数据库系统原理及应用教程第四版课后答案(苗雪兰-刘瑞新)--机械工业出版社第8章

习题88.1答：数据库的安全性是指保护数据库，以防止不合法的使用数据泄密、更改或破坏。8.2数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系？8.2答：数据库安全性是计算机系统的安全性的一部分，数据库系统不仅要利用计算机系统的安全性保证自己系统的安全性，同时还会提供专门的手段和方法，使安全性能更好。例如，在用户要求进入计算机系统时，系统首先根据用户输入的用户标识进行身份鉴定，只有合法的用户才准许进入计算机系统；对已进入的用户，DBMS还要进行存取控制，只允许用户执行合法操作；操作系统也会提供相应的保护措施；数据最后还可以以密码形式存储到数据库中。8.3答：①用户标识与鉴别；②存取控制；③自主存取控制方法；④强制存取控制方法；⑤视图机制；⑥审计；⑦数据加密。8.4答：①GRANT(授权)语句例：GRANTSELECT,INSERTON学生TO张勇WITHGRANTOPTION；②REVOKE(收回)语句例：REVOKEINSERTON学生FROM张勇；8.5答：数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。8.6答：数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。数据库的安全性是指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数据泄密、更改或破坏。其相同点是两者都是对数据库中的数据进行控制，各自所实现的功能目标不同。8.7答：数据完整性约束是为了保证进入数据库中的数据的有效性而定义的数据规则。它可以分为以下两类：①针对不同的对象可以分为表级约束、元组级约束和属性级约束（也称列约束）：表级约束是若干元组间、关系中及关系之间的约束；元组级约束则是元组中的字段组和字段间联系的约束；属性级约束主要是针对列的类型、取值范围、精度、排序等而制定的约束条件。②针对数据对象的状态可以分为静态约束和动态约束：静态约束是指数据库每一确定状态时的数据对象所应满足的约束条件，它是反映数据库状态稳定时的约束；动态约束是指数据库从一种状态转变为另一种状态时，新、旧值之间所应满足的约束条件，它是反映数据库状态变迁的约束。8.8答：①定义和存储完整性功能；②检查完整性功能；③控制完整性功能。8.9答：①外码能够接受空值的问题；②在被参照关系中删除元组时，采用级联删除、受限删除或置空值删除的方法处理参照关系；③在参照关系中插入元组时，可以使用受限插入、递归插入两种方法处理参照关系；④修改关系的主码时，可以采用不允许修改主码、或允许修改关系主码，但必须保证主码的惟一性和非空性方法处理参照关系；⑤修改被参照关系时，可以采用级联修改、拒绝修改和置空值修改方法处理参照关系。8.10答：数据库的并发控制就是为了控制数据库，防止多用户并发使用数据库时造成数据错误和程序运行错误，保证数据的完整性。8.11答：并发操作可能会产生丢失修改、不可重复读和读“脏”数据的数据不一致问题。用封锁的方法能避免这些不一致的情况。8.12什么是封锁？8.12答：封锁是使事务对它要操作的数据有一定的控制能力。封锁具有三个环节：第一个环节是申请加锁；第二个环节是获得锁；第三个环节是释放锁。8.13答：基本的封锁类型有两种：排它锁（简称X锁）和共享锁（简称S锁）。排它锁也称为独占或写锁。一旦事务T对数据对象A加上排它锁，则只允许T读取和修改A，其他任何事务既不能读取和修改A，也不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁为止。共享锁又称读锁。如果事务T对数据对象A加上共享锁，其他事务只能再对A加S锁，不能加X锁，知道事务T释放A上的S锁为止。8.14答：封锁机制作为并发控制的重要手段，利用封锁的特性和封锁协议，它在并发操作保证事务的隔离性，用正确的方式调度并发操作，是一个用户事务的执行不受其他事务的干扰，从而避免造成数据的不一致性。8.15什么是封锁协议？不同级别的封锁协议的主要区别是什么？答：在对数据对象加锁时，还需要约定一些规则，这些规则称为封锁协议。一级封锁协议：是事务T在修改数据之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放，一级封锁协议可有效地防止丢失修改，并能够保证事务T的可恢复性。一级封锁由于没有对数据进行加锁，所以不能保证可重复读和不读“脏”数据。二级封锁协议：是事务T对要修改的数据必须先加X锁，直到事务结束才释放X锁；要读取的数据必须先加S锁，读完后即可释放S锁。二级封锁协议不但能够防止丢失修改，还可进一步防止读“脏”数据。三级封锁协议：是事务T在读取数据之前必须先对其加S锁，在要修改数据之前必须先对其加X锁，直到事务结束后才释放所有锁。由于三级封锁协议强调即使事务读完数据A之后也不释放S锁，从而使得别的事务无法更改数据A。三级封锁协议不但防止了丢失修改和不读“脏”数据，而且防止了不可重复的读。8.16不同封锁协议与系统一致性级别的关系是什么？答：一级封锁协议可有效地防止丢失修改，并能够保证事务T的可恢复性。一级封锁由于没有对数据进行加锁，所以不能保证可重复读和不读“脏”数据。二级封锁协议不但能够防止丢失修改，还可进一步防止读“脏”数据。由于三级封锁协议强调即使事务读完数据A之后也不释放S锁，从而使别的事务无法更改数据A。三级封锁协议不但防止了丢失修改和不读“脏”数据，而且防止了不可重复读。8.17什么是活锁？什么是死锁？答：在多个事务请求对同一数据封锁时，总是使某一用户等待的情况称为活锁；多事务交错等待的僵持局面称为死锁。8.18试述活锁的产生原因和解决方法。答：活锁是封锁的无序造成的。解决方法是采用先来先服务的方法，即对要求封锁数据的事务排队，使前面的事务先获得数据的封锁权。8.19请给出预防死锁的若干方法。答：预防死锁通常有以下两种方法：①一次封锁法，就是要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则该事务不能继续执行；②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。8.20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：检测死锁发生的一种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。解除死锁问题有两类方法：一类方法是采用一定措施来预防死锁的发生；另一类方法是允许发生死锁，然后采用一定手段定期诊断系统中有无死锁，若有则解除之。8.21什么样的并发调度是正确的调度？答：如果一个事务运行过程中没有其他事务同时运行，即没有受到其他事务的干扰，那么就可以认为该事务的运行结果是正常的，可串行性是并发事务正确性的准则，为了保证并发操作的正确性，DBMS的并发控制机制必须提供一定的手段来保证调度是可串行化的。8.22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进行加锁和解锁：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，事务不再申请并获得对该数据的封锁。即每个事务分成两个阶段，第一阶段是申请和获得封锁，也称为扩展阶段。在这阶段，事务可以申请获得任何数据项上的任何类型的锁，但是不能释放任何锁。第二阶段是释放封锁，也称为收缩阶段。在这阶段，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。8.23为什么要引进意向锁？意向锁的含义是什么？答：事务T要对关系R1加X锁时，系统只需检查根结点数据库和关系R1是否已加了不相容的锁，而不再需要搜索和检查R1中的每一个元组是否加了X锁，对任一元组加锁，必须先对它所在的关系加意向锁。意向锁的含义是：如果对一个结点加意向锁，则说明该结点的下层结点正在被加锁；对任何一结加锁时，必须先对它的上层结点加意向锁。8.24理解并解释下列术语的含义：封锁、活锁、死锁、排它锁、共享锁、并发事务的调度、可串行化的调度、两段锁协议。答：①封锁：封锁是使事务对它要操作的数据有一定的控制能力。②活锁：这种在多个事务请求对同一数据封锁时，总是使某一用户等待的情况称为活锁。③死锁：这种多事务交错等待的僵持局面称为死锁。④排它锁：排它锁也称为独占或写锁。一旦事务T对数据对象A加上排它锁，则只允许T读取和修改A，其他任何事务既不能读取和修改A，也不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁为止。⑤共享锁：共享锁又称读锁。如果事务T对数据对象A加上共享锁，其他事务只能再对A加S锁，不能加X锁，知道事务T释放A上的S锁为止。⑥并发事务的调度：多个事务并发执行调度策略称为并发事务的调度。⑦可串行化的调度：如果多个事务并发执行的结果与按串行执行的结果相同，这种调度策略称为可串行化的调度。⑧两段锁协议：所谓两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项进行加锁和解锁。8.25说明数据不一致性中读“脏”数据的含义。答：事务T1修改了某一数据并将其写回数据库，随后T2读入这个被T1修改过的数据，然而，T1由于某种原因被撤销了，于是它所修改的数据恢复原值。这样一来，T2所读取的数据就与数据库中的数据不同了，这种现象就称为读“脏”数据。8.26事务中的提交和回滚是什么意思？答：事务中的提交（COMMIT）是提交事务的所有操作。具体说就是将事务中所有对数据库的更新写回到磁盘上的物理数据库中去，事务正常结束。事务中的回滚（ROLLBACK）是数据库滚回到事务开始时的状态。具体地说就是，在事务运行的过程中发生了某种故障，事务不能继续执行，系统将事务中对数据库的所有已完成的更新操作全部撤消，使数据库回滚到事务开始时的状态。8.27为什么要进行数据库转储，比较各种数据转储方法？答：所谓转储即DBA定期地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装入，但重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的状态，要想恢复到故障发生时的状态，必须重新运行自转储以后的所有更新事务。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。显然，静态转储得到的一定是一个数据一致性的副本,转储简单，但转储必须等待正运行的用户事务结束才能进行,会降低数据库的可用性。动态转储是指转储期间允许对数据库进行存取或修改。必须把转储期间各事务对数据库的修改活动登记下来，建立日志文件，后援副本加上日志文件就能把数据库恢复到某一时刻的正确状态。转储还可以分为海量转储和增量转储两种方式。海量转储是指每次转储全部数据库。增量转储则指每次只转储上一次转储后更新过的数据。从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副本进行恢复一般说来会更方便些。但如果数据库很大，事务处理又十分频繁，则增量转储方式更实用更有效。8.28并发控制可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致的情况？答：并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读“脏”数据。产生上述三类数据不一致性的主要原因是并发操作破坏了事务的隔离性。并发控制就是要用正确的方式调度并发操作，使一个用户事务的执行不受其它事务的干扰，从而避免造成数据的不一致性。并发控制的主要技术是封锁（Locking）。8.29试解释“并发调度可串行化”这个概念。答：事务并发调度的执行结果与某一串行调度的执行结果等价，称为“并发调度是可串行化的”。8.30数据库的并发控制与数据库的恢复之间，有些什么联系？答：如果采用封锁机制，事务并发操作时有可能产生死锁。为了解除死锁状态，就要抽取某个事务作牺牲品，把它撤消掉，做回退操作，这就属于DB的恢复范畴。8.31答：1）GRANTSELECTON职工，部门TO王明WITHGRANTOPTION；2）GRANTINSERT,DELETEON职工，部门TO李勇WITHGRANTOPTION；3）GRANTSELECT,UPDATE(工资)ON职工TO刘星WITHGRANTOPTION；4）GRANTALTERTABLETO张新WITHGRANTOPTION；5）GRANTALLPRIVILIGESON职工，部门TO周平WITHGRANTOPTION；6）CREATEVIEW部门工资统计(最高工资，最低工资，平均工资)ASSELECTMAX(工资)，MIN(工资)，AVG(工资)FROM职工GROUPBY部门号；GRA