数据库系统原理.doc

1、- 1 -文件系统阶段的数据管理缺陷主要有 3 个缺陷：数据冗余；数据不一致性；数据联系弱。与文件结构相比，数据库结构的不同主要有下面三点不同：（1）数据的结构化。文件由 记录组成，但各文件之间缺乏联系。数据库中数据在磁盘中仍以文件形式组织，但这些文件之 间有着广泛的联系。数据库的逻辑结构用数据模型来描述，整体结构化。数据模型不仅描述数据本身的特点，还要描述数据之间 的联系。 （2）数据独立性。文件只有设备独立性，而数据库还具有逻辑独立性和物理独立性。 （3）访问数据的 单位。 访问文件中的数据，以记录为单位。访问数据库中的数据，以数据项（字段） 为单位，增加了系 统的灵活性。解释 DB、DB

2、MS、DBSDB 是存储在一起、统一管理的相关数据的集合。DB 能为各种用 户共享，具有最小冗余度，数据 间联系密切，而又有较高的数据独立性。DBMS 是位于用户与 OS 之间的一 层数据管理软件， 为用户或应用程序提供访问DB 的方法，包括 DB 的建立、查询、更新及各种数据控制。DBS 是实现有组织地、 动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据 资源组织的系 统，即采用了数据 库技术的计算机系统。数据库系统中物理存储介质层次。DBS 中物理存储介质有六个层次：高速缓存、主存、快闪存、磁盘、光盘和磁带。高速 缓存和主存的特点是：访问速度最快、价钱最贵，致命的弱点是在掉电

3、或系统崩溃时 ，数据立即丢失。快闪存和磁盘又称为辅助存储器、联机存储器。数据容量大，在掉电或系统崩溃时，数据不会丢失。光 盘和磁带又称为脱机存储器或第三级存储器。其特点是：访问速度最慢，价钱也最便宜，主要用于备份。各种结构数据模型的数据结构特点在 DB 技术中，数据在磁盘上的 组织仍是文件，但是 还实现 了数据之间的联系。在各种数据模型中实现的方式是不同的，随着数据模型的发展， 实现方式经历了从低级 到高级的演变过程。 （1）在层次、网状模型中，数据之间联系是用指针实现的。指 针值是记录的地址（物理地址或 逻辑地址）， 这就允分利用了数据结构中链表的技术。这种方法查询速度 较快，但 带来一个缺

4、点，查询语言是过程性的，应用程序的编写比较复杂。 （2）关系模型中，数据之间联系通 过关键码来体现。在关系中，有主键和外键，通过外键和主键的联系实现两个记录的联系。这种方法，查询语言是非过程性的，编程比较简单，但缺点是查询速度较慢。随着硬件性能的改善， “慢”的现象正在消失。概念模式在数据库结构中的重要地位数据按外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存 储在磁 盘中，而 逻辑模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点，并使得两级的任何一 级的改变都不受另一 级的牵制。在三级模式结构之间提供两个层次的映像的原因三级模式是指用户的局部逻辑结构（外模式）、 DB 整体逻辑结 构（逻辑模式）和 DB 物

5、理结构（内模式），三 级模式之间在结构、类型、长度等方面往往差别很大，为了实现这三个抽象级别的联系和转换，DBMS 在三级模式之间提供了两个层次的映像：外模式/逻辑模式映像，逻辑模式/内模式映像。数据独立性与数据联系的区别数据独立性是指应用程序和 DB 的数据之间相互独立，不受影响，对系统的要求是“数据独立性要高”。而数据联系是指记录之间的联系， 对系统的要求是“ 数据联系密切”。解释数据冗余及后果数据冗余是指相同的数据被存储多次。数据冗余的后果是浪费空间，造成数据操作异常（一 处修改，引起多处修改），可能造成数据完整性的缺陷和数据不一致性。数据冗余是相对的概念，例如键与外键也是数据冗余，但它

6、是一种必须的数据冗余，它是在关系之间进行联系的手段，数据库的特点是可控数据冗余度。解释数据库语言及其类别数据库语言包括：数据定义语言（又称为数据描述语言）和数据操纵语言。数据描述语言， 简记为 DDL，负责定义和描述数据库的各种特性， 对数据库的逻辑设计和物理 设计中所得到的数据模式进行定义的描述及数据库三级结构的描述。数据操 纵语言， 简称 DML，实现对数据库的操作，包括：检索、插入、删除和修改等操作。解释数据库数据库是统一管理的相关数据的集合。数据库是存储在计 算机内的、有 组织的、可共享的数据集合，具有 较小的冗余度和较高的数据独立性和易扩展性。解释数据之间的联系，关系数据库中如何实现

7、数据之间的联系- 2 -数据库不仅能存储数据，而且能存 储数据之间的联系。在关系数据库中，通过表与表之间所包含的公共属性实现数据之间的联系。利用 这种联系能够将数据冗余度限下在最小范 围之内， 实现数据完整性约束和数据一致性控制。所以，关系数据库不是孤立文件的简单集合，而是相互联系数据的整体逻辑结构。解释 DB 的系统缓冲区在应用程序运行时，DBMS 在内存 为其开辟一个 DB 的系统缓 冲区，用于 “数据的传输和格式的转换”。数据库系统与文件系统相比怎样减少数据冗余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，

8、对数据的操作是按文件名 访问。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。解释数据库独立性，如何实现数据独立性，有什么好处数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立、不受影响，即数据结

9、构的修改不会引起应用程序的修改。数据独立性包括物理数据独立性和逻辑数据独立性。物理数据独立性是指数据 库物理结构改变时不必修改现有的应用程序。逻辑数据独立性是指数据 库逻辑结构改 变时不用改变应用程序。数据独立性是由 DBMS 的二级映像功能来实现的。数据 库系统通常采用外模式、模式和内模式三级结构，数据库管理系统在这三级模式之间提供了外模式/模式和模式/内模式两层映像。当整个系统要求改变模式是时（增加记录类型、增加数据项），由 DBMS对各个外模式 /模式的映像作相应改变，使无关的外模式保持不变，而应用程序是依据数据库的外模式编写的，所以应 用程序不必修改，从而保 证了数据的 逻辑独立性。当

10、数据的存储结构改变时，由 DBMS对模式/内模式映像作相应改变，可能使模式不 变 ，从而 应用程序也不必改变，保证了数据的物理独立性。数据独立性的好处是：（ 1）减轻了应用程序的维护 工作量；（2）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。数据库系统与数据库管理系统的区别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、应用系统、数据库管理员和用户构成。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，是数据 库系统的一个重要组成部分。数据库系统

11、的生存期的几个阶段，数据库结构设计在生存期中的地位数据库系统的生存期一般分为七个阶段：规划阶段、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、 实现阶段、运行和维护阶段。数据库结构的 设计是数据库应用系统设计 的基础，它的好坏直接影响数据 库的效率和质量，是数据库生存期中的一个非常重要的 阶段。数据库设计的规划阶段应做的事情数据库设计中的规划阶段的主要任务是进行建立数据库的必要性及可行性分析，确定数据 库系统在组织中和信息系统中的地位，以及各个数据 库之间的联系。数据库设计的需求分析阶段如何实现及其目标这一阶段是计算机人员（系统分析员）和用户双方共同收集数据库所需要的信息内容和用户对处理的需求。并以

12、需求说明书的形式确定下来，作 为以后系统开发的指南和系 统验证的依据。需求分析的工作主要由下面四步组成：（1）分析用户活动，产生业务流程图；（2）确定系 统范围， 产生系统关联图；（3）分析用户活动涉及的数据，产生数据流图；（4）分析系 统数据， 产生数据字典。数据字典的内容和作用数据字典通常包括：数据项、数据流、数据结构、数据存储和处理过程五个部分。数据字典是系统中各类数据描述的集合，是一系列二维 表格，是 进行详细的数据收集和数据分析所 获得的主要成果。数据字典在数据库设计中占有很重要的地位。在 DBS 中数据字典（DD）的作用在 DBS 中，DD 是存储三级结构的描述（即元数据）。DBM

13、S 的所有工作都要以 DD 中的元数据为依据，也就是所有工作都要通过 DD 系统访问 DD。解释 ER 图及其要素ER 方法是“实体联系方法” 的称。它是描述现实世界概念结构模型（实体模型）的有效方法。用 ER 方法建立的概念结构模型称为 ER 模型，或称 为 ER图。 ER图是由 实体、实体的属性和实体之间的联系三个要素组- 3 -成的。ER 概念设计的过程（1）设计局部 ER 模式:确定局部结构范围，实体定义， 联系定 义，属性分配。 （2）设计全局 ER 模式；确定公共实体类型，ER 模式的合并，冲突的消除。 （3）全局 ER 模式的优化：实体类型的合并，冗余属性的消除，冗余联系的消除。

14、将局部 ER 模型合并成全局 ER 模型，需要消除哪三种冲突？属性冲突、结构冲突、命名冲突。ER 图转换为关系模型的转换规则。（1）将每一个实体分别转换成一个关系， 实体的属性即是关系的属性，实体的键就是关系的键。 （2）如果实体间的联系是一对一的联系，将一个关系的 键作为外键放在另一个关系中。 （3）如果实体间的联系是一对多联系，则将“一”端的关系的键作为外键在“多”端的关系中。 （4）如果实体间的联系是多对多，则将联系单独转换成一个关系，该关系称为交叉关系。这个关系的键由与联系相关 联的实体的键组合而成，联系的属性成为这个交叉关系的属性。DBS 的维护工作DBS 的运行维护工作由 DBA

15、相当。运行 维护阶段的主要工作有四种：（ 1）DBS 的转储、恢复工作。 （2）DBS 安全性、完整性控制。 （3）DBS 性能的监督、分析和改进。 （4）DBS 的重组织和重构造。解释弱实体、超类、子类一个实体的存在以其他实体的存在为前提，此 时称前者为 “弱实体”，后者为“父实体”。父实体与弱实体的联系类型只能是 1：1 或 1：N。在数据抽象的 “概括”联系中，我们把下层概念称为子类，上 层概念称为超类。此时，子类实体继承了超类实体的所有属性，但子类实体本身 还可包含自己特有的属性。评审在数据库设计中的作用，允许设计过程中有多次回溯与反复的原因评审的作用在于确认某一阶段的任务是否全部完成

16、，避免重大的错误。因 为管理人员缺乏对管理对象的了解，所以在评审是时可能导致 设计过程的回溯与反复。在 DBD 中， 要有概念设计阶段的原因进行 DBD时，如果将现实世界中的客 观对象直接转换为机器世界中的 对象，就会感到非常不方便，注意力往往被牵扯到更多的细节限制方面，而不能集中在最重的信息的 组织结构和处理模式上，因此往往是将客观对象先抽象为不依赖于任何具体机器的信息结构， 这种信息 结构不是 DBMS 支持的数据模型，而是概念模型。然后再把概念模型转换成具体机器上 DBMS 支持的数据模型。因此，概念模型可以看成是 现实世界到机器世界的一个过渡的中间层次。而概念 设计阶段成为需求分析到

17、逻辑设计之间的一个重要阶段。增加了概念设计阶段，但降低了 DBD 的复 杂度。在数据库设计中，对概念模型的要求对概念模型有以下四个要求：（1）概念模型应有丰富的语义表达能力，能真实反映用户的各种需求。 （2）概念模型应简洁、明晰、独立于机器、容易理解。 （3）概念模型应易于变动，容易修改和 补充。 （4）概念模型应很容易向关系模型、层次模型、网状模型等转换。数据库的设计过程数据库运行过程中物理存储会不断变化， 对数据库的设计进 行评价、 调整、修改是一个长期的任务，也是设计工作的继续和提高。维护工作由 DBA 来完成， 维护工作包括：（ 1）数据库的转储和恢复。 （2）数据库的安全性和完整性控

18、制。 （3）数据库的性能 监督、分析和改造。 （4）数据库的重组织与重构造。解释数据库的重组织和重构造及其原因数据库运行一段时间后，由于 记录不断增、 删、改会使数据库的物理存储情况变环，降低了数据的存储效率，这时可由 DBA对数据库进行重组织，按原 设计要求重新安排存 储位置、回收垃圾、减少指针等，以提高系统效率。数据库的重组织不修改数据 库的逻辑结构和物理结 构。 DBMS 一般都提供了实用程序，用来对数据库重组织的工作。由于数据库应 用环境的变化，增加了新的 应 用或新的实体，取消了某些应用，有的实体与实体间的联系也发生了变化，使原有的数据 库设计不能满足新的要求，需要调整数据库的模式和

19、内模式，这被称为数据库的重构造。例如：在表中增加或删除某些数据 项，改 变数据项的类型，增强或删除某个表，改变数据库的容量，增加或删除某些索引等。如果应用变化太大，重构也无济于事，应该设计新的数据库应用系统了。数据库的重构造需要部分修改数据 库的逻辑结构和物理 结构（或者称为部分修改模式和内模式），这个工作由 DBA 来完成。解释函数依赖在关系模式 R（U）中，X，Y 是 U 的子集，r 是 R 的任一具体关系，如果对 r 的任意两个元组 t1、t2，都有 t1X=t2X蕴涵 t1Y=t2Y，那么称函数依 赖 XY 在模式 R 上成立。- 4 -解释两个函数依赖集的等价如果两个函数依赖集 F

20、和 G，满足 F+=G+，则称 F 和 G 等价。此时，F 中每个 FD 都在 G+中，而 G 中每个 FD 也都在 F+中。解释平凡的 FD，如何推出对于 FD XY，如果 YX，那么称 XY 是一个平凡的 FD。平凡的 FD 根据自反性规则就可推出。进行关系模式分解的原因和依据由于数据之间存在着联系和约束，在关系模式的关系中可能会存在数据冗余和操作异常现象，因此需把关系模式进行分解，以消除冗余和异常 现象。分解的依据是数据依赖和模式的标准（范式）。解释多值依赖给定关系模式 R 及其属性或属性组 A，B，当且 仅发对于一 给定的 A值，与之相应有一组 B值，且这组 B值与关系中的其他属性值无

21、关， 则称 B 多值依赖于 A，记为 AB。无损分解的定义和意义设关系模式 R 相对于 FD 集 F 分解成数据库模式 ，如果 对于 R 中每个关系 r 都有 r=mp(r)，那么称 是无损分解。 （此处 mp(r)为 r 在 中每个模式上投影的自然连接）无损分解，可以保证数据在投影以后通过自然连接仍能恢复回来。保持 FD 的分解的定义和意义设关系模式 R 相对于 FD 集 F 分解成数据库模式 ，如果 F 在 中每个模式上的投影的并集，仍能 逻辑蕴涵原来的 F，那么称分解 保持 FD 集。保持 FD 集的分解，能保证数据的语议不会出错，不会违反原来 F 中的FD 的语义。关系模式的分解的优缺

22、点分解有两个优点：（1）消除冗余和异常；（2）在分解了的关系中可存储悬挂元组。但分解有两个缺点：（1）可能分解了的关系不存在泛关系；（2）做查询操作，需做 连接操作，增加了查询时间。对关系代数表达式进行优化的原因关系代数表达式由关系代数操作组合而成。操作中，以笛卡儿积和连接操作最费时间，并生成大量的中间结果。如果直接按用户书写的 顺序执行，很可能效率低。因此在执行前，先由 DBMS 的查询子系统对关系代数表达式进行检查，尽可能先 执行选择和投影操作，以减少中间结果，并节省时间。优化工作是由 DBMS 做的，用户在书写关系代数表达式 时不必关心优化这件事，仍以简捷的连接形式书写。关系中的元组没有

23、先后顺序的原因由于关系定义为元组的集合，而集合中的元素是没有顺序的，因此关系中的元组也就没有先后的顺序（对用户而言）。这样既能减少逻辑排序，又便于在关系数据库中引 进集合论的理论。关系中不允许有重复元组的原因每个关系模式都有一个主键，在关系中主 键值是不允许重复的。如果关系中有重复元组，那么其主键值肯定相等，起不了唯一标识作用，因此关系中不允许有重复元 组。解释两个关系代数表达式等价两个关系代数表达式等价是指用同样的关系实例代替两个表达式中相应关系时所得到的结果是一样的。也就是得到相同的属性集和相同的元组集，但元 组中属性的 顺序可能不一致。查询优化在的重要性和可能性关系数据语言具有非过程化的

24、特点。用 户只要指出“ 做什么”， “怎样做”是由系统实现的。这给用户带来了方便，使对数据的操作简便，但却加重了系统的负担。系统需要自行选择存取路径，而存取路径选择的好坏是影响查询效率的关键所在。因此 查询优化就成了关系系统 需要解决的一个重要问题。利用 优化的一般策略和关系代数表达式的等价变换规则，就可以 对关系代数表达式 进行优化。 经过优化的关系代数表达式可能不是所有等价的关系代数表达式中最优的，但一般情况下，能使查询效率大大提高。SQL 的关系代数特点和元组演算特点SQL 的 SELECT语句的基本句法来自于关系代数表达式 L(F(R1Rm)，并且 SQL 中有并（UNION）、交（I

25、NTERSECT）和差（EXCEPT）等操作，因此 SQL 具有关系代数特点。SELECT 语句中出现的基本表名，都应该理解成基本表中的元组变量，而列名 应理解成元组分组， 这样 SQL 就具有了元组演算的特点。SQL 语言如何实现查询结果是否允许存在重复元组对于 SELECT语句中 SELECT 子句，若用 “SELECT DISTINCT”形式，则查询结果中不允许有重复元组；若不写DISTINCT 字样，则查询结果中允 许出现重复元组。嵌入式 SQL 的预处理方式如何实现，有何意义预处理方式是先用预处理程序对源程序进行扫描， 识别出 SQL语句，并 处理成主语言的函数调用形式；然后- 5

26、-再用主语言的编译程序把源程序编译成目标程序。 这种方法的重要意 义在于不必改动主语言的编译程序，这样，SQL 的编译程序和主语 言的编译程序之间就可独立，互不影响。视图的优点（1）视图对于数据库的重构提供了一定程序的逻辑独立性。 （2）简化了用户观点。 （3）视图机制使不同的用户能以不同的方式看待同一数据集合。 （4）视图机制对机密文件数据提供了自 动的安全保护功能。建索引的目的建索引的目的是为了快速查询，建索引的个数不是越多越好，如果数据增、删、改频繁，系 统会花费许多时间来维护索引（因为当关系中的元组进行增、 删、改 时，索引由系统进行自动修改），解决的办法是删除不必要的索引。比较基本表

27、与视图基本表是实际存在物理存储介质上的实表，而 视图是个虚表，它在实际的存储介质上不存在，只是在数据字典中存储了视图结构的定义，它是由一个或几个基本表或其他 视图导出的表。用 户对基本表和视图的查询是相同的，对视图的更新有一些限制。嵌入式 SQL 如何解决数据库工作单元与源程序工作单元之间的通讯在 SQL语句中引用主语言程序变量， 简称共享变量，完成数据库工作单元与源程序工作单元之间的通讯。主变量前加“：”，以区别于数据库的字段名，共享 变量在使用前应预先用 SQL 的 DECLARE语句声明。解释游标在主语言程序中，SELECT 命令在操作数据集合上定 义一个游 标时，系 统将分配一个临时缓

28、冲区保存该元组数据集合，游标是在程序中设 定的一个临时指针，它指向 SELECT 命令当前要处理的元组。SQL 的数据定义包括哪些操作SQL 的数据定义主要包括对 SQL 模式（即数据库）、基本表、视图和索引的创建和撤销。对视图的更新操作有些什么限制视图中只有“行列子集视图” 是允许更新的。如果视图是从单个基本表只使用选择、投影操作导出的，并且包含了基本表的主键，那么这种 视图称为“ 行列子集视图”。其他方式构成的视图都不允许更新。另外，允许更新的视图在定义时，必须加上 “WITH CHECK OPTON”短语。在主语言的程序中使用 SQL 语句的规定在主语言的程序中使用 SQL语句有三条规定

29、：（1）分清 SQL语句和主语言语句。所有 SQL语句必须加上前缀“EXEC SQL”和 结束标志“END_EXEC”。 （2）允许嵌入的 SQL语句引用主语言的程序变量（引用时加冒号作为前缀），但不允许主语言语句引用 SQL 数据库的表名和列名。 （3）SQL 的集合处理方式与主语言单记录处理方式之间用游标机制协调。如何协调 SQL 的集合处理方式与主语言单记录处理方式SQL 和主语言之间用游标机制协调。游 标有两层含义：游标 关系（cursor relation）和游标指针（cursor pointer）。游标是与某一查询结 果相联系的符号名。 实际上把 查询结果看成一个“ 文件”。如同

30、OS 一样，对“文件”的操作有定义、打开、推进、关闭等四个。游标推进相当于“读”操作，读一个元组值到共享变量中，让主语言的程序去处理。嵌入式 SQL 的 DML 语句何时不必涉及到游标，何时必须涉及到游标不涉及游标的 DML语句有下面两种情况：（1）INSERT、DELETE 、UPDATE语句，只要加上前缀和结束标志，就能嵌入在主语言程序中使用；（2）对于 SELECT语句，如果已知查询结果肯定是单元组，也可不必涉及游 标操作。涉及游标的 DML语句有下面两种情况：（ 1）当 SELECT语 句查询结果是多个元组时，必 须用游标机制把多个元组一次一个地传递给主程序处理；（2）对游标指向元组进

31、行修改删除操作时，也涉及到游标。为何将 SQL 中的视图称为虚表在 SQL 中创建一个视图时，系 统只是视图的定义存放在数据字典中，并不存储视图对应的数据，在用户使用视图时才去求对应的数据。因此，我们将视图称为“ 虚表 ”。这样处理的目的是为了节约存储空间，因为视图对应的数据都可从相应的基本表中获得。所有的视图不是都可以更新的原因更新视图是指通过视图来插入（INSERT）、 删除（DELETE）和修改（ UPDATE）数据。由于 视图是不实际存储数据的虚表，因此对视图的更新最 终要转换为对基本表的更新。为防止用户通过视图对数据进行增加、删除、修改，有意无意地对不属于视图 范围的基本表数据进行操

32、作，所以一些相关措施使得不是所有的视图都可以更新。在 SQL 中，允许更新的视图在定义时，必须加上 WITH CHECK OPTION 子句，这样在视图上增删改数据时，DBMS 会检查视图定义中的条件有，若不满足条件，则拒绝执行该操作。预处理方式对于嵌入式 SQL 的实现的意义- 6 -预处理方式是先用预处理程序对程序进行扫描， 识别 SQL语句，并 处理主语言的函数调用形式；然后再用主语言的编译程序把源程序编译成目标程序。SQL 语言支持的关系数据库的三级结构SQL语言支持的数据库体系结构基本上也是三级结构，但术语与传统的关系模型术语有所不同。在 SQL 中，关系模式称为基本表，存储模式称

33、为“ 存储文件”，子模式称为“视图”，元组称为“行”，属性称为“列”。实现嵌入式 SQL 需要解决的关键技术问题（1）嵌入式 SQL语言与宿主语言的识别问题。在嵌入式 SQL语句前加 EXEC SQL，在嵌入式 SQL语句后加END_EXEC。（2）数据交换。共享变量和游标来实现两种语言的匹配 问题。数据库中为什么要进行并发控制当多个用户并发地存取数据库时就可能会产生多个事务同时存取同一数据的情况。若对并发操作不加控制，事务之间可能有干扰，就有可能 读、写到不正确的数据，从而破坏数据 库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制，保证数据的一致性不受破坏。数据库权限的作用由于数据库的数据

34、由多个用户共享， 为了保证数据不被窃取，不遭破坏，数据 库必须提供一种安全保护机制来保证数据的安全，这通常是通 过为用户设置权限来实现 的。 权限的作用在于将用户能够进行的数据库操作及操作的数据限定在指定的范围内，禁止用 户超越权 限对数据库进行非法的操作，从而保 证了数据库的安全性。解释封锁机制封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。所 谓封锁就是事 务 T 在对某个数据对象如表、 记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务 T 就对该数据对象有了一定的控制，在 T释放它的锁之前，其他的事务不能更新此数据对象。解释并区别数据库的安全性和完整性数据库的安全性是指保护数据库，防止不合

35、法、未经授权的使用，以免数据的泄露、非法更改和破坏。数据库的完整性是指避免非法的不合语义的错误数据的输入和输出，造成无效操作和错误结果。数据 库的完整性是指尽可能避免无意滥用；数据库的安全性是指尽可能避免恶意滥用数据库数据。当然完整性和安全性是密切相关的。特别是从系统实现 方法来看，某一种机制常常既可以用于安全性保护也可用于完整性保护。解释封锁粒度，封锁粒度的大小与并发性、系统开销之间的关系封锁的数据目标可以是这样一些逻辑单元：数据库、表、记录、字段等，封锁数据目标的大小叫封锁粒度。封锁的粒度小，并发度高，但封锁机构复杂，系统开销大。反之，封锁的粒度大，并发度小，但封锁机构简单，系统开销小。数

36、据库的典型恢复策略数据库的恢复，意味着要把数据 库恢复到最近一次故障前的一致性状 态。典型的数据 库恢复策略为：（1）周期性地对整个数据库进行复制或转储、建立日志文件。 （2）一旦数据库发生故障，则分两种情况处理：如果数据库遇到灾难性故障，就必 须装入最近一次拷贝的数据 库备份到新的磁盘，然后利用日志 库执行“ 重做”（REDO）已提交的事务，把数据 库恢复到故障前的状态。 如果数据库未遭到物理性破坏，只是某些数据不正确，只需利用日志库“ 撤销”（UNDO）所有不可靠的修改，再利用日志库执行“重做（REDO）已提交的，但对数据库的更新可能还留在内存缓冲区的事务，就可以把数据库恢复到正确的状态。

37、解释权限的转授和回收用户对自己建立的基本表和视图拥有全部的操作权限，而且可用 GRANT语句把其中的部分或全部的权限授予别的用户。被授权的用户如果有 “继续授权“（WITH GRANT OPTION 子句）的许可，还可以把获得的权限对其他用户继续授权。可用 REVOKE语句收回所有授予出去的 权限。简述 SQL Server 2000 的 4 个版本Microsoft SQL Server 2000 的版本主要有以下 4 种：（1）SQL Server 2000 企业版：作为生产数据库服务器使用。 （2）SQL Server 2000标准版：作为小工作组或部门的数据库服务器使用。 （3）SQL

38、 Server 2000 个人版：供移动的用户使用，这些用 户有时从网络上断开，但所运行的应用程序需要 SQL Server 数据存储。 （4）SQL Server 2000 开发版：供程序员用来开发将 SQL Server 2000 用作数据存储的应用程序。简述 SQL Server 企业管理器企业管理器是用户管理 SQL Server 的主要管理工具和图形界面。企业管理器可以完成几乎所有的管理工作，如管理登录账号、数据库用户和权限，创建和管理数据库，创建和管理表、视图、存 储过程等。在企业管理器中，用户以图形化的方法 进行操作，企 业管理器向 SQL Server发送 T-SQL 命令，同

39、时它也检查 SQL - 7 -Server，显示相关的数据和配置信息以便 查看。存储过程及其优点存储过程是存放在服务器上的预先编译好的 SQL语句组并在服务器端运行。存储过程在第一次执行时进行语法检查和编译，编译好的存 储过程在高速缓存中用于后 续调用， 这样就可以使存储过程执行时更加迅速、高效。存储过程的优点是提供了安全机制、改进了执行性能、减少了网络流量和增强了代码的重用性。简述 SQL Server 触发器触发器是 SQL Server 提供给程序员和数据分析员来保证数据完整性的一种方法，它是与表事件的特殊的存储过程。触发器不能直接执 行，它只能被表上的 Insert、Update、De

40、lete 事件所触发。解释角色及其作用在数据库中，把组织在一起的一 组具有相同权限的用户称 为角色。有了角色就不用直接管理每个具体的数据库用户的权限，而只需将数据 库用户放置到合适的角色即可。当工作发生变化时，只要更改角色的权限，无需更改角色中的成员。PB9.0 的特点PB 作为基于客户机/服务器应用的快速数据库前端开发工具，它的特点可以概括为如下几点：（1）采用面向对象的编程方法和事件驱动的工作原理。 （2）支持跨平台开 发，具有开放的数据 库连接系统。 （3）无须记住各种语句格式即可轻松编写语句， PB9.0 提供了几乎所有常用的 编程语句模板，使用它可以 轻松快速插入各种语句。 （4）人

41、性化设计，为用户提供方便快捷的语句块剪切板工具，大大提高了程序员的编程效率。 （5）独特的库文件画板和层次清晰的系统资源树。 （6）系统提供 11 种不同 “显示风格”的数据窗口，以满足不同的用户需求。 （7）提供规范化的 Workspace（工作空间）对象， 让程序 员更方便地管理创建的应用对象。PB9.0 还实现了对 XML、JSP、.NET 以 Web Service 的支持，不仅可以满足企业级应用的需要，而且可以实现对所持设备的应用开发。PB 开发空间的三个层次PB9.0 中，开发空间有三个层 次：Workspace(工作空间)、 Target(目标)和 Library（库文件）。工作

42、空间是开发应用系统的“容器” ，用户必须首先建立或打开一个工作空间才能进行开发。若新建一个工作空间则将产生一个扩展名为.pbw 的文件，其中 记录了有关工作空间的信息。在 PB9.0 中一次只能打开一个工作空间。目标用于描述加入到工作空间中的应用。一个工作空 间中可以建立多个目 标，一个目 标对应一个扩展名为.pbt 的文件，用于记录有关目 标的信息。在一个工作空 间中，可以在多个目标中同时打开多个对象进行编辑，因此，可以同时开发多个应用。每个目标同时对应一个或多个 扩展名为.pbl 的 PowerBuilder 的库文件。PB 的两组工具栏（1）PowerBar:PowerBar 是 PB

43、的主控菜单工具栏。通 过 PowerBar 工具栏，可以完成很多操作，如单击工具栏上的相应图标，可以生成新的 对象和应用程序，也可以打开存在的对象或调试运行应用程序等。 （2）PainterBar: PainterBar 是 PB 提供的操作画板组件的工具 栏。通过 PainterBar 工具栏，PB 各画板完成当前画板中的任务。它在相应的画板中 显示（不同的画板有所不同），有些画板有多个 PainterBar 工具栏。PB 的数据库画板的功能PB 通过数据库画板实现了用统一的界面来处理不同数据库，与数据库相关的任务绝大部分可以在数据库画板中完成，实现了方便地对 数据库进行管理和维护。PB 的

44、数据窗口对象数据窗口（Data Window）是 PowerBuilder 的一大特色，PowerBuilder 作为一种数据库前端开发工具，操作的核心是数据库中的数据。而数据窗口是一个对象，它包含了对数据库中的数据进行特定操作的信息。只要定义好一个数据窗口对象，以后就可以在多个 应用程序中使用 这个数据窗口对象。数据窗口是封装了 对数据库中的数据操作的对象，它极大地方便了 应用程序对 数据库的使用。PB 连接数据库的步骤PowerBuilder 在访问数据库之前，必 须首先与要使用的数据 库建立连接。 PB9.0连接数据库有三个步骤：建立 ODBC 数据源；建立数据库描述文件；用“Conne

45、ct”命令连接数据库。传统数据库的局限性一般来说，人们把第一代（网状、层次）数据库和第二代（关系）数据 库称为传统数据库。传统数据库相对于文件系统而言，具有数据结构化、冗余度小、共享程度高、独立性好的特点。在传统的数据库技术中，ER 模型里的多值属性都要设法转换成单属性或一个弱实体。另外，关系模型中的属性值都是原子值（即 1NF 性质），不允许是元组值或关系值。这就限制了关系模型的适用范 围。也就是传统数据库的数据结构比较简单，不能支持复合数据类型和嵌套、 递归等数据结构。与 ER 图相比，对象联系图有哪些修改和扩充- 8 -与 ER图相比，对象联系图从以下几个方面 进行了修改和扩 充；（1）

46、实体类型改称为“对象类型”，用椭圆表示。（2）小圆圈表示属性，并且是基本数据类型。 对象类型与属性之 间联系可以是单箭头（表示单值）或双箭头（表示多值）。 （3）对象类型之间 的连线表示指针方式的引用，连线也可以是单箭头（表示单值，即元组）或双箭头（表示多值，即集合）。 （4）子类与超类的联系用双线箭头表示。面向对象技术中的数据类型系统是由哪几个部分组成的在面向对象技术中，数据类型系 统由基本类型、复合 类型和引用 类型三部分组成。基本数据类型是指整型、浮点型、字符、字符串、布尔型和枚举型。复合 类型有行类型、数 组类型、列表类型、包类型和集合类型五种。引用类型相当于程序设计中指针的概念，可以

47、避免数据 结 构的无穷嵌套问题。UML 的发展历程在面向对象技术的发展过程中， 产生了许多开发方法和开 发工具。但都有各自的一套符号和 术语，这导致了许多混乱甚至错误。在 20 世 纪 90 年代中期， Booch、Rumbaugh 和 Jacobson 等三位专家源于早先的方法和符号，但并不拘泥于早先的方法和符号，设计了一个标准的建立模型语言。他们把这个成果称为“统一建模语言”（Unified Modeling Language,简写为 UML），并把 UML 版本交给 OMG（Object Management Group）组织，经过修改后在 1997 年推出 UML1.0 和 UML1.

48、1 版，确定 UML为面向对象开发的行业标准语言。类图中的基本成分类图描述了系统的静态结构，包括 类和类间的联系。 类图中的基本成分是 类和关联：（1）类由三个部分组成：类的名称、类的属性、一些可以用到的关于 类的对象的操作。 （2）关联是对类的实例之间联系的命名，相当于 ER 模型中的联系类型。与关 联有关的内容有：关联元数：与关 联有关的类的个数。 关联角色：关联的端部，也就是与关联相连的类 。重复度：指在一个给定的 联系中有多少对象参与。ODBC 技术的特点ODBC 技术以 C/S结构为设计基础，它使得 应用程序与 DBMS 之间在逻辑上可以分离，使 应用程序具有数据库无关性。ODBC

49、定义了一个 API，每个 应用程序利用相同的源代 码就可访问不同的数据库系统，存取多个数据库中的数据。与嵌入式 SQL 相比， ODBC 一个最显著的 优点是用它生成的应用程序与数据库或数据库引擎无关。ODBC 使应用程序具有良好的互用性和可移植性，并且具备同时访问多种 DBS 的能力，从而克服了传统数据库应用程序的缺陷。ODBC 的体系结构构成及各部分的功能ODBC 是一个分层体系结构，其各部分的 结构和功能如下：（ 1）ODBC 数据库应用程序：用宿主语言和 ODBC 函数编写的应用程序用于访问数据库。 （2）驱动程序管理器：为应 用程序加载、 调用和卸载 DB驱动程序。 （3）DB驱动程序：处理 ODBC 函数，向数据源提交用 户请求执行的 SQL语句。 （4）数据源：是 DB驱动程序与 DBS 之间连接的命名。驱动程序管理器及其主要功能。驱动程序管理器是一个动态链接库（DLL），用于 连接各种 DBS 的 DBMS驱动程序（如 Oracle、Foxpro、Sybase等驱动程序），管理应用程序和 DBMS驱动程序之间的交互作用（通信）。驱动程序管理器的主要功能如下：（1）为应用程序加载 DBMS驱动程序；（2）检查 ODBC调用参数的合法性和记录 ODBC 函数的调用；（3）为不同驱动程序的 ODBC