数据库简述题 1．从程序和数据之间的关系分析文件系统和数据库系统之间的区别和联系。
答：
(2)文件系统和数据库系统之间的联系：
均为数据组织的管理技术：均由数据管理软件管理数据，程序与数据之间用存取方法进行转换；数据库系统是在文件系统的基础上发展而来的。
2．什么是数据库? 答：数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库是按某种数据模型进行组织的、存放在外存储器上，且可被多个用户同时使用。因此，数据库具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性。
3．什么是数据冗余?数据库系统与文件系统相比怎样减少冗余?
答：数据冗余是指各个数据文件中存在重复的数据。
在文件管理系统中，数据被组织在一个个独立的数据文件中，每个文件都有完整的体系结构，对数据的操作是按文件名访问的。数据文件之间没有联系，数据文件是面向应用程序的。每个应用都拥有并使用自己的数据文件，各数据文件中难免有许多数据相互重复，数据的冗余度比较大。
数据库系统以数据库方式管理大量共享的数据。数据库系统由许多单独文件组成，文件内部具有完整的结构，但它更注重文件之间的联系。数据库系统中的数据具有共享性。数据库系统是面向整个系统的数据共享而建立的，各个应用的数据集中存储，共同使用，数据库文件之间联系密切，因而尽可能地避免了数据的重复存储，减少和控制了数据的冗余。
4．使用数据库系统有什么好处?
答：使用数据库系统的好处是：
·查询迅速、准确，而且可以节约大量纸面文件；
·数据结构化，并由DBMS统一管理； ·数据冗余度小；
·具有较高的数据独立性；
·数据的共享性好； ·DBMS还提供了数据的控制功能。
5．什么是数据库的数据独立性?
答：数据独立性表示应用程序与数据库中存储的数据不存在依赖关系，包括逻辑数据独立性和物理数据独立性。
逻辑数据独立性是指局部逻辑数据结构(外视图即用户的逻辑文件)与全局逻辑数据结构(概念视图)之间的独立性。当数据库的全局逻辑数据结构(概念视图)发生变化(数据定义的修改、数据之间联系的变更或增加新的数据类型等)时，它不影响某些局部的逻辑结构的性质，应用程序不必修改。
物理数据独立性是指数据的存储结构与存取方法(内视图)改变时，对数据库的全局逻辑结构(概念视图)和应用程序不必作修改的一种特性，也就是说，数据库数据的存储结构与存取方法独立。
数据独立性的好处是，数据的物理存储设备更新了，物理表示及存取方法改变了，但数据的逻辑模式可以不改变。数据的逻辑模式改变了，但用户的模式可以不改变，因此应用程序也可以不变。这将使程序维护容易，另外，对同一数据库的逻辑模式，可以建立不同的用户模式，从而提高数据共享性，使数据库系统有较好的可扩充性，给DBA维护、改变数据库的物理存储提供了方便。
7．数据库管理系统有哪些功能?
答：数据库管理系统(DBMS)是位于操作系统与用户之间的一个数据管理软件，它的主要功能包括以下几个方面：
·数据定义功能
DBMS提供数据描述语言(DDL)，用户可通过它来定义数据。
·数据操纵功能
DBMS还提供数据操纵语言(DMl)，实现对数据库的基本操作：查询、插入、删除和修改。
·数据库的运行管理
这是DBMS运行时的核心部分，它包括开发控制，安全性检查，完整性约束条件的检查和执行，数据库的内容维护等。
·数据库的建立和维护功能
它包括数据库初始数据的输入及转换，数据库的转储与恢复，数据库的重组功能和性能的监视与分析功能等。
8．DBA的职责是什么?
答：DBA的职责是：
·决定DB中的信息内容和结构；
·决定DB的存储结构和存取策略；
·定义数据的安全性要求和完整性约束条件； ·监控数据库的使用和运行。
9．什么是数据字典?数据字典包含哪些基本内容?
答：数据字典是数据库系统中各种描述信息和控制信息的集合，它是数据库设计与管理的有力工具。数据字典的基本内容有：
·数据项
描述实体的一个属性，每个数据项都有自己的专有名称。
·组项
为若干个数据项的组合，它们是相互关联的数据项。组项的名称也必须具有惟一性。
·记录
若干个数据项和组项的集合，它是对一个实体的完整性的描述。
·文件
记录值的集合。
·外模式
用户视图(外视图)的定义。它是用外模式DLL写成的一组专用语句。
·概念模式
描述数据库所含实体、实体之间的联系和信息流等。
·内模式
数据库存储结构的描述、实体之间的联系和存取方法、物理映象等。
·外模式／概念模式映象
描述外模式与概念模式之间信息的对应关系。
·概念模式／n模式映象
描述概念模式与内模式之间信息的对应关系。
·用户管理信息
如用户应用程序、用户口令和工作区分配等。
·数据库控制信息
主要有安全性要求、完整性约束、多个用户使用数据库时的并行管理(并发控制)、数据库副本管理、工作日志文件的维护等。
10．叙述数据字典的主要任务和作用?
答：数据字典的任务就是管理有关数据的信息，所以又称为“数据库的数据库”。它的任务主要有：
(1)描述数据库系统的所有对象，并确定其属性。如一个模式中包含的记录型与一个记录型包含的数据项；用户的标识、口令；物理文件名称、物理位置及其文件组织方式等。数据字典在描述时赋给每个对象一个惟一的标识。
(2)描述数据库系统对象之间的各种交叉联系。如哪个用户使用哪个子模式，哪些模式或记录型分配在哪些区域及对应于哪些物理文件、存储在何种物理设备上。
(3)登记所有对象的完整性及安全性限制等。
(4)对数据字典本身的维护、保护、查询与输出。
数据字典的主要作用是：
(1)供数据库管理系统快速查找有关对象的信息。数据库管理系统在处理用户存取时，要经常查阅数据字典中的用户表、于模式表和模式表等。
(2)供数据库管理员查询，以掌握整个系统的运行情况。
(3)支持数据库设计与系统分析。
11．叙述模型、模式和具体值三者之间的联系和区别。
答：数据模型是用来表示信息世界中的实体及其联系在数据世界中的抽象描述，它描述的是数据的逻辑结构。模式的主体就是数据库的数据模型。数据模型与模式都属于型的范畴。所谓型，是指只包含属性的名称，不包含属性的值，而所谓值，是型的具体实例值，即赋了值的型(在Visual FoxPro中，型就是数据库表的结构，而值就是数据库表中存储的记录)。
12．什么是层次模型?
答：在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次联系的集合称为“层次模型”：
(1)有且仅有一个结点无双亲，这个结点称为“根结点”； (2)其他结点有且仅有一个双亲。
13．什么是网状模型?
答：在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次结构的集合称为“网状模型”：
(1)允许一个以上结点无双亲：
(2)一个结点可以有多个双亲。
14．简要叙述关系数据库的优点? 答：关系数据库是以关系模型作为数据的组织方式，关系模型是建立在严格的数学概念基础上的，关系数据库的主要优点是概念简单清晰，用户不需了解复杂的存取路径，不需说明“怎么干”，只需说明“干什么”，易懂易学。
15．层次模型、网状模型和关系模型等三种基本数据模型是根据什么来划分的? 答：数据模型是现实世界中各种实体之间存在着联系的客观反映，是用记录描述实体信息的基本结构，它要求实体和记录一一对应；同一记录类型描述同一类实体见必须是同质的。目前应用在数据库技术中的模型有关系、网状和层次模型，它们是依据描述实体与实体之间联系的不同方式来划分的：用二维表格来表示实体和实体之间联系的模型叫做关系模型；用图结构来表示实体和实体之间联系的模型叫做网状模型；用树结构来表示实体和实体之间联系的模型叫做层次模型。
16．层次模型、网状模型和关系模型这三种基本数据模型各有哪些优缺点? 答：
(1).层次模型的优点是：
·结构清晰，表示各结点之间的联系简单；
·容易表示如“家族关系”等现实世界的层次结构的事物及其之间的联系。
缺点是：
·不能表示两个以上实体型之间的复杂联系和实体型之间的多对多联系；
· 严格的层次顺序使数据插入和删除操作变得复杂，如父结点的删除导致子结点的删除。
(2).网状模型的优点是：
·能够表示实体之间的多种复杂联系。
缺点是：
·网状模型比较复杂，需要程序员熟悉数据库的逻辑结构；
·在重新组织数据库时容易失去数据独立性。
(3).关系模型的优点是：
·使用表的概念，简单直观：
·直接表示实体之间的多对多联系；
·具有更好的数据独立性； ·具有坚实的理论基础。
缺点是：
·关系模型的联结等操作开销较大，需要较高性能计算机的支持。
1．叙述等值连接与自然连接的区别和联系。
答：等值连接表示为R wv
S，自然连接表示为R wv
S；自然连接是除去重复属性的
R.A=S.B 等值连接。两者之间的区别和联系如下：
·
自然连接一定是等值连接，但等值连接不一定是自然连接。
·等值连接要求相等的分量，不一定是公共属性；而自然连接要求相等的分量必须是公共属性。
·等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。
2．举例说明关系参照完整性的含义。
答：假如有如图所示的两个关系表，在成绩表中，学号是关键字，课程号是外关键字；在课程表中课程号是关键字，根据关系参照完整性的定义，R2是成绩表，R1是课程表，也就是成绩表中课程号的值或者为空或者在课程表中的课程号中能够找到。
满足这个条件是必须的，如果不满足，假设成绩表中课程号的值k20在课程表中课程号的值中找不到，则该课程号显然是不正确的，这样会造成数据的不一致性。
1．叙述SQL语言支持的三级逻辑结构。
答：SQL语言支持的三级逻辑结构略。
在概念层，对应概念模式的概念记录型的基本表。基本表是这样的一种表，它本身实际存在，在Visual FoxPro中每个表在存储中可用一个存储文件来表示；在ORACLE中，同一个数据库的多个表存储在一个文件中。一个基本表就是一个关系，它不是由其他表导出的表。基本表是使用CREATE TABLE语句建立的。
在外层（用户层），用户所看到的可以是基本表，也可以是视图。视图是一个虚拟表，它是由一个或几个基本表或其他视图导出的表，它不是直接存在于物理存储器上的表。视图是使用CREATE
VIEW语句建立的。在内层（物理层），每个基本表用一个存储文件来表示，即用一组类型相同的存储记录值来表示。DBA可以对物理存储文件进行操作。
三、简述题 1．叙述数据库实现完整性检查的方法? 答：要实现数据库完整性的检查，系统要提供定义完整性约束条件的机制和提供检查是否违背完整性约束条件的方法。当DBMS发现用户的操作违背了完整性约束条件时，就采取一定的控制。具体的控制是随系统而定的。
2．什么是事务? 答：事务是DBMS的基本工作单位，它是用户定义的一组逻辑一致的程序序列。它是一个不可分割的工作单位，其中包含的所有操作，要么都执行，要么都不执行。
数据库是一个共享资源，它允许多个用户程序并发地存取数据库中的数据。但是，如果系统对并发执行的操作不加以控制，就可能存取和存储不正确的数据，破坏数据库的完整性。并发控制的主要方法是采用封锁机制。封锁就是一个事务在对某个数据对象进行操作前，先向系统发出请求，对其加锁。
3．事务中的提交和回滚是什么意思? 答：事务中的提交(COMMIT)是提交事务的所有操作。具体说就是将事务中所有对数据库的更新写回到磁盘上的物理数据库中去，事务正常结束。
事务中的回滚(ROLLBACK)是数据库滚回到事务开始时的状态。具体地说就是，在事务运行的过程中发生了某种故障，事务不能继续执行，系统将事务中对数据库的所有已完成的更新操作全部撤消，使数据库回滚到事务开始时的状态。
4．在数据库中为什么要有并发控制？ 答：数据库是一个共享资源，它允许多个用户同时并行地存取数据。若系统对并行操作不加控制，就会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的完整性(或称为一致性)。并发控制的目的，就是要以正确的方式调度并发操作，避免造成各种不一致性，使一个事务的执行不受另一个事务的干扰。
5．并发操作会产生几种不一致情况?用什么方法避免各种不一致的情况? 答：操作可能会产生丢失修改、不能重复读和读“脏”数据这三种不一致情况。采用封锁机制来进行并发控制，可避免各种不一致情况。
6．叙述数据库中数据的一致性问题。
答：在数据库的并发控制中，数据一致性问题有三个：丢失修改，不能重复读和读“脏”数据。
丢失修改是指T1和T2先后读取了同一个数据，T1把数据修改了并写回库中，T2也将读取的数据修改了并写回库中。这样，T2提交的结果导致T1对数据库的修改丢失了。
不能重复读是指T1读取A，B两个数据并进行了运算之后，T2读了其中的数据B，把它修改后写回数据库，最后当T1为了对读取值进行校对而再重读B时，读的是T2修改后的值而不是T1开始读的值。
读“脏”数据是指T1修改了某一数据，并将其写回库中，T2读了这修改后的数据，而事务T1由于某种原因撤消了，被它修改的数据恢复了原来的值，这时，T2读的数据就与库中的数据不一致了，即T2读了不正确的数据，也称为T2读了“脏”数据。
7．叙述封锁的概念。
答：封锁就是事务T在对某个数据对象操作之前，先向系统发出请求，对其加锁，这样事务T就对这个数据对象有了一定的控制，其他事务就不能更新此数据，直到事务T释放它的锁为止。
8．叙述数据库中死锁产生的原因和解决死锁的方法。
答：死锁产生的原因：
封锁可以引起死锁。比如事务T1封锁了数据A，事务T2封锁了数据B。T1又申请封锁数据B，但因B被T2封锁，所以T1只能等待。T2又申请封锁数据A，但A已被T1封锁，所以也处于等待状态。这样，T1和T2处于相互等待状态而均不能结束，这就形成了死锁。解决死锁的常用方法有如下三种：
(1)要求每个事务一次就要将它所需要的数据全部加锁。
(2)预先规定一个封锁顺序，所有的事务都要按这个顺序实行封锁。
(3)允许死锁发生，当死锁发生时，系统就选择一个处理死锁代价小的事务，将其撤消，释放此事务持有的所有的锁，使其他事务能继续运行下去。
9．基本的封锁类型有几种?试叙述它们的含义。
答：基本的封锁的类型有排它锁(“X”锁)和共享锁(“S”锁)两种。
若事务T对数据A加上X锁，则只允许事务T读取和修改数据A，其他事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁。
若事务T对数据A加上S锁，则其他事务可以再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的锁。
10．数据库中为什么要有恢复子系统?它的功能是什么? 答：由于硬件的故障、系统软件和应用软件的错误、操作的失误以及恶意的破坏都是不可避免的，这些故障，轻则会造成运行事务非正常中断，影响数据库中数据的正确性，重则破坏数据库，使数据库中的数据部分丢失或全部丢失。为了保证各种故障发生后，数据库中的数据都能从错误状态恢复到某种逻辑一致状态，DBMS中的恢复子系统是必不可少的。
恢复子系统的功能就是利用冗余数据，再根据故障的类型采取相应的恢复措施，把数据库恢复到故障前的某一时刻的一致性状态。
11．什么是数据库的转储?转储的意义是什么? 答：对数据库制作后援副本的过程称为转储。转储是由DBA定期将数据库复制到另一个存档用的存储器上。转储的意义就在于，当数据库遭到破坏时，可将后援副本重新装入从而把数据库恢复到某个一致性状态。
12．为什么要设立日志文件? 答：设立日志文件的目的，是为了记录对数据库中数据的每一次更新操作。从而DBMS可以根据日志文件进行事务故障的恢复和系统故障的恢复，并可结合后援副本进行介质故障的恢复。
13．怎样进行系统故障的恢复? 答：当系统故障发生时，造成数据库处于不一致状态的原因有两个，一个是一些未完成事务对数据库的部分更新已写入数据库中，另一个是一些已提交事务对数据库的更新还留在内存缓冲区，没来得及写回数据库。因此，基本的恢复分为以下两步：
(1)．根据日志文件建立重做队列和撤消队列 从头扫描日志文件，找出故障前已提交的事务记录，将其事务标识放入重做队列；还要找出故障前尚未完成的事务，将该事务放入撤消队列。
(2)．对重做队列中的事务进行重做处理，对撤消队列中的事务进行撤消处理 对于重做处理(REDO)，正向扫描日志文件，再根据重做队列，将已完成的事务的所有操作重新执行；对于撤消处理(UNDO)，反向扫描日志文件，再根据撤消队列，将未完成的事务的更新操作执行逆操作。
14．怎样进行介质故障的恢复? 答：在发生介质故障时，磁盘上的物理数据库被破坏，这时的恢复操作分为以下几步：
(1)．重装转储后援副本，使数据库恢复到转储时的一致状态； (2)．从故障开始，反向阅读日志文件，找出已提交事务标记作重做队列； (3)．从起始点开始正向阅读日志文件，根据重做队列的记录，重做所有已完成的事务，将数据库恢复至故障前某一时刻的一致状态。
15．数据库在运行过程中可能产生的故障有哪几类? 答：数据库在运行过程中可能产生的故障有如下几类：
(1)．事务故障 事务在运行过程中由于种种原因，如输入数据的错误，运算溢出，违反了某些完整性限制，某些应用程序的错误，以及并行事务发生死锁等，使事务未能运行到正常终止点之前就被撤消了，这种情况称为“事务故障”。
(2)．系统故障 系统故障是指系统在运行过程中，由于某种原因，如OS和DBMS代码错误，操作员操作失误，特定类型的硬件错误(如CPU故障)，突然停电等造成系统停止运行，致使事务在执行过程中以非控方式终止。这时，内存中的信息丢失，而存储在外存储上的数据未受影响，这种情况称为“系统故障”。
(3)．介质故障 系统在运行过程中，由于某种硬件故障，如磁盘损坏，磁头碰撞，或由于OS的某种潜在的错误，瞬时强磁场干扰，使存储在外存上的数据部分损失或全部损失，称之为“介质故障”。
(4)．计算机病毒 计算机病毒是一种人为的故障和破坏，它是一种计算机程序。通过读写染有病毒的计算机系统中的程序和数据，这些病毒可以迅速繁殖和传播，危害计算机系统和数据库。
16．叙述数据库的并发控制。
答：数据库是一个共享资源，它允许多个用户程序并行地存取数据库中的数据，但是，如果系统对并行执行的操作不加以控制就会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的完整性。
并发控制的主要方法是采用封锁机制。封锁是事务T在对某个数据对象操作之前，先向系统发出请求对其加锁。基本的封锁类型有两种：排它锁(X锁)和共享锁(S锁)。所谓X锁是事务T对数据A加上X锁时，只允许事务T读取和修改数据A，其他任何事务都不量能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁。所谓S锁，是事务T对数据A加上S锁时，其他事物只能再对数据A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。
17．在数据库的保护中有数据的安全性、完整性，并发控制和数据库的恢复。其中的安全性和完整性有何区别? 答：数据的完整性是指为了防止数据中存在不合语义的数据，防止错误的输入和输出所造成的无效操作和错误结果；数据的安全性是指保护数据库不被恶意的破坏和非法的存取。
