数据库主观题题库及答案

一、简答题

1. 简述数据库系统的三级模式结构以及两级映像的功能

题目：
简述数据库系统的三级模式结构以及两级映像的功能。

答案：
数据库系统的三级模式结构包括：

外部模式（视图）：用户视角的数据库模式，每个用户可以有一个或多个视图。
概念模式（逻辑模式）：整个数据库的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共视图。
内部模式（存储模式）：数据库在物理存储上的表示方式，包括存储结构、存取路径等。

两级映像的功能：

外部模式/概念模式映像：确保数据的独立性，即当概念模式改变时，不影响外部模式。
概念模式/内部模式映像：确保物理独立性，即当内部模式改变时，不影响概念模式。

解析：
三级模式结构和两级映像的设计是为了实现数据的独立性。外部模式/概念模式映像允许用户视图的变化不影响数据库的整体逻辑结构，而概念模式/内部模式映像则允许数据库的物理存储结构变化不影响逻辑结构。这种设计使得数据库系统能够灵活应对需求变化和性能优化，而不影响用户的使用体验。

2. 是否所有的视图都是可以更新的，为什么？

题目：
是否所有的视图都是可以更新的，为什么？

答案：
不是所有的视图都是可以更新的。视图的可更新性取决于视图定义的复杂程度和基础表的结构。

解析：
视图的可更新性受到以下因素的影响：

简单视图：基于单个表的简单选择查询的视图通常是可更新的，因为可以直接映射到基础表的更新操作。
复杂视图：涉及多个表或包含聚合函数、分组、联接等操作的视图通常不可更新，因为无法确定如何将更新操作映射到基础表。例如，一个包含SUM或AVG函数的视图无法直接更新，因为这些函数的值是由多个记录计算得出的，无法通过单一记录的更新来改变。
视图定义的约束：如果视图定义中包含了WHERE子句或DISTINCT关键字，更新操作可能会导致视图中的数据不再满足这些条件，从而影响视图的完整性。

因此，视图的可更新性需要根据具体情况来判断。

3. 哪些情况会违反参照完整性规则？

题目：
哪些情况会违反参照完整性规则？

答案：
参照完整性规则可能会在以下情况被违反：

外码引用不存在的主码：当一个表中的外码引用另一个表中的主码，而该主码在被引用的表中不存在时。
级联操作导致违反：例如，在删除或更新主表记录时，如果没有适当的级联规则，可能导致子表中的外码引用无效。
更新外码值：如果试图将外码值更新为一个不存在于主表中的值。

解析：
参照完整性是关系数据库中维护数据一致性的重要机制。它确保关系之间的引用关系是有效的。违反参照完整性规则通常发生在数据操作过程中，例如插入、更新或删除操作。如果在这些操作中没有遵循参照完整性规则，可能会导致数据不一致性。例如，删除父表中的记录时，如果没有相应的级联删除操作，子表中引用该记录的外码将变为无效引用，违反了参照完整性。

4. 简述强制存取控制规则。

题目：
简述强制存取控制规则。

答案：
强制存取控制（MAC）是一种基于安全级别的访问控制机制，主要用于军事和政府系统。它的基本规则包括：

读下写上原则：用户只能读取安全级别低于或等于自己安全级别的数据，只能向安全级别高于或等于自己安全级别的数据写入。
安全级别和分类：每个数据对象和用户都有一个安全级别（如机密、绝密等）和分类（如项目A、项目B等）。
强制执行：系统自动执行这些规则，用户无法绕过。

解析：
强制存取控制的目的是确保敏感信息不会泄露给未经授权的用户。通过严格的读写规则，系统可以防止高安全级别的信息被低安全级别的用户访问，同时也防止低安全级别的信息被高安全级别的用户修改。这种控制机制特别适用于需要严格保密的数据环境，如军事和政府系统。

5. 什么是活锁？试述活锁产生的原因和解决方法。

题目：
什么是活锁？试述活锁产生的原因和解决方法。

答案：
活锁是一种并发控制问题，指多个事务或进程在等待对方释放资源而无法继续执行的状态，但与死锁不同的是，活锁中的事务或进程仍然在活动。

产生原因：
活锁通常由以下原因引起：

资源竞争：多个事务或进程竞争同一资源，但每次尝试获取资源时都因为其他事务或进程的干扰而失败。
算法设计：某些并发控制算法可能会导致活锁，例如在资源分配时，如果每个事务或进程都试图避免冲突而不断重试。

解决方法：
解决活锁的方法包括：

随机化重试：引入随机延迟，使事务或进程在重试时有不同的时间间隔，从而减少同时竞争资源的概率。
优先级机制：为事务或进程分配优先级，确保高优先级的任务能够先获取资源。
资源预分配：在事务或进程开始前预先分配资源，避免在执行过程中因资源竞争而导致活锁。

解析：
活锁与死锁的区别在于，活锁中的事务或进程仍在尝试获取资源，但由于某种原因（如算法设计不当或资源竞争激烈），这些尝试不断失败，导致事务或进程无法前进。通过引入随机性、优先级机制或预分配资源等方法，可以有效避免活锁的发生，确保系统的正常运行。

6. 当系统从崩溃中恢复时，将构造一个undo-list和redo-list。解释为什么undo-list中的事务日志记录必须有后至前处理，而redo-list中的事务的日志记录要由前往后进行处理。

题目：
当系统从崩溃中恢复时，将构造一个undo-list和redo-list。解释为什么undo-list中的事务日志记录必须有后至前处理，而redo-list中的事务的日志记录要由前往后进行处理。

答案：
在数据库系统从崩溃中恢复时，undo-list和redo-list用于确保数据的一致性和完整性。

undo-list中的事务日志记录必须有后至前处理：这是因为undo操作需要逆向执行事务，以确保事务的原子性和一致性。如果系统在事务执行过程中崩溃，undo-list中的记录需要从最后一条开始撤销，这样才能保证事务的中间状态不会影响数据库的一致性。
redo-list中的事务的日志记录要由前往后进行处理：这是因为redo操作需要重做事务，以确保事务的持久性。如果系统在事务提交后崩溃，redo-list中的记录需要从第一条开始重做，这样才能保证事务的最终结果被正确应用到数据库中。

解析：
数据库系统在崩溃恢复时，通过undo-list和redo-list来实现事务的原子性、一致性和持久性。undo-list的逆向处理确保了如果事务未完成，可以撤销所有已执行的操作，恢复到事务开始前的状态。redo-list的正向处理则确保已提交的事务能够被正确应用到数据库中，保证数据的持久性。这种处理顺序是基于事务的ACID属性设计的，确保在系统恢复后数据的一致性和完整性。

二、应用题

1. 三个关系如下：

学生表S（学号，姓名，专业，性别，出生日期，籍贯）
课程表C（课程号，课程名，课程性质，学分，先修课程号）
选课表SC（学号，课程号，成绩）

（1）定义SC基本表，同时给出主码和外码定义。

题目：
定义SC基本表，同时给出主码和外码定义。

答案：

CREATE TABLE SC (sno CHAR(9),cno CHAR(5),grade SMALLINT,PRIMARY KEY (sno, cno),FOREIGN KEY (sno) REFERENCES S(sno),FOREIGN KEY (cno) REFERENCES C(cno)
);