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一、简答题

1． 为某百货公司设计一个E-R 模型。

百货公司管辖若干连锁商店，每家商店经营若干商品，每家商店有若干职工，但每个职工只能服务于一家商店。

实体类型“商店”的属性有：店号、店名、店址、店经理。实体类型“商品”的属性有：商品号、品名、单价、产地。实体类型“职工”的属性有：工号、姓名、性别、工资。在联系中应反映出职工参加某商店工作的开始时间、商店销售商品的月销售量。

试画出反映商店、商品、职工实体类型及其联系类型的E-R 图、并将其转换成关系模式集。

【答案】其E-R 图如图所示。转换的关系模式如下：

某百货公司的E-R 图

2． 试述数据库设计过程中形成的数据库模式。

【答案】数据库结构设计的不同阶段形成数据库的各级模式，即：

（1）在概念设计阶段形成独立于机器特点，独立于各个DBMS 产品的概念模式，在本篇中就是E-R 图；

（2）在逻辑设计阶段将E-R 图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式，然后在基本表的基础上再建立必要的视图，形成数据的外模式；

（3）在物理设计阶段，根据DBMS 特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式。

3． 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。所以一定要先写日志文件，即首先把日志记录写到日志文件中，然后进行数据库的修改。

4． 什么是数据库管理系统？

【答案】数据库管理系统（DBMS ）是操纵和管理数据库的一组软件，它是数据库系统（DBS ）的重要组成部分。 不同的数据库系统都配有各自的DBMS ，而不同的DBMS 各支持一种数据库模型，虽然它们的功能强弱不同，但大多数DBMS 的构成相同，功能相似。一般说来，DBMS 具有定义、建立、维护和使用数据库的功能，它通 常由三部分构成：数据描述语言及其翻译程序、数据操纵语言及其处理程序和数据库管理的例行程序。

（1）数据描述语言

数据描述语言对应数据库系统的三级模式（外模式、概念模式和内模式）分别有3种不同DDL :

外模式DDL 、概念模式DDL 和内模式DDL , 它们是专门提供给DBA 使用的，一般用户不必关心。

①外模式DDL 是专门定义外视图的，外视图是用户观点的数据库描述，它是数据库的局部逻辑结构。

②概念模式DDL 是用来描述概念视图的专用语言。概念视图是数据库的全局逻辑结构，它包括数据库中所 有元素的名称、特征及其相互关系的描述，并包括数据的安全保密性和完整性以及存储安排、存取路径等信息。

③内模式DDL 是用来定义内视图的数据描述语言。内视图是从物理层中分离出来的，但不是物理视图。虽 然它有存储记录和块的概念，但它不受任何存储设备和设备规格（如柱面大小、磁道容量等）的限制。它包括对 存储记录类型、索引方法等方面的描述。

（2）数据操纵语言

DML 数据操纵语言是用户与DBMS 之间的接口，是用户用于存储、检索、维护数据库的工具。

由一组命令 语句组成，这些语句可分为4类。

①存储语句：用户使用存储语句向数据库中存放数据。系统给出新增数据库记录的数据库码，并分配相应的 存储空间。

②控制语句：用户通过这类语句向DBMS 发出使用数据库的命令，使数据库置于可用状态。

操作结束后， 必须使用关闭数据库的命令，以便对数据库数据进行保护。

③检索语句：用户通过这类语句把需要检索的数据从数据库中提取出来传至内存，交应用程序处理。

④更新语句：用户通过这组更新语句完成对数据库数据的插入、删除和修改操作。

（3）数据库管理的例行程序

数据库管理的例行程序随系统而异。一般来说，它由下列三部分组成。

①语言翻译处理程序：包括DDL 翻译程序、DML 处理程序、终端查询语言解释程序、数据库控制语言的翻 译程序等。

②公用程序：定义公用程序和维护公用程序。定义公用程序包括信息格式定义、概念模式定义、外模式定义 和保密定义公用程序等。维护公用程序包括数据装入、数据库更新、重组、重构、恢复、统计分析、工作日记、 转储和打印公用程序等。

③系统运行控制程序：包括数据存取、更新、有效性检验、完整性保护程序、并发控制、数据库管理、通信 控制程序等。

5． 试述关系数据库管理系统的语言处理层处理一个数据操纵语言语句的大致过程。

【答案】DML 语句处理的过程包括：

（1）先对DML 语句进行词法分析和语法分析，并把外部关系名、属性名转换为内部名，通过词法和语法分析后生成语法分析树；

（2）根据数据字典中的内容进行查询检查，包括审核用户的存取权限和完整性检查；

（3）对查询进行优化，包括代数优化和存取路径优化；

（4）把选中的查询执行方案描述出来。

6． 试述数据库系统的组成。

【答案】数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。

（1）硬件平台及数据库。由于数据库系统数据量都很大，加之DBMS 丰富的功能使得自身的规模也很大，因此整个数据库系统对硬件资源提出了较高的要求：①要有足够大的内存，存放操作系统、DBMS 的核心模块、数据缓冲区和应用程序；②有足够的大的磁盘或磁盘阵列等设备存放数据库，有足够的磁带（或光盘）作数据备份；③要求系统有较高的通道能力，以提高数据传送率。

（2）软件。①DBMS ; ②支持DBMS 运行的操作系统；③具有与数据库接口的高级语言及其编译系统；④以DBMS 为核心的应用开发工具；⑤为特定应用环境开发的数据库应用系统。

（3）人员。开发、管理和使用数据库系统的人员主要是：数据库管理员、系统分析员和数据库设计人员、应用程序员和最终用户。

7． 简述内存数据库的发展历程。

【答案】（1）内存数据库的雏形期

1969年，IBM 公司研制了国际上最早的层次数据库管理系统IMS 。IMS 在一个系统中提供了两种数据管理方法，一种是采用内存存储的Fast Path ，另一种是支持磁盘存储的MS 。Fast Path 支持内存驻留数据，是内存数 据库的雏形。

（2）内存数据库的研宄发展期

1984年，DJ. DeWitt 等人发表了“内存数据库系统的实现技术”一文，第一次提出了 Main Memory Data Base 的概念；1985年，IBM 推出了在IBM 370上运行的OBE 内存数据库；1986年，RBHagman 提出了使用检查点 技术实现内存数据库的恢复机制；1987年，ACM SIGMOD会议中有论文提出了以堆文件（heap file）作为内存 数据库的数据存储结构；1988年，普林斯顿大学设计出TPK 内存数据库；1990年，普林斯顿大学又设计出System M内存数据库。

（3）内存数据库的产品成长期

1994年，美国0SE 公司推出了第一个商业化的、开始实际应用的内存数据库产品POlyhedra 。

8． 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。

【答案】（1）数据模型是对现实世界数据特征的抽象，一般来讲，数据模型是严格定义的概念的集合。

（2）数据模型用来描述数据、组织数据和对数据进行操作。这些概念精确描述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。

（3）数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成：

①数据结构：它是所研宄的对象类型的集合，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完整性约束条件：数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。

二、应用题