?數據庫概論

?1.1?基本內容分析?

1.1.1?本章的重要概念?

DB、DBMS和DBS的定義?

（2）數據管理技術的發展階段??人工管理階段、文件系統階段、數據庫系統階段和高級數據庫技術階段等各階段的特點。?

（3）數據描述??概念設計、邏輯設計和物理設計等各階段中數據描述的術語，概念設計中實體間二元聯系的描述（1:1，1:N，M:N）。?

（4）數據模型??數據模型的定義，兩類數據模型，邏輯模型的形式定義，ER模型，層次模型、網狀模型、關系模型和面向對象模型的數據結構以及聯系的實現方式。?

（5）DB的體系結構??三級結構，兩級映像，兩級數據獨立性，體系結構各個層次中記錄的聯系。?

（6）DBMS?

DBMS的工作模式、主要功能和模塊組成。?（7）DBS??DBS的組成，DBA，DBS的全局結構，DBS結構的分類。

1.2?教材中習題1的解答?

1.1?名詞解釋?

·邏輯數據：指程序員或用戶用以操作的數據形式。

?·物理數據：指存儲設備上存儲的數據。?

·聯系的元數：與一個聯系有關的實體集個數，稱為聯系的元數。

?·1:1聯系：如果實體集E1中每個實體至多和實體集E2中的一個實體有聯系，反之亦然，那么E1和E2的聯系稱為“1:1聯系”。?

·1:N聯系：如果實體集E1中每個實體可以與實體集E2中任意個（零個或多個）實體有聯系，而E2中每個實體至多和E1中一個實體有聯系，那么E1和E2的聯系是“1:N聯系”。?

·M:N聯系：如果實體集E1中每個實體可以與實體集E2中任意個（零個或多個）實體有聯系，反之亦然，那么E1和E2的聯系稱為“M:N聯系”。?

·數據模型：能表示實體類型及實體間聯系的模型稱為“數據模型”。?

·概念數據模型：獨立于計算機系統、完全不涉及信息在計算機中的表示、反映企業組織所關心的信息結構的數據模型。?

·結構數據模型（或邏輯數據模型）：與DBMS有關的，直接面向DB的邏輯結構、從計算機觀點對數據建模的數據模型。?

·層次模型：用樹型（層次）結構表示實體類型及實體間聯系的數據模型稱為層次模型。?·網狀模型：用有向圖結構表示實體類型及實體間聯系的數據模型稱為網狀模型。?·關系模型：用二維表格表達實體集的數據模型。?

·外模式：是用戶用到的那部分數據的描述。?

·概念模式：數據庫中全部數據的整體邏輯結構的描述。?

·內模式：DB在物理存儲方面的描述。 ?

?·外模式/模式映象：用于定義外模式和概念模式之間數據結構的對應性。?

·模式/內模式映象：用于定義概念模式和內模式之間數據結構的對應性。?

·數據獨立性：應用程序和DB的數據結構之間相互獨立，不受影響。?

·物理數據獨立性：在DB的物理結構改變時，盡量不影響應用程序。?

·邏輯數據獨立性：在DB的邏輯結構改變時，盡量不影響應用程序。

?·主語言：編寫應用程序的語言（如C一類高級程序設計語言），稱為主語言。?

·DDL：定義DB三級結構的語言，稱為DDL。?

·DML：對DB進行查詢和更新操作的語言，稱為DML。

?·過程性語言：用戶編程時，不僅需要指出“做什么”，還需要指出“怎么做”的語言。

?·非過程性語言：用戶編程時，只需指出“做什么”，不需要指出“怎么做”的語言。?

·DD（數據字典）：存放三級結構定義的DB，稱為DD。

?·DD系統：管理DD的軟件系統，稱為DD系統。?

1.2?試解釋DB、DBMS和DBS三個概念。?

答：DB是長期存儲在計算機內、有組織的、統一管理的相關數據的集合。?DBMS是位于用戶與OS之間的一層數據管理軟件，它為用戶或應用程序提供訪問DB的方法。?

DBS是實現有組織地、動態地存儲大量關聯數據、方便多用戶訪問的計算機硬件、軟件和數據資源組成的系統，即采用數據庫技術的計算機系統。?

1.3?人工管理階段和文件系統階段的數據管理各有哪些特點？?

答：人工管理階段主要有四個特點：數據不保存在計算機內；沒有專用的軟件對數據進行管理；只有程序的概念，沒有文件的概念；數據面向程序。?文件系統階段主要有五個特點：?數據以“文件”形式長期保存；數據的邏輯結構與物理結構有了區別；文件組織已多樣化；數據面向應用；對數據的操作以記錄為單位。?

1.4?文件系統階段的數據管理有些什么缺陷？試舉例說明。?答：主要有三個缺陷：數據冗余；數據不一致性；數據聯系弱。?

例如學校里教務處、財務處、保健處建立的文件中都有學生詳細資料，譬如聯系電話，家庭住址等。這就是“數據”冗余；如果某個學生搬家，就要修改三個部門文件中的數據，否則會引起同一數據在三個部門中不一致；產生上述問題的原因是這三個部門的文件中數據沒有聯系。?

1.5?數據管理的數據庫階段產生的標志是哪三件事情？?

答：進入數據庫階段的標志是20世紀60年代末發生的三件事件：?·1968年IBM公司研制的IMS系統是一個典型的層次DBS；?·1969年美國CODASYL組織DBTG報告，提出網狀DBS的概念；?·1970年美國IBM公司的E.F.Codd發表論文，提出關系模型的思想。?

1.6?數據庫階段的數據管理有哪些特點？

答：主要有五個特點：??采用數據模型表示復雜的數據結構；有較高的數據獨立性；為用戶提供了方便的用戶接口；提供了四個方面的數據控制功能；對數據的操作以數據項為單位，增加了系統的靈活性。??

1.7?與“文件”結構相比，“數據庫”結構有些什么不同？?

答：與文件結構相比，數據庫結構主要有下面三點不同：?

·數據的結構化。文件由記錄組成，但各文件之間缺乏聯系。數據庫中數據在磁盤中仍以文件形式組織，但這些文件之間有著廣泛的聯系。數據庫的邏輯結構用數據模型來描述，整體結構化。數據模型不僅描述數據本身的特點，還要描述數據之間的聯系。?

·數據獨立性。文件只有設備獨立性，而數據庫還具有邏輯獨立性和物理獨立性。?

·訪問數據的單位。訪問文件中的數據，以記錄為單位。訪問數據庫中的數據，以數據項（字段）為單位，增加了系統的靈活性。

1.8?什么是數據獨立性？在數據庫中有哪兩級獨立性？?

答：數據獨立性是指應用程序與DB的數據結構之間相互獨立。在物理結構改變時，盡量不影響應用程序，稱為物理數據獨立性；在邏輯結構改變時，盡量不影響應用程序，稱為邏輯數據獨立性。?

1.9?分布式數據庫系統和面向對象數據庫系統各有哪些特點？?

答：DDBS主要有三個特點：??

·數據物理上分布在各地，但邏輯上是一個整體；?

?·每個場地既可以執行局部應用，也可以執行全局應用；??

·各地的計算機由數據通信網絡相連接。?面向對象數據系統主要有兩個特點：?

?·面向對象數據模型能完整地描述現實世界的數據結構，能表達數據間嵌套、遞歸的聯系。??·具有面向對象技術的封裝性和繼承性的特點，提高了軟件的可重用性。?

1.10?邏輯記錄與物理記錄，邏輯文件與物理文件有些什么聯系和區別？?

答：邏輯數據是用戶用以操作的數據形式，是抽象的概念化數據。物理數據是實際存放在存儲設備上的數據。??邏輯數據與物理數據在結構上可以差別很大，需通過兩級映象來進行數據傳輸和格式轉換。??從以上的解釋可以看出，邏輯記錄和邏輯文件是用戶在程序中使用的記錄和文件，而物理記錄和物理文件是指磁盤上的記錄和文件。邏輯記錄、文件與物理記錄、文件在結構、組成上有很大的差異，而數據管理軟件就是通過三級結構兩級映象來實現邏輯數據與物理數據之間的轉換。?

1.11?試述ER模型、層次模型、網狀模型、關系模型和面向對象模型的主要特點。?

答：ER模型直接表示實體類型及實體間聯系，與計算機系統無關，充分反映用戶的需求，用戶容易理解。??層次模型的數據結構為樹結構，記錄之間聯系通過指針實現，查詢較快，但DML屬于過程化的，操作復雜。??網狀模型的數據結構為有向圖，記錄之間聯系通過指針實現，查詢較快，并且容易實現M:N聯系，但DML屬于過程化的語言，編程較復雜。??關系模型的數據結構為二維表格，容易為初學者理解。記錄之間聯系通過關鍵碼實現。DML屬于非過程化語言，編程較簡單。??面向對象模型能完整描述現實世界的數據結構，具有豐富的表達能力，能表達嵌套、遞歸的數據結構。但涉及的知識面較廣，用戶較難理解，這種模型尚未普及。?

1.12?數據之間聯系在各種結構數據模型中是怎么實現的？?

答：在層次、網狀模型中，數據之間的聯系通過指針實現的；??在關系模型中，數據之間聯系通過外鍵和主鍵間聯系實現的；??在面向對象模型中，數據之間嵌套、遞歸聯系通過對象標識符（OID）實現的（見第8章）。?

1.13?DB的三級模式結構描述了什么問題？試詳細解釋。?

答：DB的三級模式結構是對數據的三個抽象級別，分別從外部（用戶）級、概念級和內部級去觀察數據庫。??外部級是用戶使用的局部數據庫的邏輯結構，其描述稱為外模式。??概念級是DB的整體邏輯結構，其描述稱為概念模式。??內部級是DB的物理結構，其描述稱為內模式。?

1.14?試述概念模式在數據庫結構中的重要地位。???

答：數據按外模式的描述提供給用戶，按內模式的描述存儲在磁盤中，而概念模式提供了連接這兩級的相對穩定的中間觀點，并使得兩級的任何一級的改變都不受另一級的牽制。?

1.15?試敘述用戶、DB的三級模式結構、磁盤上的物理文件之間有些什么聯系和不同？??

答：用戶、外模式、概念模式、內模式和物理文件中的記錄分別稱為用戶記錄、外部記錄、概念記錄、內部記錄和物理記錄。?用戶記錄與外部記錄的結構是一致的，它們之間只是數據傳輸問題。??而外部記錄、概念記錄和內部記錄之間的結構可能是不一致的，除了數據傳輸問題，還?有格式轉換問題。??內部記錄與物理記錄的結構是一致的，它們之間只是數據傳輸問題。?

1.16?數據獨立性與數據聯系這兩個概念有什么區別？?

答：數據獨立性是指應用程序和DB的數據之間相互獨立，不受影響，對系統的要求是“數據獨立性要高”，而數據聯系是指記錄之間的聯系，對系統的要求是“數據聯系密切”。?

1.17?試述DBMS的工作模式和主要功能。?

答：DBMS的工作模式有六點：??·接受應用程序的數據請求和處理請求；??·將用戶的數據請求轉換成低層指令；??·實現對DB的操作；??·從對DB的操作中接受查詢結果；??·對查詢結構進行處理；??·將處理結果返回給用戶。?

DBMS的主要功能有DB的定義、操縱、保護、維護和數據字典等五個功能。

?1.18?試敘述DBMS對數據庫的維護功能。?

答：包括DB的數據載入、轉換、轉儲、DB的改組以及性能監控等功能。這些功能分別由各個實用程序完成。?

1.19?從模塊結構觀察，DBMS由哪些部分組成？?

答：DBMS由兩大部分組成：查詢處理器和存儲管理器。（解釋略）

?1.20?DBS有哪幾部分組成？其中DD有什么作用？?

答：DBS由DB、硬件、軟件和DBA等四個部分組成。（解釋略）?

在DBS中，DD是存儲三級結構描述（即元數據）的DB。DBMS的所有工作都要以DD中的元數據為依據，也就是所有工作都要通過DD訪問DB。?

1.21“元數據”與“數據”之間有些什么聯系與區別？?答：元數據（metadata）是指“數據的數據”，即數據的描述。DB中的元數據是指三級模式結構的詳細描述。?

數據（data），一般是指用戶使用的具體值。?

1.22?什么是DBA？DBA應具有什么素質？DBA的職責是什么？?

答：DBA是控制數據整體結構的一組人員，負責DBS的正常運行，承擔創建、監控和維護DB結構的責任。??DBA必須具備下列4條素質：熟悉企業全部數據的性質和用途；對所有用戶的需求有充分的了解；對系統的性能非常熟悉；兼有系統分析員和運籌學專家的品質和知識。??DBA的主要職責有6點：定義模式；定義內模式；與用戶的聯絡；定義安全性規則；定義完整性規則；DB的轉儲與恢復。?

1.23?試對DBS的全局結構作詳細解釋。?

答：從四個方面解釋：??·數據庫用戶有四類：DBA，專業用戶，應用程序員，終端用戶。??·DBMS的查詢處理器有四個模塊：DML編譯器，嵌入型DML預編譯器，DDL編譯器，查詢運行核心程序。??·DBMS的存儲管理器有四個模塊：授權和完整性管理器，事務管理器，文件管理器，緩沖區管理器。??·磁盤存儲器中有五種數據結構：數據文件，數據字典，索引文件，統計數據組織和日志。?

1.24?使用DBS的用戶有哪幾類？?答：（略，見習題1.23）?

1.25?DBMS的查詢處理器和存儲管理器各有哪些功能？?答：（略，見習題1.23）?

1.26?磁盤存儲器中有哪五類主要的數據結構？?答：（略，見習題1.23）?

1.27?根據計算機的系統結構，DBS可分成哪四種?各有什么特點???

答：根據計算機的系統結構，DBS可分成集中式、C/S式、并行式和分布式等四種?集中式DBS的特點是單點數據（DB集中在一個場地）單地處理（單個CPU）。?C/S式DBS的特點是計算機的功能分放在客戶機和服務器上（即功能的分布）。客戶機上專門實現前端處理和用戶界面。服務器上完成事務處理和數據訪問控制。?

并行式DBS的特點是使用多個CPU和多個磁盤進行并行操作。?

分布式DBS的特點是多點數據（DB分布在多個場地）多點處理（多個CPU）。數據具有物理分布性和邏輯整體性特點。系統中事務有本地事務（訪問本地DB）和全局事務（訪問至少兩個場地的DB）之分。?

1.28?DBS能產生哪些效益？?

答：DBS的應用，使計算機應用深入到社會的每個角落。其效益有以下7個方面：靈活性，簡易性，面向用戶，有效的數據控制，加快應用開發速度，維護方便，標準化。

關系模型和關系運算理論 ?

2.1 基本內容分析 ?

2.1.1 本章重要概念 ?

基本概念 ?關系模型，關鍵碼（主鍵和外鍵），關系的定義和性質，三類完整性規則，ER模型到關系模型的轉換規則，過程性語言與非過程性語言。 ?

關系代數 ?五個基本操作，四個組合操作，七個擴充操作。 ?

關系演算 ?元組關系演算和域關系演算的原子公式、公式的定義。關系演算的安全性和等價性。 ?

關系代數表達式的優化 ?關系代數表達式的等價及等價轉換規則，啟化式優化算法。 ?（5）關系邏輯 ?謂詞、原子、規則和查詢，規則的安全性，用規則模擬關系代數表達式。

2.1.2 本章的重點篇幅 ?

（1）教材中P56的例2.7（關系代數表達式的應用實例）。

（2）教材中P63的例2.19（元組表達式的應用實例）。

（3）教材中P81的例2.36（關系邏輯的規則表示）。

2.1.3 重要內容分析 ?

關系代數表達式的運用技巧 ?

一般規則 ?·對于只涉及到選擇、投影、聯接的查詢可用下列表達式表示： ????

?π?（σ?（R×S）） ?或者π?（σ?（R?S）） ?

·對于否定的操作，一般要用差操作表示，例如“檢索不學C2課的學生姓名”。 ?

·對于檢索具有“全部”特征的操作，一般要用除法操作表示，例如“檢索學習全部課程的學生姓名”。 ?

“檢索不學C2課的學生姓名”，決不能用下式表示： ?????????

π SNAME，AGE（σC#≠'C2'（S?SC）） ?

一定要用“差”的形式： ??π SNAME，AGE（S）－πSNAME，AGE（σC#='C2'（S?SC）） ?

“檢索學習全部課程的學生學號”，要用πS#，C#（SC）÷πC#（C）表示， ?而不能寫成 πS# （SC÷πC#（C））形式。這是因為一個學生學的課程的成績可能是不一樣的。 ?

（4）對于教材P56的例2.7的8個查詢語句的關系代數表達式，考生一定要掌握，這是基礎。 ?

2．非過程性語言與過程性語言的區別 ?編程時必須指出“干什么”及“怎么干”的語言，稱為過程性語言；編程時只須指出“干什么”，不必指出“怎么干”的語言，稱為非過程性語言。 ?兩種語言的主要區別見圖2.1

2.2?教材中習題2的解答?

2.1名詞解釋?

·關系模型：用二維表格表示實體集，外鍵和主鍵表示實體間聯系的數據模型，稱為關系模型。?

·關系模式：是對關系的描述，包括模式名、諸屬性名、值域名和模式的主鍵。

?·關系實例：關系模式具體的值，稱為關系實例。?

·屬性：即字段或數據項，與二維表中的列對應。屬性個數，稱為元數（arity）。

?·域：屬性的取值范圍，稱為域。?

·元組：即記錄，與二維表中的行對應。元組個數，稱為基數（cardinality）。?

·超鍵：能惟一標識元組的屬性或屬性集，稱為關系的超鍵。?

·候選鍵：不含有多余屬性的超鍵，稱為候選鍵。?

·主鍵：正在使用的、用于標識元組的候選鍵，稱為主鍵。?

·外鍵：屬性集F是模式S的主鍵，在模式R中也出現，那么稱F是模式R的外鍵。?

·實體完整性規則：實體的主鍵值不允許是空值。?

·參照完整性規則：依賴關系中的外鍵值或者為空值，或者是相應參照關系中某個主鍵碼。?

·過程性語言：編程時必須給出獲得結果的操作步驟，即指出“干什么”及“怎么干”的語言。?

·非過程性語言：編程時，只需指出需要什么信息，不必給出具體的操作步驟，即只要指出“干什么”，不必指出“怎么干”的語言。?

·無限關系：指元組個數為無窮多個的關系。?

·無窮驗證：驗證公式真假時需要進行無限次驗證。?l?2.2?在關系模型中，對關系作了哪些規范性限制？?答：對關系作了一下四個限制：??屬性值不可分解；沒有重復元組；沒有行序；使用時有列序。?

2.3?為什么關系中的元組沒有先后順序，且不允許有重復元組？?

答：由于關系定義為元組的集合，而集合中的元素是沒有順序的，因此關系中的元組也就沒有先后的順序（對用戶而言）。這樣既能減少邏輯排序，又便于在關系數據庫中引進集合論的理論。?

每個關系模式都有一個主鍵，在關系中主鍵值是不允許重復的。如果關系中有重復元組，那么其主鍵值肯定相等，起不了惟一標識作用，因此關系中不允許有重復元組。?

2.4?外鍵值何時允許空？何時不允許空？?

答：在依賴表中，當外鍵是主鍵的組成部分時，外鍵值不允許空；否則外鍵值允許空。

?2.5?笛卡兒積、等值聯接、自然聯接三者之間有什么區別？?

答：笛卡爾積是一個基本操作，而等值聯接和自然聯接是組合操作。?

設關系R的元數為r，元組個數為m；關系S的元數為s，元組個數為n。?那么，R×S的元數為r+s，元組個數為m×n;R?S的元數也是r+s，但元組個數小于等于m×n；R?S的元數小于等于r+s，元組個數也小于等于m×n；

第3章關系數據庫語言SQL ?

3.1 基本內容分析 ?

3.1.1 本章重要概念 ?

SQL數據庫的體系結構，SQL的組成。 ?

SQL的數據定義：SQL模式、基本表和索引的創建和撤銷。 ?

SQL的數據查詢；SELECT語句的句法，SELECT語句的三種形式及各種限定，基本表的聯接操作，SQL3中的遞歸查詢。 ?

SQL的數據更新：插入、刪除和修改語句。

視圖的創建和撤消，對視圖更新操作的限制。 ?

嵌入式SQL：預處理方式，使用規定，使用技術，卷游標，動態SQL語句。

3.1.2 本章的重點篇幅 ?

教材中P97的例3.8（SELECT語句）。 ?

教材中P123的例3.31和P123的例3.32（嵌入式SQL）。

3.1.3 重要內容分析 ?

SELECT語句是SQL的核心內容，對于該語句考生應掌握下列內容。

SELECT語句的來歷在關系代數中最常用的式子是下列表達式： πA1,?,An(σF(R1×?×Rm)) ?這里R1、?、Rm為關系，F是公式，A1、?、An為屬性針對上述表達式，SQL為此設計了SELECT—FROM—WHERE句型： ???

SELECT ?A1，?，An ???

FROM ?R1，?，Rm ???

WHERE ?F ?

這個句型是從關系代數表達式演變來的，但WHERE子句中的條件表達式F要比關系代數中公式更靈活。 ?

SELECT語句中出現的基本表名，應理解為基本表中的元組變量，而列名應理解為元組分量。 ?

SELECT語句的語義有三種情況，下面以學生表S（S#，SNAME，AGE，SEX）為例說明。

第一種情況：SELECT語句中未使用分組子句，也未使用聚合操作，那么SELECT子句的語義是對查詢的結果執行投影操作。譬如： ??

SELECT S#，SNAME ?

FROM S ???

WHERE SEX='M'； ?

第二種情況：SELECT語句中未使用分組子句，但在SELECT子句中使用了聚合操作，此時SELECT子句的語義是對查詢結果執行聚合操作。譬如： ??

SELECT COUNT（*），AVG（AGE） ?

FROM S ???

WHERE SEX='M'； ?

該語句是求男同學的人數和平均年齡。

第三種情況：SELECT語句使用了分組子句和聚合操作（有分組子句時必有聚合操作），此時SELECT子句的語義是對查詢結果的每一分組去做聚合操作。譬如：

SELECT AGE，COUNT（*） ?

FROM S ??

WHERE SEX='M' ?

GROUP BY AGE； ?

該語句是求男同學每一年齡的人數。 ?

SELECT語句中使用分組子句的先決條件是要有聚合操作。但執行聚合操作不一定要用分組子句。譬如求男同學的人數，此時聚合值只有一個，因此不必分組。但同一個聚合操作的值有多個時，必須使用分組子句。譬如求每一年齡的學生人數。此時聚合值有多個，與年齡有關，因此必須分組。 ?

3.2 教材中習題3的解答 ?

3.1 名詞解釋 ?

·基本表：實際存儲在數據庫中的表，稱為基本表。

?·視圖：是從基本表或其他視圖中導出的表，它本身不獨立存儲在數據庫中，也就是數據庫中只存放視圖的定義而不存放視圖的數據。

?·實表：是對基本表的別稱。

·虛表：是對視圖的別稱。 ?

·相關子查詢：SELECT語句嵌套時，子查詢中查詢條件依賴于外層查詢中的值，因此子查詢要反復求值供外層查詢使用。這種子查詢稱為相關子查詢。 ?

·聯接查詢：查詢時要從多個基本表中提取數據，此時把多個基本表寫在同一層的FROM子句中，這種查詢形式稱為聯接查詢。

·嵌套查詢：查詢時要從多個基本表中提取數據，此時把多個基本表分別放在不同層次上的FROM子句中，這種查詢形式稱為嵌套查詢。 ?

·交互式SQL：在終端交互方式使用的SQL語言。 ?

·嵌入式SQL：嵌入在高級語言的程序中使用的SQL語言。 ?

·共享變量：嵌入的SQL語句和主語言語句間傳遞信息的變量，稱為共享變量。共享變量先由主語言程序定義，再用SQL的說明語句說明，然后SQL語句就可使用這些變量。 ?

·游標：游標是與某一查詢相聯系的符號名。游標有游標關系和游標指針兩層含義。在游標打開時，游標（指針）指向查詢結果的第一個記錄之前。 ?

·卷游標：在游標推進時，可以進退自如的游標。

模式設計理論

4.1 基本知識點 ?

4.1.1 本章重要概念 ?

關系模式的冗余和異常問題。 ?

FD的定義、邏輯蘊涵、閉包、推理規則、與關鍵碼的聯系；平凡的FD；屬性集 ?的閉包；推理規則的正確性和完備性；FD集的等價；最小依賴集。

無損分解的定義、性質、測試；保持依賴集的分解。 ?

關系模式的范式：1NF，2NF，3NF，BCNF。分解成2NF、3NF模式集的算法。

MVD、4NF、JD和5NF的定義。

4.1.2 本章的重點篇幅 ?（1）教材中P148的例4.13。（無損聯接和保持FD的例子） ?（2）教材中P149的例4.14和P150的例4.15。（分解成2NF和3NF的例子） ?4.2 教材中習題4的解答 ?

4.1 名詞解釋 ?

·數據冗余：指同一個數據在系統中多次重復出現。

·函數依賴（FD）：在關系模式R(U)中，FD是形為X→Y的一個命題，只要r是R的當前關系，對r中任意兩個元組t和s，都有t[X]=s[X]蘊涵t[Y]=s[Y]，那么稱FD X→Y在關系模式R(U)中成立。 ?

·平凡的FD：如果X→Y，且Y?X，則稱X→Y是一個“平凡的FD”。 ?

·FD集F的閉包F+：被F邏輯蘊涵的函數依賴全體構成的集合，稱為F的閉包，記為F+，即F+={ X→Y | F?X→Y}。

?·屬性集X的閉包X+：從已知的FD集F使用FD推理規則推出的所有滿足X→A的屬性A的集合，稱為X的閉包，記為X+，即X+=｛ 屬性A | X→A在F+中 ｝。 ?

·FD的邏輯蘊涵：如果從已知的FD集F能推導出X→Y成立，那么稱F邏輯蘊涵 X→Y，記為F ?X→Y。

?·FD集的等價：對于兩個FD集F和G，有F+=G+，則稱F和G是等價的依賴集。

·最小依賴集：設F是屬性集U上的FD集，Fmin是F的最小依賴集，那么Fmin應滿足下列四個條件：Fmin+=F+；每個FD的右邊都是單屬性；Fmin中沒有冗余的FD；每個FD的左邊沒有冗余的屬性。 ?

·無損分解：設關系模式R，F是R上的FD集，ρ=｛ R1，?，Rk ｝是R的一個分解。 如果對R中滿足F的每一關系r，都有r= ???πRi（r），那么稱分解ρ相對F是“無損分解”。 ·泛關系假設：指數據庫中每一個關系都是全部屬性構成的關系的投影，此時，由全部屬性構成的關系稱為泛關系。 ?

·chase過程：根據已知FD集，對R分解成ρ構造的初始表格的值進行修改，使之符合FD集，這個過程稱為chase過程。

?·保持FD：設關系模式R，F是R上的FD分解，ρ=｛ R1，?，Rk ｝是R的一個分 解，如果有∪ πRi（F）?F，那么稱分解ρ保持FD集F。

?·1NF：如果關系模式R的每個關系r的屬性值都是不可分的原子值，那么稱R是1NF 的模式。 ?

·2NF：如果R是1NF的模式，且每個非主屬性完全函數依賴于R的候選鍵，那么稱

R k ?i=1 k ?i=1 是2NF的模式。 ?

·3NF：如果R是1NF的模式，且每個非主屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，那么稱R是3NF的模式。 ?·BCNF：如果R是1NF的模式，且每個屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，那么稱R是BCNF的模式。 ?

·4NF：設D是關系模式R上成立的FD和MVD集合。如果D中每個非平凡的MVD X→→Y的左部X都是R的超鍵，那么稱R是4NF模式。 ?

·5NF：如果關系模式R的每個JD均由R的候選鍵蘊涵，那么稱R是5NF的模式。

?·多值依賴（MVD）：設關系模式R(U)，X和Y是U的子集，Z=U-X-Y。對于R的關系r，若在r中存在元組（x，y1，z1）和（x，y2，z2），就也應存在元組（x，y2，z1）和（x，y1，z2），那么稱MVD X→→Y在模式R上成立。 ?

·聯接依賴（JD）：設關系模式R(U)，R1、?、Rn是U的子集，并滿足U=R1∪?∪Rn， ρ=｛ R1，?，Rn ｝是R的一個分解。如果對于R的每個關系r都有mρ（r）=r，那么稱 ?

????????JD *（R1，?，Rn）在模式R上成立。

系統實現技術

7.1 基本知識點 ?

7.1.1 本章重要概念 ?

系統目錄及其和DBMS各子系統的聯系。 ?

事務的定義，COMMIT和ROLLBACK的語義，事務的ACID性質，事務的狀態變遷圖。 ?

存儲器類型，穩定存儲器的實現，數據傳送過程。 ?

恢復的定義、基本原則和實現方法，故障的類型，檢查點技術，REDO和UNDO操作，運行記錄優先原則。 ?

并發操作帶來的三個問題，X鎖、PX協議、PXC協議，S鎖、PS協議、PSC協議，活鎖、餓死和死鎖，并發調度，串行調度，并發調度的可串行化，兩段封鎖法，SQL中事務的存取模式和隔離級別。 ?

完整性的定義，完整性子系統的功能，完整性規則的組成。SQL中的三大類完整性約束，SQL3中的觸發器技術。 ?

安全性的定義、級別，權限，SQL中的安全性機制，幾種常用的安全性措施，自然環境的安全性。 ?

7.1.2 本章的重點篇幅 ?（1）教材中P261 的圖7.7。（檢查點技術） ?（2）并發操作帶來的四個問題，封鎖帶來的三個問題，并發調度的可串行化。（教材P265-276） ?（3）SQL中完整性約束的實現：斷言（教材P290）。 （4）安全性中的授權語句（教材P298）。 ?7.2 教材中習題7的解答 ?

7.1 名詞解釋 ?

·系統目錄：系統目錄(system catalog)是任何通用DBMS的核心。系統目錄本身就是一個“微型數據庫”，其主要功能是存儲DBMS管理的數據庫的定義或描述。這類信息被稱為元數據（metadata），主要包括數據庫三級結構、兩級映像的定義。 ?

·事務：事務是構成單一邏輯工作單元的操作集合。

?·DB的可恢復性：系統能把DB從被破壞、不正確的狀態，恢復到最近一個正確的狀態，DBMS的這種功能稱為DB的可恢復性。 ?

·并發操作：在多用戶共享系統中，許多事務可能同時對同一數據進行操作，這種操作稱為并發操作。 ?·封鎖：封鎖是系統保證對數據項的訪問以互斥方式進行的一種手段。

?·X鎖：事務T對某數據加了X鎖后，其他事務要等T解除X鎖后，才能對這個數據進行封鎖。 ?

·PX協議：只有獲準X鎖的事務，才能修改數據，否則這個事務進入等待狀態。 ?

·PXC協議：PX協議再加上一條規則：“X鎖必須保留到事務終點才能解除”。 ?

·S鎖：事務T對某數據加了S鎖后，仍允許其他事務再對該數據加S鎖，但在對該數據的所有S鎖都解除之前決不允許任何事務對該數據加X鎖。 ?

·PS協議：獲準S鎖的事務，只能讀數據，不能修改數據。 ?

·PSC協議：PS協議再加上一條規則：“S鎖必須保留到事務終點才能解除”。 ?

·活鎖：系統可能使某個事務永遠處于等待狀態，得不到封鎖的機會，這種現象稱為“活鎖”。 ?

·餓死：若干事務連續不斷地對某數據實現加S鎖和釋放S鎖的操作，那么若有一個事務欲對該數據加X鎖，將永遠輪不上封鎖的機會。這種現象稱為“餓死”。 ?

·死鎖：若干事務都處于等待狀態，相互等待對方解除封鎖，結果造成這些事務都無法繼續執行，這種現象稱為系統進入了“死鎖”狀態。 ?

·調度：事務的執行次序稱為“調度”。 ?

·串行調度：多個事務依次執行，稱為事務的串行調度。 ?·并發調度：利用分時的方法，同時處理多個事務，則稱為事務的并發調度。

?·可串行化調度/不可串行化調度：如果一個并發調度的執行結果與某一串行調度的執行結果等價，那么這個并發調度稱為“可串行化的調度”，否則稱為“不可串行化調度”。 ?

·兩段封鎖協議：事務分成兩個階段，前一階段只能申請封鎖，后一階段只能釋放封鎖，這一規則稱為事務的兩段封鎖協議。

總結

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