历史数据输入到数据库。数据量一般都很大，而且数据来源于部门中的各个不同的单位。数据的组织方式、结构和格式都与新设计的数据库系统有相当的差距，组织数据录入就要将各类源数据从各个局部应用中抽取出来，分类转换，最后综合成符合新设计的数据库结构的形式，输入数据库。因此这样的数据转换、组织入库的工作是相当费力费时的工作。特别是原系统是手工数据处理系统时，各类数据分散在各种不同的原始表格、凭证、单据之中，数据输入工作量更大。

保证输入数据正确性的方法：为提高数据输入工作的效率和质量，应该针对具体的应用环境设计一个数据录入子系统，由计算机来完成数据入库的任务。在源数据入库之前要采用多种方法对它们进行检验，以防止不正确的数据入库。

7．RDBMS在实现用户定义的完整性时需要考虑哪些方面的问题？

　　属性上的约束条件的定义、属性上的约束条件检查和违约处理，元组上的约束条件的定义、元组上的约束条件检查和违约处理

8. 简述诊断与解除死锁通常用的两种方法。

 超时法、等待图法（诊断与解除）P298

9. DBA的主要职责是什么？

负责全面地管理和控制数据库系统。

具体职责包括：

 ① 决定数据库的信息内容和结构；

 ② 决定数据库的存储结构和存取策略；

 ③ 定义数据的安全性要求和完整性约束条件；

 ④ 监督和控制数据库的使用和运行；

 ⑤ 改进和重组数据库系统。 

10．针对事务故障，试给出恢复的策略和方法。

事务故障的恢复：

事务故障的恢复是由DBMS DBMs 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”Before Image ）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。