2）概念结构设计：通过对用户进行综合、归纳和抽象，形成一个独立于DBMS的概念模型。 3）逻辑结构设计：将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。
4）数据库物理设计：为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理接哦股的过程。
5）数据库实施：设计人员运用DBMS提供的数据语言、工具盒宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结构建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行调试运行。
6）数据库运行与维护：对数据库系统运行进行评价、调整、修改等维护工作。 3. 试述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。 答：数据库设计的不同阶段形成了数据库的各级模式，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。
4. 试述数据库设计的特点。
答：数据库设计既是一项涉及多学科的综合性技术又是一项庞大的工程项目。其主要特点有：（1）数据库建设是硬件、软件和干件（技术与管理的界面）的结合。（2）从软件设计的技术角度看，数据库设计应该和应用系统设计相结合，也就是说，整个设计过程中要把结构（数据）设计和行为（处理）设计密切结合起来。
5. 需求分析阶段的设计目标是什么？调查的内容是什么？
答：需求分析阶段的设计目标是通过详细调查显示世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统（手工系统或计算机系统）工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。调查的内容是“数据”和“处理”，即获得用户对数据库的如下要求：（1）信息要求，指用户需要从数据库获得信息的内容与性质，由信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据；（2）处理要求，指用户要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求，处理方式是批处理还是联机处理；（3）安全性与完整性要求。
6. 数据字典的内容和作用是什么？
答：数据字典是系统中各类数据描述的集合。数据字典的内容通常包括：（1）数据项；（2）数据结构；（3）数据流；（4）数据存储；（5）处理过程五个部分。其中数据项是数据的最小组成单元，若干个数据可以组成一个数据结构。数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流和数据存储的逻辑内容。数据字典的作用：数据字典是关于数据库中数据的描述，在需求分析阶段建立，是下一步进行概念设计的基础，并在数据库设计过程中不断修改、充实、完善。
7. 什么是数据库的概念结构？试述其特点和设计策略。 概念结构是信息世界的结构，即概念模型，其主要特点是：
（1）能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。
（2）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。
（3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。 （4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。 概念结构的设计策略通常有四种：
· 自顶向下。即首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化；
· 自底向上。即首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构；
· 逐步扩张。首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构；
· 混合策略。即将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨
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架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。 8. 什么叫数据抽象？试举例说明。
数据抽象是对实际的人、物、事和概念进行人为处理，抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些特性用各种概念精确地加以描述，这些概念组成了某种模型。
如分类这种抽象是：定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型。这些对象具有某些共同的特性和行为。它抽象了对象值和型之间的“is member of”的语义。在E-R模型中，实体型就是这种抽象。例如在学校环境中，李英是老师，表示李英是教师类型中的一员，则教师是实体型，李英是教师实体型中的一个实体值，具有教师共同的特性和行为：在某个系某个专业教学，讲授某些课程，从事某个方向的科研。 9.试述数据库概念结构设计的重要性和设计步骤。 答：重要性：
数据库概念设计师整个数据库设计的关键，将在需求分析阶段所得到的应用需求首先抽象为概念结构，以此作为各种数据模型的共同基础，从而能更好地、更准确地用某一DBMS实现这些需求。 设计需求：
概念结构的设计方法有多种，其中最经常采用的策略是自底向上方法，该方法的设计步骤通常分为两步：第1步是抽象数据并设计局部视图，第2步是集成局部视图，得到全局的概念结构。 10.什么是E-R图？构成E-R图的基本要素是什么？
答：E-R图为实体-联系图，提供了表示实体型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。 构成E-R图的基本要素是实体型、属性和联系，其表示方法为： ·实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。 ·属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。 ·联系：用联系表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1,1:n或m：n）.
11. 为什么要视图集成？视图集成的方法是什么？
在对数据库系统进行概念结构设计时一般采用自底向上的设计方法，把繁杂的大系统分解子系统。首先设计各个子系统的局部视图，然后通过视图集成的方式将各子系统有机的融合起来，综合成一个系统的总视图。这样设计清晰，由简到繁。由于数据库系统是从整体角度看待和描述数据的，因此数据不再面向某个应用而是整个系统。因此必须进行视图集成，使得数据库能被全系统的多个用户、多个应用共享使用。 一般说来，视图集成可以有两种方式： · 多个分E-R图一次集成；
· 逐步集成，用累加的方式一次集成两个分E-R图。
无论采用哪种方式，每次集成局部E-R图时都需要分两步走：
（1）合并。解决各分E-R图之间的冲突，将各分E-R图合并起来生成初步E-R图。 （2）修改和重构。消除不必要的冗余，生成基本E-R图。 12. 什么是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤。
答：数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。 设计步骤为：
（1）将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型；
（2）将转换来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换； （3）对数据模型进行优化。
13. 试述把E-R图转换为DBTG模型和关系模型的转换规则。 答：E-R图向DBTG模型的转换规则：
1)每个实体型转换为记录型，实体的属性转换为记录的数据项；
2)实体型之间1：n（n≥1）的联系转换为一个系，没有任何联系的实体型转换为奇异系；
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3)K（K≥2）个实体型之间多对多的联系，引入一个连结记录，形成K个实体型和连结记录之间的K个系。连结记录的属性由诸首记录的码及联系属性所组成；
4)同一实体型内的1：n，n：m联系，引入连结记录，转换为两个系。
*解析:根据我国实际情况，网状，层次数据库系统已很少使用，因此《概论》第三版把它们删去了，有关的主要概念放在第一章数据模型中介绍。对于DBTG模型的许多概念也介绍得很简单。本题的内容已经超出了书上的内容，同学们只要了解就可以了。但是，下面E-R图向关系模型的转换规则要求同学必须掌握，并且能够举一反三。
答：E-R图向关系模型的转换规则：
一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。 对于实体间的联系则有以下不同的情况：
（1）一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的码均是该关系的候选码。如果与某一端实体对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的码和联系本身的属性。
（2）一个1：n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为n端实体的码。
（3）一个m：n联系转换为一个关系模式。与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，各实体码的组合组成该关系的码，或码的一部分。
（4）三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系模式。与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合。 （5）具有相同码的关系模式可合并。
*14. 你能给出由E-R图转换为IMS模型的转换规则吗？ 答：E-R图向IMS模型的转换规则：
1)每个实体型转换为记录型，实体的属性转换为记录的数据项； 2)实体型之间1：n（n≥1）的联系转换记录型之间的有向边；
3)实体型之间m：n（m>1，n>1）的联系则分解成一对多联系，再根据2)转换；
4)K（K≥2）个实体型之间多对多的联系，可先转换成多对两个实体型之间的联系，再根据3)转换。
*解析:IMS是IBM公司的层次数据库管理系统。IMS模型是层次模型。E-R图向IMS模型转换的另一种方法是，先把E-R图转换为网状模型，再利用IMS逻辑数据库LDB的概念来表示网状模型。详细方法这里从略。
第七章 数据库恢复技术
一、选择题
1．一个事务的执行，要么全部完成，要么全部不做，一个事务中对数据库的所有操作都是一个不可分割的操作序列的属性是（A）。A. 原子性 B. 一致性 C.独立性 D.持久性 2．表示两个或多个事务可以同时运行而不互相影响的是（C）。A. 原子性 B.一致性 C.独立性 D.持久性 3. 事务的持续性是指（B）
A.事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做。B.事务一旦提交，对数据库的改变是永久的。 C.一个事务内部的操作对并发的其他事务是隔离的。
D.事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。 4．SQL语言中的COMMIT语句的主要作用是（C）。A. 结束程序 B. 返回系统C. 提交事务 D. 存储数据 5．SQL语言中用（B）语句实现事务的回滚A. CREATE TABLE B. ROLLBACKC. GRANT和REVOKE D. COMMIT 6．若系统在运行过程中，由于某种硬件故障，使存储在外存上的数据部分损失或全部损失，这种情况称为
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（A）。A. 介质故障 B. 运行故障 C.系统故障 D.事务故障 7．在DBMS中实现事务持久性的子系统是（D.）。
A. 安全管理子系统 B. 完整性管理子系统C. 并发控制子系统 D.恢复管理子系统 8. 后援副本的作用是（C）。A. 保障安全性 B. 一致性控制 C. 故障后的恢复 D.数据的转储 9．事务日志用于保存（C）。A. 程序运行过程 B.程序的执行结果C. 对数据的更新操作 D.数据操作 10．数据库恢复的基础是利用转储的冗余数据。这些转储的冗余数据包括（C）。
A. 数据字典、应用程序、审计档案、数据库后备副本B. 数据字典、应用程序、审计档案、日志文件 C. 日志文件、数据库后备副本D. 数据字典、应用程序、数据库后备副本
二、简答题
1.试述事务的概念及事务的四个特性。 答：事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。 事务具有四个特性：原子性（Atomicity）、一致性(Consistency)、隔离性（Isolation）和持续性（Durability）。这四个特性也简称为ACID特性。
原子性：事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做。 一致性：事务执行的结构必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
隔离性：一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。 持续性：持续性也称永久性（Permanence），指一个事务一旦提交，它对数据库中的数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。 2.为什么事务非正常结束时会影响数据库数据的正确性，请列举一例说明之。
答：事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。如果数据库系统运行中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断，这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物理数据库，这时数据库就处于一种不正确的状态，或者说是不一致的状态。
例如某工厂的库存管理系统中，要把数量为Q的某种零件从仓库1移到仓库2存放。
则可以定义一个事务T，T包括两个操作；Q1=Q1-Q，Q2=Q2+Q。如果T非正常终止时只做了第一个操作，则数据库就处于不一致性状态，库存量无缘无故少了Q。 3.数据库中为什么要有恢复子系统？它的功能是什么？
答：因为计算机系统中硬件的故障、软件的错误、操作员的失误以及恶意的破坏是不可避免的，这些故障轻则造成运行事务非正常中断，影响数据库中数据的正确性，重则破坏数据库，使数据库中全部或部分数据丢失，因此必须要有恢复子系统。 恢复子系统的功能是：把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态（亦称为一致状态或完整状态）。 4．数据库运行中可能产生的故障有哪几类？哪些故障影响事务的正常执行？哪些故障破坏数据库数据？ 答：大致可以分为以下几类： （1） 事务内部的故障。（2） 系统故障。（3） 介质故障。（4） 计算机病毒。
事务故障、系统故障和介质故障影响事务的正常执行；介质故障和计算机病毒破坏数据库数据。 5．据库恢复的基本技术有哪些？
答：数据转储和登录日志文件时数据库恢复的基本技术。
当系统运行过程中发生故障，利用转储的数据库后备副本和日志文件就可以将数据库恢复到故障前的某个一致性状态。
6. 数据库转储的意义是什么？试比较各种数据转储方法。 答：数据转储是数据库恢复中采用的基本技术。所谓转储即DBA定期地将数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入，将数据库恢复到转储时的状态。 静态转储：在系统中无运行事务时进行的转储操作。静态转储简单，但必须等待正运行的用户事务结
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