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第1章绪论1．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。答：（1）数据：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。（2）数据库：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：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。（4）数据库管理系统（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。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特点或优点决定的。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。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。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：（1）适用于数据的备份、临时数据存储。早期功能比较简单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5．试述数据库系统的特点。答：数据库系统的主要特点有：（1）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。（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。（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。（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。6．数据库管理系统的主要功能有哪些？答：（1）数据库定义功能；（2）数据存取功能；（3）数据库运行管理；（4）数据库的建立和维护功能。7．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：数据模型是严格定义的概念的集合。通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。（1）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。数据模型是数据库系统的基础。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，用于信息世界的建模，概念简单清晰；另一类是数据模型，用于机器世界，一般需要有严格的形式化定义和一组严格定义了语法和语义的语言。8．试述概念模型的作用。答：概念模型用于信息世界的建模，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。9.试述网状、层次数据库的优缺点。答：层次模型的优点主要有：（1）模型简单（2）用层次模型的应用系统性能好（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：（1）现实世界中很多联系是非层次性的，层次模型不能自然地表示这类联系；（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：（1）能够更为直接地描述现实世界（2）存取效率较高。网状数据模型的缺点主要有：（1）结构比较复杂；（2）语言复杂，用户不容易使用。10.试述关系模型的概念，定义并解释以下术语：①关系②属性③域④元组⑤主码⑥分量⑦关系模式答：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。在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。①关系：一个关系对应通常说的一张表；②属性：表中的一列即为一个属性；③域：属性的取值范围；④元组：表中的一行即为一个元组；⑤主码：表中的某个属性组，它可以惟一确定一个元组；⑥分量：元组中的一个属性值；⑦关系模式：对关系的描述，一般表示为关系名（属性1，属性2，…，属性n)11.试述关系数据库的特点。答：关系数据模型具有下列优点：（1）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。（3）用户透明，具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，也简化工作。查询效率往往不如非关系数据模型。优化，增加难度。12.试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？答：数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。外模式，是数据库用户的数据视图，模式，亦称逻辑模式，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，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使用户能逻辑抽象地处理数据，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。13.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询、插入、删除和修改的语句。14.什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的独立性？答：数据与程序的逻辑独立性：当模式改变时，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。数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变了，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变。15.DBA的职责是什么？答：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。16.系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责是什么？答系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员负责数据库中数据的确定、数据库各级模式的设计。第2章关系数据库1.试述关系模型的三个组成部分。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：关系数据语言可以分为三类：关系代数语言。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共同特点是，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。3.试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中，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是基本关系的主属性，则属性不能取空值。若属性是基本关系的外码，它与基本关系的主码相对应，则对于R中每个元组在F上的值必须为：或者取空值，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，否则不能取空值。4.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(σSno=‘J1’（SPJ）)2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO：πSno(σSno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO：πSno(σPno=‘P1‘（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.试述等值连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。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。6.关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4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的数据泄露、更改或破坏。2.举例说明数据安全性产生威胁的因素非授权用户对数据库的恶意存取和破坏数据库中重要或敏感的数据被泄露安全环境的脆弱性3.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，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：（1）用户标识和鉴别（2）存取控制（3）视图机制（4）审计（5）数据加密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：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：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。6.为什么强制存取控制提供了更高级别的数据库安全性？答：强制存取控制（MAC）是对数据本身进行密级标记，无论数据如何复制，标记与数据是一个不可分的整体，只有符合密级标记要求的用户才可以操纵数据，从而提供了更高级别的安全性。7.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，包括实际用户以及用户的各进程。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为它们指派一个敏感度标记。敏感度标记被分成若干级别，例如绝密、机密、可信、公开等。主体的敏感度标记称为许可证级别，客体的敏感度标记称为密级。8.什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的审计模块在用户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。利用数据库的审计功能，DBA可以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。9.统计数据库中存在何种特殊的安全性问题？答：统计数据库允许用户查询聚集类型的信息，如合计、平均值、最大值、最小值等，不允许查询单个记录信息。但是，人们可以从合法的查询中推导出不合法的信息，即可能存在隐蔽的信息通道，这是统计数据库要研究和解决的特殊的安全性问题。第7章数据库设计1．试述数据库设计过程。答