【考研题库】2020年沈阳建筑大学数据库系统概论考研复试核心题库[简答题+应用题]
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一、简答题
1．定义并解释00模型中以下核心概念:对象与对象标识、封装、类、类层次。
【答案】(1)对象与对象标识
现实世界的任一实体被模型化为一个对象，每个对象有一个唯一的标识，称为对象标识。
(2)封装
每一个对象是其状态与行为的封装，其中状态是该对象一系列属性值的集合，而行为是在对象状态上操作的集合，操作也称为方法。
(3)类
共享同样属性和方法集的所有对象构成了一个对象类简称类,一个对象是某一类的一个实例。类的属性的定义域可以是任何类，即可以是基本类也可以是包含属性和方法的一般类，也还可以是这个类自身。
(4)类层次
在一个面向对象数据库模式中，可以定义一个类(如C1)的子类(如C2)，类C1称为类C2的超类(或父类)。子类(如C2)还可以再定义子类(如C3)。这样，面向对象数据库模式的一组类形成一个有限的层次结构，称为类层次。
2．什么是数据库的重组织和重构造？为什么要进行数据库的重组织和重构造？
【答案】数据库的重组织：按原设计要求重新安排存储位置、回收垃圾、减少指针链等，以提高系统性能。
数据库的重构造则是指部分修改数据库的模式和内模式，即修改原设计的逻辑和物理结构。数据库的重组织是不修改数据库的模式和内模式的。
进行数据库的重组织和重构造的原因：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坏，降低了数据的存取效率，数据库性能下降，这时DBA就要对数据进行重组织。DBMS一般都提供用于数据重组织的实用程序。
数据库应用环境常常发生变化，如增加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等，使原有的数据库设计不能满足新的需求，需要调整数据库的模式和内模式。这就要进行数据库重构造。
3．什么是处理DML语句的解释方法和预编译方法？试述二者的区别、联系，比较各自的优缺点。
【答案】解释执行DML语句的方法:执行语句前，该语句都以原始字符串的形式保存。当执行到该语句时，才利用解释程序去完成束缚的全部过程，同时予以执行。
解释方法的优点:应变性强，能适应在解释过程中发生的数据结构、存储结构等的变化，因此能保持较高的数据独立性。缺点:每执行一次DML语句时都要经过所有解释步骤，尤其当这样的语句位于一个循环体内时，就要多次重复解释一个DML语句，显然效率比较低。
预编译方法:在用户提交DML语句之后对它进行翻译处理，保存产生好的可执行代码。当需要运行时，取出保存的可执行代码加以执行。
预编译方法的优点:效率高。但是，使用这种方法会遇到这样的问题:在束缚过程中进行优化所依据的条件可能在运行前已不存在，导致已作出的应用规划在执行时不再有效。为了解决这类问题，可以采用自动重编译技术。
4．登记日志文件时为什么必须先写日志文件，后写数据库？
【答案】把对数据的修改写到数据库中和把表示这个修改的日志记录写到日志文件中是两个不同的操作。有可能在这两个操作之间发生故障，即这两个写操作只完成了一个。
如果先写了数据库修改，而在运行记录中没有登记这个修改，则以后就无法恢复这个修改了。如果先写日志，但没有修改数据库，在恢复时只不过是多执行一次UNDO操作，并不会影响数据库的正确性。因此一定要先写日志文件，即首先把日志记录写到日志文件中，然后写数据库的修改。
5．试述DBMS四种进程组织方案，并分析各种方案的特点和优缺点。
【答案】DBMS四种进程组织方案如下。
N方案：N个DB用户应用程序对应N个用户进程，DBMS作为应用程序的子程序被连入用户应用程序中。因此这种方案也称为连入式方案。数据库系统中共有N个进程。
2N方案：每个用户进程有一个DBMS进程为之服务，因此N个用户进程就有N个DBMS进程，共2N个进程。
N+1方案：N个用户进程仅有一个DBMS进程为它们服务，因此共N+1个进程。
N+M方案：用M个DBMS进程为N个用户进程提供服务，一般M＜N。
6．说明在对象查询语言中要访问聚集中每个元素的实现方法。
【答案】要访问聚集中的每个元素，实现方法分如下两步：
(1)用带ORDER BY的SELECT-FROM-WHERE表达式把聚集(集合或包)转化为列表；
(2)用宿主语言的循环程序按序号访问列表中的每个元素。
7．简述数据库逻辑设计的任务和步骤。
【答案】数据库逻辑设计的任务是：把数据库概念设计阶段产生的数据库概念模式转换成数据库管理系统所支持的数据库逻辑模式。
数据库逻辑设计的主要步骤是：
(1)把E-R图转换成关系模式。
(2)对E-R图转换成后形成的关系模式进行规范化和优化。
8．运行记录优先原则是什么？
【答案】运行记录优先原则：
(1)至少要等相应的运行记录已经写入“日志”文件后，才能允许事务往数据库中写记录。
(2)直至事务的所有运行记录都已写入“日志”文件后，才能允许事务完成“ENDTRANSACTION”处理。
9．什么是第二范式、第三范式、BC范式和第四范式？
【答案】若关系模式R属于第一范式，且每个非主属性都不传递依赖于键码，则R属于第二范式。
若关系模式R属于第一范式，且每个非主属性都不传递依赖于键码，则R属于第三范式。
若关系范式属于第一范式，且每个属性都不传递依赖于键码，则R属于BC范式。
在BC范式基础上消除非平凡多值依赖，则R属于第四范式。
10．请给出检测死锁发生的一种方法，当发生死锁后如何解除死锁？
【答案】数据库系统一般采用允许死锁发生，DBMS检测到死锁后加以解除的方法。
DBMS中诊断死锁的方法与操作系统类似，一般使用超时法或事务等待图法。
超时法：如果一个事务的等待时间超过了规定的时限，就认为发生了死锁。超时法实现简单，但有可能误判死锁。事务因其他原因长时间等待超过时限时，系统会误认为发生了死锁。若时限设置得太长，也会不能及时发现死锁发生。
DBMS并发控制子系统检测到死锁后，就要设法解除。通常采用的方法是选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤销，释放此事务持有的所有锁，使其他事务得以继续运行下去。当然，对撤销的事务所执行的数据修改操作必须加以恢复。
11．操作型数据和分析型数据的主要区别是什么？
【答案】两种数据的主要区别如下表所示。
表
12．理解并给出下列术语的定义：
函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码、1NF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF。
【答案】(1)函数依赖:设R(U)是一个关系模式，U是R的属性集合，X和Y是U的子集。对于R(U)的任意一个可能的关系r,如果r中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作。
说明：①函数依赖是最基本的一种数据依赖，也是最重要的一种数据依赖。
②函数依赖是属性之间的一种联系，体现在属性值是否相等。由上面的定义可以知道，如果。则r中任意两个元组，若它们在X上的属性值相同，那么在Y上的属性值一定也相同。
③要从属性间实际存在的语义来确定它们之间函数依赖，即函数依赖反映了(描述了)现实世界的一种语义。
④函数依赖不是指关系模式R在某个时刻的关系(值)满足的约束条件，而是指R在任何时刻的一切关系均要满足的约束条件。
(2)完全函数依赖、部分函数依赖:在R(U)中，如果，.并且对于X的任何一个真子集，都有，则称Y对X完仝函数依赖，记作：
若，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依赖，记作：
(3)传递依赖:在R(U)中，如果，则称Z对X传递函数依赖。
(4)候选码、主码:设K为R＜U，F＞中的属性或属性组合，若，则K为R的候选码(Candidate key)。若候选码多于一个，则选定其中的一个为主码(Primary key)。
(5)外码:关系模式R中属性或属性组X并非R的码，但X是另一个关系模式的码，则称X是R的外部码(Foreign key)，也称外码。
(6)全码:整个属性组是码，称为全码(All-key)。
(7)1NF:如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项，则。
(8)2NF:若关系模式，并且每一个非主属性都完全函数依赖于R的码，则。
(9)3NF:关系模式中若不存在这样的码X,属性组Y及非主属性使得X
成立，则称。
(10)BCNF:关系模式。若且时X必含有码，则BCNF。
(11)多值依赖：设R(U)是属性集U上的一个关系模式。X，Y，Z是U的子集，并且Z=U－X－Y关系模式R(U)中多值依赖成立，当且仅当对R(U)的任一关系r，给定的一对(x，z)值，有一组Y的值，这组值仅仅决定于x值而与z值无关。
(12)4NF:关系模式，如果对于R的每个非平凡多值依赖，X都含有码，则称。
13．查询处理的任务是什么？查询处理的目标是什么？
【答案】查询处理的任务：
(1)全局查询到分片查询的转换。
(2)查询处理的优化^
查询处理的目标：
(1)使网络中数据的传输量最小。
(2)传输时间最短。
14．试述分布式数据库系统的模式结构。
【答案】分布式数据库系统的模式结构可以分为两大部分：集中式数据库系统的模式结构和分布式数据库系统增加的模式级别。其中包括：
(1)全局外模式，它们是全局应用的用户视图，是全局概念模式的子集；
(2)全局概念模式，它定义分布式数据库中数据的整体逻辑结构，使得数据如同没有分布一样；
(3)分片模式，定义片段以及全局关系到片段的映像；
(4)分布模式，定义片段的存放结点，分布模式的映像类型确定了分布数据库是冗余的还是非冗余的。
15．试述全关系型系统应满足的十二条准则，以及十二条基本准则的实际意义和理论意义。
【答案】关系模型的奠基人E.F.Codd具体地给出了全关系型的关系系统应遵循的十二条基本准则。从实际意义上看，这十二条准则可以作为评价或购买关系型产品的标准。从理论意义上看，它是对关系数据模型具体而又深入的论述，是从理论和实际紧密结合的高度对关系型DBMS的评述。
准则0：一个关系型的DBMS必须能完全通过它的关系能力来管理数据库。