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20．试述查询优化的一般步骤。 答：1）把查询转换成某种内部表示
2） 把语法树转换成标准（优化）形式 3） 择低层的存取路径
4） 生成查询计划，选择代价最小的
21．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。
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），这就是数据库的恢复。
22．数据库转储的意义是什么？常用的有几种方法？
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定期将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新载入，将数据库恢复到转储时的状态。
转储可分为静态转储和动态转储。静态转储是在系统中无运行事务时进行的转储操作。动态转储是指转储期间允许对数据库进行存取或修改。即转储和用户事务可以并发执行。
转储还可分为海量转储和增量转储两种方式。 23．什么是日志文件？为什么要设立日志文件？
答：日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。
目的是进行事物故障恢复；进行系统故障恢复；协助后备副本进行介质故障恢复。 24．试述使用检查点方法进行恢复的步骤。
答：1）从重新开始文件中找到追后一个检查点记录在日志文件中的地址，由该地址在体制文件中找到最后一个检查点记录。
2）由该检查点记录得到检查点建立时刻所有正在执行的事务清单ACTIVE-LIST。 这里建立两个事务队列：
①UNDO-LIST：需要执行undo操作的事务集合； ②REDO-LIST需要执行redo操作的事务集合。
把ACTIVE-LIST暂时放入UNDO-LIST队列，REDO队列暂时为空。 3） 检查点开始正向扫描日志文件：
①如果有新开始的事务Ti，把Ti暂时放入UNDO-LIST队列；
②如有提交的事务T j，把Tj从UNDO-LIST队列移到REDO-LIST队列，直到日志文件结束； 4）对UNDO-LIST中的每个事务执行UNDO操作，对REDO-LIST中的每个事务执行REDO操作。 25．什么是数据库镜像？它有什么用途？
答：根据DBA的要求，自动把整个数据库或其中的关键数据复制到另一个磁盘上。每当主数据库更新时，DBMS自动把更新后的数据恢复过去，即DBMS自动保证镜像数据与主数据的一致性。
用途：1）一旦出现介质故障，可由镜像磁盘继续提供使用，同时DBMS自动利用镜像磁盘数据进行数据库恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本。
2）在没有出现故障时，数据库镜像还可以并发操作。提高数据库的可用性。
26．请给出预防死锁的若干方法。
答：在数据库中，产生 死锁的原因是两个或多个事务都已封锁了一些数据对象，然后又都请求对已为其他事务封锁的数据对象加锁，从而出现死等待。
预防死锁通常有两种方法：1）一次封锁法。一次封锁法要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能继续执行。2）顺序封锁法。顺序封锁法是预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事务都按这个顺序实行封锁。
27．请给出检测死锁发生的方法，当发生死锁后如何解决死锁？
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答：一般使用超时法或事务等待图法。
① 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，但其不足也很明显。一是有可能误判死锁，事务因为其他原因使等待时间超过时限，系统会误认为发生了死锁。二是时限若设置得太长，死锁发生后不能及时发现。
②等待图法
事务等待图是一个有向图G=(T,U)。 T为结点的集合，每个结点表示正运行的事务；U为边的集合，每条边表示事务等待的情况。若T1等待T2 ,则T1、T2之间划一条有向边，从T1指向T2。事务等待图动态地反映了所有事务的等待情况。并发控制子系统周期性地（比如每隔1分钟）检测事务等待图，如果发现图中存在回路，则表示系统中出现了死锁。
DBMS的并发控制子系统一旦检测到系统中存在死锁，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，将其撤消，释放此事务持有的所有的锁，使其它事务得以继续运行下去。当然，对撤消的事务所执行的数据修改操作必须加以恢复。 28．试述两段锁协议的概念。
答：所谓两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。
1）在对任何数据进行读、写操作之前，首先要申请并获得对该数据的封锁； 2）在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得对该数据的封锁。
所谓“两段”锁的含义是，事务分为两个阶段，第一阶段是获得封锁，也称为扩展阶段。在这个阶段，事务可以申请获得任何数据项上的任何类型的锁，但是不释放任何锁。第二阶段是释放封锁，也称为收缩阶段。在这个阶段，事务可以释放任何数据项上的任何类型的锁，但是不能再申请任何锁。 29．什么是数据库的完整性约束条件？
答：完整性约束条件是指数据库中的数据应满足的语义约束条件。一般可以分为六类：
1）静态列级约束 2）静态元组约束 3）静态关系约束 4） 动态列级约束 5） 动态元组约束 6） 动态关系约束 五、应用题
1．设有下列四个关系模式： S（SNO，SNAME，CITY）
P（PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT） J（JNO，JNAME，CITY） SPJ（SNO，PNO，JNO，QTY）
其中，供应商表S由供应商号（SNO）、供应商姓名（SNAME）、供应商所在城市（CITY）组成，记录各个供应商的情况；零件表P由零件号（PNO）、零件名称（PNAME）、零件颜色（COLOR）、零件重量（WEIGHT）组成，记录各种零件的情况；工程项目表J由项目号（JNO）、项目名（JNAME）、项目所在城市（CITY）组成，记录各个工程项目的情况；供应情况表SPJ由供应商号（SNO）、零件号（PNO）、项目号（JNO）、供应数量（QTY）组成，记录各供应商供应各种零件给各工程项目的数量。分别用关系代数和SQL语言完成下列查询： 1）求供应工程项目号为J1工程零件的供应商号SNO
∏SNO（σJNO=‘J1’（SPJ））
SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J1’；
2）求供应工程项目号为J1工程零件号为P1的供应商号SNO
∏SNO（σJNO=‘J1’∧PNO=‘P1’（SPJ））
SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J1’ AND PNO=‘P1’；
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3）求供应工程项目号为J1工程红色零件的供应商号SNO
∏SNO（σJNO=‘J1’∧COLOR=‘红’（SPJ∞P））
SELECT SNO FROM SPJ，P WHERE SPJ.PNO=P.PNO AND P.COLOR=‘红’AND JNO=‘J1’； 4）求至少使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO
∏JNO（SPJ）-∏JNO（σcity=‘天津’∧COLOR=‘红’（SPJ∞P∞S）） SELECT JNO FROM SPJ，P，S
WHERE S.SNO=SPJ.SNO AND SPJ.PNO=P.PNO AND CITY<>‘天津’AND COLOR<>‘红’； 5）求至少用了S1供应商所供应的全部零件的工程号JNO（本题不需要用SQL语言完成）
∏JNO,PNO(SPJ)÷∏PNO(σSNO=‘S1’(SPJ)) 2．现有如下关系模式：
雇员（员工姓名，居住城市，居住街道） 工作（员工姓名，公司名，工资） 公司（公司名，公司所在城市） 主管（员工姓名，主管姓名） 用关系代数完成下列查询：
1）找出所有在公司名为“firstbank”的公司工作的员工，显示员工姓名。
∏员工姓名（σ公司名=‘firstbank’（工作））
2）显示为“firstbank”公司工作的员工姓名和居住城市。
∏员工姓名，居住城市（σ公司名=‘firstbank’(雇员∞工作)）
3）找出所有为“firstbank”公司工作且工资在1000元以上的员工，显示员工姓名和工资。
∏员工姓名，工资（σ公司名=‘firstbank’∧工资>1000（工作））
4）找出每个员工工资都在1000元以上的公司，显示公司名。
∏公司名（工作）-∏公司名（σ工资<1000（工作））
5）找出主管人员Smith领导的员工姓名及员工居住的城市。
∏员工姓名，居住城市（σ主管姓名=‘Smith’（雇员∞主管）） 3．设有下列关系模式：
STUDENT（NO，NAME，SEX，BIRTHDAY，CLASS）
TEACHER（NO，NAME，SEX，BIRTHDAY，PROF，DEPART） COURSE（CNO，CNAME，TNO） SCORE（NO，CNO，DEGREE） 其中，学生信息表STUDENT由学号（NO）、学生姓名（NAME）、性别（SEX）、出生年月日（BIRTHDAY）、班级（CLASS）组成，记录学生的情况；教师信息表TEACHER由教师号（NO）、教师姓名（NAME）、性别（SEX）、出生年月日（BIRTHDAY）、职称（FROF）、教师所在系（DEPART）组成，记录教师的情况；课程表COURSE由课程号（CNO）、课程名称（CNAME）、任课教师号（TNO）组成，记录所开课程及任课教师情况；成绩表SCORE由学生学号（NO）、课程号（CNO）、成绩（DEGREE）组成，记录学生选课情况及相应的成绩。用SQL语句实现以下操作 1）显示STUDENT表中每个学生的姓名和出生日期。 SELECT NAME，BIRTHDAY FROM STUDENT； 2）显示STUDENT表中所有姓“王”的学生记录。
SELECT * FROM STUDENT WHERE NAME LIKE ‘王%’； 3）显示成绩表中成绩在60分到80分之间的所有记录。
SELECT * FROM SCORE WHERE DEGREE BETWEEN 60 AND 80； 4）显示“男”教师及其所上的课程。（显示该教师的姓名和所上的课程名）
SELECT TEACHER.NAME，COURSE.CNAME FROM TEACHER，COURSE WHERE TEACHER.NO=COURSE.TNO AND SEX=‘男’； 5）选出和“李军”同学同性别并同班的学生姓名。
SELECT NAME FROM STUDENT
WHERE SEX=（SELECT SEX FROM STUDENT WHERE NAME=‘李军’）AND
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CLASS=（SELECT CLASS FROM STUDENT WHERE NAME=‘李军’）；
6）向STUDENT表中插入一条学生记录。（学号：999，姓名：程功，性别：男，出生年月日：10/01/80，班级：95035） INSERT INTO STYDENT VALUES(‘999’,‘程功’，‘男’，‘10/01/80’,‘95035’)； 7）在STUDENT表中将学号为“999”的学生的班号改为“95031” UPDATE STUDENT SET=‘95031’WHERE NO=‘999’； 8）在STUDENT表中删除学号为“999”的学生记录。 DELETE FROM STUDENT WHERE NO=‘999’； 4．设有下列四个关系模式：
S（SNO，SNAME，CITY）
P（PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT） J（JNO，JNAME，CITY） SPJ（SNO，PNO，JNO，QTY）
其中，供应商表S由供应商号（SNO）、供应商姓名（SNAME）、供应商所在城市（CITY）组成，记录各个供应商的情况；零件表P由零件号（PNO）、零件名称（PNAME）、零件颜色（COLOR）、零件重量（WEIGHT）组成，记录各种零件的情况；工程项目表J由项目号（JNO）、项目名（JNAME）、项目所在城市（CITY）组成，记录各个工程项目的情况；供应情况表SPJ由供应商号（SNO）、零件号（PNO）、项目号（JNO）、供应数量（QTY）组成，记录各供应商供应各种零件给各工程项目的数量。 用SQL语言完成下列操作： ①找出工程项目J2使用的各种零件的名称及其数量
SELECT PNAME，QTY FROM SPJ, P WHERE SPJ.PNO=P.PNO AND JNO=‘J2’； ②找出所有零件的名称、颜色、重量
SELECT PNAME, COLOR, WEIGHT FROM P； ③找出上海厂商供应的所有零件号码
SELECT DISTINCT PNO FROM SPJ
WHERE SNO IN ( SELECT SNO FROM S WHERE CITY=’上海’)；
④从供应商关系中删除S2（供应商号）的记录，并从供应情况关系中删除相应的记录
DELETE FROM S WHERE SNO=‘S2’； DELETE FROM SPJ WHERE SNO=‘S2’； ⑤请将（S2，P4，J6，200）插入供应情况关系 INSERT INTO SPJ VALUS（‘S2’，‘P4’，‘J6’，200）； 5．设有3个关系：
S（S#，SNAME，AGE，SEX） SC（S#，C#，CNAME） C（C#，CNAME，TEACHER）
试用关系代数表达式表示下列查询语句： 1）检索LIU老师所授课程的课程号和课程名。 ∏C#，CNAME(σTEACHER=‘LIU’(C))
2）检索年龄大于23岁的男学生的学号和姓名。 ∏S#，SNAME(σAGE>‘23’∧SEX=‘M’(S))
3）检索学号为S3学生所学课程的课程名与任课教师名。 ∏CNAME，TEACHER(σS#=‘S3’(SC∞C))
4）检索至少选修LIU老师所授课程中一门课的女学生姓名。
∏SNAME(σ
SEX=‘F’∧TEACHER=‘LIU’
(S∞SC∞C))
5）检索WANG同学不学的课程的课程名。
∏C#(C)-ΠC#(σSNAME=‘WANG’(S∞SC)
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6）检索全部学生都选修的课程的课程号与课程名。
∏C#,CNAME(C∞(πS#，C#(SC) ÷ πS#(S)))
7）检索选修课程包含LIU老师所授全部课程的学生学号。
∏S#，C#(SC)÷∏C#(σTEACHER=‘LIU’(C)) 6．对于教学数据库的3个基本表
S（S#，SNAME，AGE，SEX） SC（S#，C#，CNAME）
C（C#，CNAME，TEACHER）试用关系代数表达式表示下列查询语句： 1） 检索LIU老师所授课程的课程号和课程名。
SELECT C#，CNAME FROM C WHERE TEACHER= ‘LIU’； 2）检索年龄大于23岁的男学生的学号和姓名。
SELECT S#，SNAME FROM S WHERE AGE>23 AND SEX=‘M’； 3）检索学号为S3学生所学课程的课程名与任课教师名。
SELECT CNAME，TEACHER FROM SC，C WHERE SC.C# =C.C# AND S#=‘S3’； 4）检索至少选修LIU老师所授课程中一门课的女学生姓名。
连接查询方式
SELECT SNAME FORM S，SC，C
WHERE S.S# =SC.S# AND SC.C# =C.C# AND SEX=‘F’AND TEACHER=‘LIU’； 嵌套查询方式
SELECT SNAME FORM S WHERE SEX =‘F’AND S# IN
(SELECT S# FORM SC WHERE C# IN
(SELECT C# FORM C WHERE TEACHER =‘LIU’))；
存在量词方式
SELECT SNAME FORM S WHERE SEX=‘F’AND EXISTS
(SELECT * FORM SC WHERE SC.S# =S.S# AND EXISTS
(SELECT * FORM C WHERE C.C# =SC.C# AND TEACHER=‘LIU’))；
5）检索WANG同学不学的课程的课程名。 SELECT C# FOME C WHERE NOT EXISTS
（SELECT * FORM S，SC WHERE S.S# =SC.S# AND SC.C# =C.C# AND SNAME=‘WANG’）； 6）检索至少选修两门课的学生学号。
SELECT DISTINCT X.S# FROM SC X, SC Y WHERE X.S#=Y.S# AND X.C#!=Y.C#； 7）检索全部学生都选修的课程的课程号与课程名。
SELECT C#，CNAME FROM C WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM S WHERE NOT EXISTS
(SELECT * FROM SC WHERE S#=S.S# AND C#=C.C#))； 用集合包含
SELECT C#，CNAME FROM C WHERE （SELECT S# FROM SC WHERE C# =C.C# ） CONTAINS
SELECT S# FROM S； 或
SELECT C#，CNAME FROM C WHERE NOT EXISTS ((SELECT S# FROM S) EXCEPT
(SELECT S# FROM SC WHERE C# =C.C#))； 8）检索选修课程包含LIU老师所授课程的学生学号。
SELECT DISTINCT S# FROM SC X WHERE NOT EXISTS
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