《數據庫原理與應用》 孟凡榮閆艷 課后習題答案 word版

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1、 Word版 完整版 -第一章 1.1 名詞解釋 數據庫(DB) 數據庫系統(tǒng)(DBS) 數據庫管理系統(tǒng)(DBMS) 實體 實體集 屬性 關鍵字 數據模型 概念數據模型 關系模型 模式 外模式 內模式 數據獨立性 邏輯數據獨立性 物理數據獨立性 一對一聯系 一對多聯系 多對多聯系

2、 數據庫(DB)：在計算機的存儲設備上合理存放、相關聯、有結構的數據集合。 數據庫系統(tǒng)(DBS)：在計算機系統(tǒng)中引進數據庫和數據庫管理系統(tǒng)后的組成。或者是實現有組織地、動態(tài)地存儲大量相關的結構化數據，方便用戶使用數據庫的計算機軟件、硬件資源組成的系統(tǒng)。 數據庫管理系統(tǒng)(DBMS)：一個操縱和管理數據庫的大型軟件，它由一組計算機程序構成。它是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數據管理軟件。 實體：客觀存在并可相互區(qū)別的個體。 實體集：具有相同實體特性實體的集合。 屬性：表示實體的特性。 關鍵字：能夠唯一標識文件中的某一個記錄的最小字段集。 數據模型：現實世界數據與信息的模擬和抽象。

3、 概念數據模型：簡稱概念模型，是獨立于計算機系統(tǒng)的數據模型，完全不涉及信息在計算機中的表示，是面向數據庫用戶的現實世界模型，主要用來描述現實世界的概念化結構。 關系模型：是最重要的一種數據模型，也是目前主要采用的數據模型，用二維表格表示現實世界實體集及實體集間的聯系。 模式：是由數據庫設計者綜合所有用戶數據，按照統(tǒng)一的觀點構造的對數據庫全局邏輯結構的描述。 外模式：介于模式與應用之間，是用戶與數據庫之間的接口，是數據庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述。 內模式：也稱存儲模式，是對數據庫中數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示

4、方式。 數據獨立性：應用程序和數據結構之間相互獨立，不受影響。 邏輯數據獨立性：表示一旦模式發(fā)生變化，無需改變外模式或應用程序的能力。 物理數據獨立性：表示不會因為內模式發(fā)生改變而導致概念模式發(fā)生改變的能力。 一對一聯系：設有兩個實體集A、B，如果對于實體集A中的每一個實體，B中至多有一個實體與之有聯系，反之亦然，則稱A、B有一對一聯系（1： 1聯系）。 一對多聯系：設有兩個實體集A、B，若A中每個實體與B中任意個實體（包括零個）相聯系，而B中每個實體至多和A中一個實體有聯系，則稱A和B是一對多聯系（1：n聯系）。 多對多聯系：設有兩個實體集A、B，若兩個實體集A、B中的每一個實體

5、都和另一個實體集中任意個實體（包括零個）有聯系，則稱A、B是多對多聯系（m：n聯系）。 1.2判斷下列說法是否正確 ⑴數據庫系統(tǒng)的一個主要特點是數據無冗余。 ⑵數據庫管理系統(tǒng)和數據庫構成了數據庫系統(tǒng)。 ⑶數據結構化是數據庫和文件系統(tǒng)的根本區(qū)別。 ⑷若干個屬性集合就能描述一個對象。 ⑸數據庫系統(tǒng)中數據具有完全獨立性。 ⑹ DBA主要職責是管理數據庫中的數據。 ⑺數據庫避免了一切數據重復。 ⑻數據操作語言是一個高級語言。 ⑼非過程化語言比過程化語言好。 ⑽模式是數據庫全局邏輯結構的描述。 ⑾三級模式結構是數據庫唯一的一種分級模式結構。 ⑿層次數據模型和網狀數據模型都可

6、用關系數據模型表示。 ⒀關系模型不僅可以描述實體，還可以描述實體及實體集之間的聯系。 ⒁關系數據模型與網狀數據模型相比具有查詢效率高的優(yōu)點。 ⒂網狀數據模型可以直接表示M：N的聯系。 ⒃概念模型獨立于硬件設備和DBMS。 ⒄視圖對重構數據庫提供了一定程度的物理獨立性。 ⒅實體是信息世界中的術語，與之相對應的數據庫術語為字段。 ⒆數據庫系統(tǒng)的核心工作就是完成用戶級數據庫、概念級數據庫和物理級數據庫之間的映射。 ⒇一個網狀數據結構模型可以變換為一個等價的層次數據結構模型，這種變換以存儲空間為代價。 1-5：，，√，，， 6-10：，，√，，√， 11-15：，√，√，，

7、 16-20：√，，，√，√ 1.3簡答下列各題 ⑴數據管理技術的發(fā)展過程。 計算機技術的發(fā)展使得數據管理技術也不斷向前發(fā)展，至今，經歷了人工管理階段、文件系統(tǒng)階段和數據庫系統(tǒng)階段。 ⑵數據庫系統(tǒng)的三個發(fā)展階段是什么？ 1)層次型和網狀型： 代表產品是1969年IBM公司研制的層次模型數據庫管理系統(tǒng)IMS。 2)關系型數據型庫： 目前大部分數據庫采用的是關系型數據庫。1970年IBM公司的研究員E.F.Codd提出了關系模型。典型的關系DBMS產品有Oracle、Sybase、SQL Server、DB2、Access、VFP等等。 3)第三代數據庫將為更加豐富的

8、數據模型和更強大的數據管理功能為特征，以提供傳統(tǒng)數據庫系統(tǒng)難以支持的新應用。它必須支持面向對象，具有開放性，能夠在多個平臺上使用。 ⑶文件系統(tǒng)與數據庫系統(tǒng)有何區(qū)別和聯系？ 文件系統(tǒng)和數據庫系統(tǒng)之間的區(qū)別： 1） 文件系統(tǒng)用文件將數據長期保存在外存上，數據庫系統(tǒng)用數據庫統(tǒng)一存儲數據； 2） 文件系統(tǒng)中的程序和數據有一定的聯系，數據庫系統(tǒng)中的程序和數據分離，數據具有較高的獨立性； 3） 文件系統(tǒng)用操作系統(tǒng)中的存取方法對數據進行管理，數據庫系統(tǒng)用DBMS統(tǒng)一管理和控制數據； 4） 文件系統(tǒng)實現以文件為單位的數據共享，數據庫系統(tǒng)實現以記錄和字段為單位的數據共享，數據結構化，冗余度小。

9、 文件系統(tǒng)和數據庫系統(tǒng)之間的聯系： 1） 均為數據組織的管理技術； 2） 均由數據管理軟件管理數據，程序與數據之間用存取方法進行轉換； 3） 數據庫系統(tǒng)是在文件系統(tǒng)的基礎上發(fā)展而來的。 ⑷數據庫系統(tǒng)的特點。 1)采用一定的數據模型實現數據結構化 2)數據共享、冗余度小、避免了數據的不一致 3)具有較高的數據獨立性 4)數據由DBMS統(tǒng)一管理和控制 ⑸何謂數據的物理獨立性與數據的邏輯獨立性？ 邏輯獨立性表示一旦模式發(fā)生變化，無需改變外模式或應用程序的能力。 物理獨立性表示不會因為內模式發(fā)生改變而導致概念模式發(fā)生改變的能力。 ⑹數據模型的三要素。 1)數據結構;2)

10、數據操作;3)數據完整性。 ⑺舉例說明實體集之間具有1：1、1：n、m：n的聯系。 例如，有四個實體集：學生、學校、教師、校長，校長和學校為1:1聯系，學生和學校為1:n聯系，學生和老師為m:n聯系。 ⑻關系數據模型的特點是什么？ 關系數據模型的主要特征是用二維表格表示現實世界實體集及實體集間的聯系。具有堅實的理論基礎、表達能力強、簡單和數據獨立性高等優(yōu)點，缺點是存取效率比較低。 ⑼何謂空值？ 所謂空值就是“不知道”或“無意義”的值。沒有給某個屬性賦值，則稱其值為空(NULL)。 ⑽層次數據模型、網狀數據模型和關系數據模型的優(yōu)點和缺點。 1）層次模型具有查詢效率較高、結構簡單、

11、層次分明，便于在計算機內實現的優(yōu)點，在層次數據結構中，從根結點到樹中任意結點均存在一條唯一的層次路徑，為有效地進行數據操縱也提供了條件，并且層次數據模型提供了良好的完整性支持。 但層次模型也有缺點，一是層次數據模型缺乏直接表達現實世界中非層次型結構的復雜聯系，二是層次順序的嚴格限制，使得對插入或刪除操作也帶來了較多的限制，并且查詢子女結點必須通過雙親結點，所以使得應用程序的編寫也比較復雜。 2）網狀模型的主要優(yōu)點是能直接描述現實世界，記錄之間的聯系也是通過指針來實現的，所以查詢效率高。缺點是結構和編程復雜，難掌握，不易使用。 3）關系模型有堅實的理論基礎。二維表不僅能表示實體集，而且能方

12、便地表示實體集間的聯系，所以說它有很強的表達能力，這是層次模型和網狀模型所不及的。關系模型具有簡單、易學易用的優(yōu)點。數據獨立性高。 關系模型缺點是查詢效率常常不如非關系數據模型。 ⑾舉例說明E-R圖的構成規(guī)則。 方 框：表示一實體集，在框內寫上實體集的名字 菱形框：表示聯系，菱形框內標明聯系名，與其相關的實體集之間用箭頭表示，一個箭頭代表為1，兩個箭頭代表為多。 橢圓框：表示屬性，在框內寫上屬性的名字，并用無向邊連向與其相關的實體集或聯系。 在E-R圖中，有時為了突出各實體集之間的聯系，可以先畫出實體集及其屬性，然后再重點畫出實體之間的聯系。如圖1，圖2所示。 圖1

13、學生實體及其屬性 圖2 實體之間聯系 ⑿什么是外部模式？概念模式？內部模式？它們之間有何聯系？這種分級結構的優(yōu)點是什么？ 外部模式又稱子模式，介于模式與應用之間，是用戶與數據庫之間的接口，是數據庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述。 概念模式簡稱模式，是由數據庫設計者綜合所有用戶數據，按照統(tǒng)一的觀點構造的對數據庫全局邏輯結構的描述。 內部模式也稱存儲模式，是對數據庫中數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方式。 一個數據庫結構從邏輯上可以劃分為三個層次：外部模式（External Schema），概念模式（Conc

14、eptual Schema）和內部模式（Internal Schema），稱為數據庫系統(tǒng)的三級模式結構。 數據庫系統(tǒng)的三級模式是對數據進行三個級別的抽象。它把數據的具體組織留給DBMS去做，用戶只要抽象地處理數據，而不必關心數據在機器中的具體表示方式和存儲方式。數據庫的三級結構是依靠映像來聯系和互相轉換的。正是這兩層映像保證了數據庫系統(tǒng)中的數據具有較高的數據獨立性。 ⒀什么是數據獨立性？在數據庫系統(tǒng)體系結構中是如何體現的？ 1)數據獨立性：數據庫系統(tǒng)在某一層次模式上的改變不會使它的上一層模式也發(fā)生改變的過程。數據獨立性包括數據的邏輯獨立性和物理獨立性兩種。 2) 一個數據庫結構從邏輯上

15、可以劃分為三個層次：外部模式（External Schema），概念模式（Conceptual Schema）和內部模式（Internal Schema），稱為數據庫系統(tǒng)的三級模式結構。數據庫的三級結構是依靠外模式/模式映像和模式/內模式映像來聯系和互相轉換的。正是這兩層映像保證了數據庫系統(tǒng)中的數據具有較高的數據獨立性，其中外模式/模式映像保證邏輯獨立性，模式/內模式映像保證物理獨立性。 ⒁數據庫系統(tǒng)的軟件包括哪些主要成份？ 基本的系統(tǒng)軟件是操作系統(tǒng)，其它任何軟件都必須在它的支持下工作。除操作系統(tǒng)之外，還必須配有數據庫管理系統(tǒng)，沒有數據庫管理系統(tǒng)也就不能稱其為是數據庫系統(tǒng)。同時，為了開發(fā)數

16、據庫應用系統(tǒng)，還需要有各種高級語言及其編譯系統(tǒng)。 ⒂什么是數據字典？它在數據庫中的作用是什么？ 數據字典（Data Dictionary）是描述各級模式的信息，主要包括所有數據的結構名、意義、描述定義、存儲格式、完整性約束、使用權限等信息。由于數據字典包含了數據庫系統(tǒng)中的大量描述信息（而不是用戶數據），因此也稱它為“描述信息庫”。 數據字典是DBMS存取和管理數據的基本依據，主要由系統(tǒng)管理和使用 ⒃ DBA的主要職責是什么？ ①參與數據庫系統(tǒng)的設計與建立。 ②對系統(tǒng)的運行實行監(jiān)控。 ③定義數據的安全性要求和完整性約束條件。 ④負責數據庫性能的改進和數據庫的重組及重構工作。 ⒄

17、用戶訪問數據庫的過程。 1)接受應用程序的數據請求 2)DBMS對用戶的操作請求進行分析 3)數據庫管理系統(tǒng)要向操作系統(tǒng)發(fā)出操作請求 4)操作系統(tǒng)接到命令后，對數據庫中的數據進行處理，將結果送到系統(tǒng)緩沖區(qū)，并發(fā)出讀完標志。 5)DBMS接到回答信號后，將緩沖區(qū)的數據經過模式映射，變成用戶的邏輯記錄送到用戶工作區(qū)，同時給用戶回答成功與否的信息。 ⒅關系數據庫完整性約束有哪些？舉例說明。 1)實體完整性約束：實體完整性約束是指任一關系中標識屬性（關鍵字）的值，不能為NULL，否則，無法識別關系中的元組。 2)參照完整性約束：參照完整性是不同關系間的一種約束，當存在關系間的引用時，

18、要求不能引用不存在的元組。若屬性組F是關系R（U）的外關鍵字，并是關系S（U）的關鍵字(即F不是R(U)的關鍵字，而是S(U)的關鍵字，稱F是R（U）的外關鍵字)，則對于R（U）中的每個元組在屬性組F上的值必須為：空值（NULL）或者等于S（U）中某個元組的關鍵字值。 3）用戶定義完整性約束。如值的類型、寬度等。 ⒆有控制的冗余與無控制的冗余有什么區(qū)別？ 有控制的冗余是指數據庫設計者在設計中為了提高操作效率有意保留的冗余數據，無控制冗余是在數據庫設計中由于屬性間的依賴而存在的關聯數據，兩者的區(qū)別是無控制冗余不是數據庫設計者所要保留的冗余數據，因為它會帶來很多問題，使得存儲效率比較低，而有

19、控制冗余是數據庫設計者有意保留的數據，主要是為了改善對數據庫的查詢效率。 ⒇簡述數據庫、數據庫管理系統(tǒng)和數據庫系統(tǒng)之間的關系 數據庫是指在計算機的存儲設備上合理存放、相關聯、有結構的數據集合。這個數據的集合由數據庫管理系統(tǒng)進行建立和維護，用戶訪問數據庫中的各種請求都是通過數據庫管理系統(tǒng)完成的。數據庫系統(tǒng)是在計算機系統(tǒng)中引進數據庫和數據庫管理系統(tǒng)后的組成，沒有數據庫和數據庫管理系統(tǒng)不能夠構成數據庫系統(tǒng)。 1.4 選擇題 ⑴在（ ）中一個結點可以有多個雙親，結點之間可以有多種聯系。 A 網狀模型 B 關系模型 C 層次模型 D 以上都有 ⑵數據庫管理系統(tǒng)（DB

20、MS）是（ ）。 A 一個完整的數據庫應用系統(tǒng) B 一組硬件 C一組軟件 D 既有硬件，也有軟件 ⑶用戶或應用程序看到的那部分局部邏輯結構和特征的描述是（ ）模式。 A 模式 B 物理模式 C 子模式 D 內模式 ⑷要保證數據庫的邏輯數據獨立性，需要修改的是（ ）。 A 模式與外模式之間的映射 B 模式與內模式之間的映射 C 模式 D 三級模式 ⑸下列四項中，不屬于數據庫系統(tǒng)特點的是（ ）。 A 數據共享 B 數據完整性

21、 C 數據冗余度高 D 數據獨立性高 ⑹數據庫(DB)，數據庫系統(tǒng)(DBS)和數據庫管理系統(tǒng)(DBMS)之間的關系是（ ）。 A DBS包括DB和DBMS B DBMS包括DB和DBS C DB包括DBS和DBMS D DBS就是DB，也就是DBMS ⑺數據庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的主要區(qū)別是（ ）。 A 數據庫系統(tǒng)復雜，而文件系統(tǒng)簡單 B 文件系統(tǒng)不能解決數據冗余和數據獨立性問題，而數據庫系統(tǒng)可以解決 C 文件系統(tǒng)只能管理程序文件，而數據庫系統(tǒng)能夠管理各種類型的文件 D 文件系統(tǒng)管理的數據量較少，而數據庫系統(tǒng)可以管理龐大的數據量

22、。 ⑻數據庫的概念模型獨立于（ ）。 A具體的機器和DBMS B E-R圖 C 信息世界 D 現實世界 ⑼在數據庫中存儲的是（ ）。 A 數據 B 數據模型 C 數據以及數據之間的聯系 D 信息 ⑽在數據庫中，數據的物理獨立性是指（ ）。 A 數據庫與數據庫管理系統(tǒng)的相互獨立 B 用戶程序與DBMS的相互獨立 C 用戶的應用程序與存儲在磁盤上的數據庫中的數據是相互獨立的 D 應用程序與數據庫中數據的邏輯結構相互獨立 ⑾數據庫的特點之一是數據的共享，嚴格地講，這里的數據共享是指（ ）。 A 同一應用中的多個程序共享一個數據集合 B 多個用戶、同一種語言共享

23、數據 C 多個用戶共享一個數據文件 D 多種應用、多種語言、多個用戶相互覆蓋地使用數據集合 ⑿在數據庫技術中，為提高數據庫的邏輯獨立性和物理獨立性，數據庫的結構被劃分成用戶級、（ ）和存儲級三個層次 A 管理員級 B 外部級 C 概念級 D 內部級 ⒀在數據庫中，產生數據不一致的根本原因是（ ）。 A 數據存儲量太大 B 沒有嚴格保護數據 C未對數據進行完整性控制 D 數據冗余 ⒁數據庫具有①、最小的②和較高的程序與數據③。 ① A 程序結構化 B 數據結構化 C 程序標準化 D 數據模塊化 ② A 冗余度 B 存儲

24、量 C 完整性 D 有效性 ③ A 可靠性 B 完整性 C 獨立性 D 一致性 ⒂在數據庫的三級模式結構中，描述數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的是（ ）。 A 外模式 B 內模式 C 存儲模式 D 模式 1-5：A, C, C, A, C 6-10：A, B, A, C, C 11-15：D，C, D,BAC,D 1.5 對于工程碩士的管理需要掌握的信息有：學生現在的工作單位、職務、簡歷情況，其中簡歷情況包括開始時間、終止時間、單位、擔任職務、證明人；學生目前在校情況，包括學生的學號、所在學院、所學專業(yè)、入學時間、導師；學生在校所學的

25、課程號、課程名、學時、授課教師及成績；學院包括學院代號、學院名稱、院長；導師包括導師職工編號、姓名、出生日期、職稱、研究方向。 要求： ⑴確定實體及實體型屬性； ⑵找出實體間的聯系； ⑶畫出E-R圖。 (1) 學生：學號，姓名，專業(yè)，學院，入學時間，工作單位，導師號，建立號，職務 簡歷：簡歷號，開始時間，結束時間，證明人，單位，擔任職務 課程：課程號，學時，課程名，授課教師 學院：學院代號，學院名稱，院長 導師：導師號，姓名，出生日期，研究方向 (2) 學生-簡歷：1：n 學生-學院：n：1 學生-導師：n：1 學生-課程：n：m 導師-學院：n：1

26、 (3) 圖1 學生實體及其屬性 圖2 簡歷實體及其屬性 圖3 課程實體及其屬性 圖4 學院實體及其屬性 圖5 導師實體及其屬性 圖6 實體聯系圖 第二章 2.1 試述關系模型的3個組成部分 答：關系模型由關系數據結構、關系操作和關系完整性約束三部分組成。 2.2 一個關系模式能否沒有關鍵字？為什么？ 答：不可以沒有關鍵字，因為關鍵字是元組的唯一標志，如果沒有關鍵字則無法唯一標識一個元組。 2.3 試述關系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外部關鍵字屬性的值也可以為空？什么情況下才可以

27、為空？ 答：（1）實體完整性規(guī)則：若屬性A是基本關系R的主屬性，則屬性A不能取空值。 （2）參照完整性規(guī)則：若屬性(或屬性組)F是基本關系R的外碼，它與基本關系S的主碼Ks相對應(基本關系R和S不一定是不同的關系)，則對于R中每個元組在F上的值必須為：或者取空值(F的每個屬性值均為空值)；或者等于S中某個元組的主碼值。即屬性F本身不是主屬性，則可以取空值，否則不能取空值。 當外部關鍵字F對應的主鍵Ks值為空值時，說明F暫時沒有賦值，此時F值必須取空值。 2.4一個n行、m列的二維表（其中沒有兩行或兩列全同），將行或列交換后，能導出多少個不同的表？ 答：1個 2.5

28、 答： (1) 最小個數為：取m,n中的大者；最大個數為：m+n (2) 最小個數為：0；最大個數為：取m,n中的小者 (3) 最小個數為：0；最大個數為：m*n (4) 最小個數為：0；最大個數為：n 2.6 答： RS= {(3,6,7), (2,5,7), (7,2,3), (4,4,3), (3,4,5)} R-S= {(3,6,7), (2,5,7), (4,4,3) } RS= {(7,2,3)} RS= {(3,6,7,3,4,5), (3,6,7,7,2,3), (2,5,7,3,4,5), (2,5,7,7,2,3), (

29、7,2,3,7,2,3), (7,2,3,3,4,5), (4,4,3,3,4,5), (4,4,3,7,2,3) } 3,2(s)= {(5,4),(3,2)} sB<‘5’(R)= {(7,2,3),( 4,4,3)} 2.7 答：該表達式的意思是：從關系R中選擇元組，該元組滿足：第1分量值或第2分量值至少有一個不等于其他某元組，即選擇與其他元組不完全相同的元組。由于關系模型的性質要求，關系中不能夠有重復的元組，因此上述條件一定滿足，所以，這個表達式結果就是R。 2.8 （1）從R和S的笛卡爾積中選擇滿足下列條件的元組： 第2分量與第4分量相等，或第3分量和第4分量相等

30、，并取第1分量和第5分量構成新的關系。 （2）元組表達式 （3）域表達式 2.9 （1）漢語表達式：選擇R關系中元組第2分量值不等于S關系中某元組第1分量值的元組。 （2）關系代數表達式： （3）域表達式： 2.10 （1）漢語表達式：選擇R中元組第1分量值與第2分量值互換后仍存在于R中的元組。 （2）關系代數表達式： （3）域表達式： 2.11 (1) (2) (3) (4) 2.12 設有關系：S(SNO,SNAME,AGE,SEX,CDEPT); SC(SNO,CNO,GRADE); C(CNO,CNAME,CDEPT,TNAME

31、); 用關系代數表示 (1) 劉老師所教授課程的課程號、課程名 ∏CNO，CNAME（σTNAME=‘劉’（C）） (2) 檢索年齡大于23的男學生的學號和姓名 ∏SNO，SNAME（σAGE>23∩SEX=‘男’ （S） ） (3) 檢索學號為‘090111’學生所學課程的課程名與任課教師名 ∏CNAME，TNAME（C ∞σSNO=‘090111’SC ） (4) 檢索至少選修劉老師所教授課程中一門課的女學生姓名 ∏SNAME（σTNAME=‘劉’（C） ∞ SC∞σSEX=‘女’（S）） (5) 檢索‘王一寧’同學不學課程的課程號 ∏CNO（C） -

32、 ∏CNO（σSNAME=‘王一寧’（S）∞ SC） (6) 檢索至少選了兩門課的學生學號 ∏SNO（σ[1]=[4] ∩ [2]<>[5]( SC SC)） (7) 檢索全部學生都選修的課程的課程號和課程名 ∏CNO，CNAME（C ∞（∏SNO，CNO（SC）∏SNO（S））） (8) 檢索選修課程包括劉老師所教授課程的學生姓名 ∏SNAME（SC∞σTNAME=‘劉’（C）） 2.13 (1)劉老師所教授課程的課程號、課程名 {t|($u)(C(u)t[1]=u[1] t[2]=u[2] C[3]=‘劉’)} (2)檢索年齡大于23的男學生的學號和姓名 {t

33、|($u)(S(u)t[1]=u[1] t[2]=u[2] u[3]> 23 u[4]= ‘男’)} (3)檢索學號為‘090111’學生所學課程的課程名與任課教師名 {t|($u)($v)(C(v)SC(u)v[1]=u[2]t[1]=v[2] t[2]=v[3]v[1]= ‘090111’)} (4)檢索至少選修劉老師所教授課程中一門課的女學生姓名 {t|($u)($v)($w)(S(u)SC(v)C(w) u[4]= ‘女’v[1]=u[1] v[2]=w[1] w[3]=‘劉’t[1]=u[2])} (5)檢索‘王一寧’同學不學課程的課程號 (6)檢索至少選了兩門課的

34、學生學號 (7)檢索全部學生都選修的課程的課程號和課程名 (8)檢索選修課程包括劉老師所教授課程的學生姓名 2.15 (1)πCNO,TNAME （σSDEPT=‘計算機’ (S) ∞SC∞σCDEPT=‘自動化’ (C) ） (2) πCNO,TNAME （σSDEPT=‘計算機’ ∧ σCDEPT=‘自動化’ ∧ S.SNO=SC.SNO∧SC.CNO=C.CNO （S SC C）） (3)ΠCNO,TNAME σSDEPT=‘計算機’∧ σCDEPT=‘自動化’ ∧S.SNO=

35、SC.SNO∧SC.CNO=C.CNO C S SC ΠCNO,TNAME σSC.CNO=C.CNO σS.SNO=SC.SNO σCDEPT=‘自動化’ σSDEPT=‘計算機’ SC S C ΠCNO,TNAME σSC.CNO=C.CNO ΠC.CNO,TNAME,SC.CNO σS.SNO=SC.SNO σCDEPT=‘自動化’ σSDEPT=‘計算機’ SC S C ΠCNO,TNAME σSC.CNO=C.CNO Π SC.CNO Π

36、 CNO,TNAME σS.SNO=SC.SNO σCDEPT=‘自動化’ C σSDEPT=‘計算機’ SC S C ΠCNO,TNAME σSC.CNO=C.CNO Π SC.CNO σS.SNO=SC.SNO ΠSNO σSDEPT=‘計算機’ S ΠSNO, CNO C Π CNO,TNAME σCDEPT=‘自動化’ C 2.16 在關系代數運算中，各個運算所費時間和空間是不一樣的，如何安排若干關系的運算操作步驟，直接影響到整個操作所需要的時間和空間。對關系代數表達式進行優(yōu)化

37、，可以提高系統(tǒng)的操作效率，達到執(zhí)行過程既省時間又省空間的目的。 第三章 3-1解釋下列術語： 基本表 視圖 單表查詢 連接查詢 嵌套查詢 交互式SQL 嵌入式SQL 宿主語言 答： （1）基本表：簡稱基表。是數據庫中實際存在的表，在SQL中一個關系對應于一個表。 （2）視圖：SQL用視圖概念支持非標準的外模式概念。視圖是從一個或幾個基表導出的表，雖然它也是關系形式，但它本身不實際存儲在數據庫中，只存放對視

38、圖的定義信息（沒有對應的數據）。因此，視圖是一個虛表（Virtual Table）或虛關系，而基表是一種實關系（Practical Relation）。 （3）單表查詢：只涉及到一個關系的查詢。 （4）連接查詢：同時涉及兩個以上的表的查詢。 （5）嵌套查詢：將一個查詢塊嵌套在另一個查詢塊的WHERE子句或HAVING條件中的查詢。 （6）交互式SQL：做為獨立語言由用戶在交互環(huán)境下使用的SQL語言。 （7）嵌入式SQL：將SQL語言嵌入到某種高級語言中使用，利用高級語言的過程性結構來彌補SQL語言在實現復雜應用方面的不足的SQL語言。 （8）宿主語言：嵌入SQL的高級語言稱為主

39、語言或宿主語言。 3-2試述SQL語言的特點 答：1.綜合統(tǒng)一 2.高度非過程化 3.面向集合的操作方式 4.以同一種語法結構提供兩種使用方式 ` 3-3試述SQL體系結構和關系數據庫模式之間的關系 答： SQL語言支持關系數據庫體系結構，即外模式、模式和內模式，利用SQL語言可以實現對三級模式的定義、修改和數據的操縱功能，在此基礎上形成了SQL體系結構;在SQL體系結構中的視圖對應了關系數據模式的外模式，基本表對應了關系數據模式的模式，存儲文件對應了關系數據模式的內模式。 3-4 SQL是如何實現實體完整性、參照完整性和用戶定義完整性的？ 答： 實體完整性簡

40、單的說，就是將表中的每一行看作一個實體。實體完整性要求表的標示符列或主鍵的完整性。可以通過建立唯一索引、PRIMARY KEY約束、UNIQUE約束，以及列的IDENTITY屬性來實施實體完整性。 參照完整性維持被參照表和參照表之間的數據一致性，他通過主鍵（PRIMARY KEY）約束和外鍵（FOREIGN KEY）約束來實現。引用完整性確保鍵值在所有表中一致。這樣的一致性要求不能引用不存在的值，如果鍵值更改了，那么在整個數據庫中，對該鍵值的所有引用要進行一致的更改。在被參照表中，當其主鍵值被其他表所參照時，該行不能被刪除也不允許改變。在參照表中，不允許參照不存在的主鍵值。 用戶定義完整性

41、使得可以定義不屬于其它任何完整性分類的特定業(yè)務規(guī)則。所有的完整性類型都支持用戶定義完整性。 3-5討論當對一個視圖進行更新的時候可能會出現什么樣的問題？ 答： 1) 若視圖的屬性來自屬性表達式或常數，則不允許對視圖執(zhí)行INSERT和UPDATE操作，但允許執(zhí)行DELETE操作。 2) 若視圖的屬性來自庫函數，則不允許對此視圖更新。 3) 若視圖定義中有GROUP BY子句，則不允許對此視圖更新。 4) 若視圖定義中有DISTINCT任選項，則不允許對此視圖更新。 5) 若視圖定義中有嵌套查詢，并且嵌套查詢的FROM子句涉及導出該視圖的基本表，則不允許對此視圖更新。 6) 若

42、視圖由兩個以上的基本表導出，則不允許對此視圖更新。 7) 如果在一個不允許更新的視圖上再定義一個視圖，這種二次視圖是不允許更新的。 3-6設有兩個基本表R(A,B,C) 和 S(A,B,C)試用SQL查詢語句表達下列關系代數表達式： ⑴ R∩S ⑵ R－S ⑶R∪S ⑷ RS （1） (select * from R) INTERSECT (select * from S) （2） (select * from R) EXCEPT (select * from S) （3） (select * from R) UNION (select * from S) （4） s

43、elect * from R,S 3-7對于教學數據庫的三個基本表： S(學號，姓名 ，年齡，性別) SC(學號 ，課程號，成績) C(課程號 ，課程名，任課教師姓名） 試用SQL語句表達下列查詢： ⑴ 查詢“劉某”老師所授課程的課程號和課程名。 ⑵ 查詢年齡大于23歲的男同學的學號和姓名。 ⑶ 查詢學號為S3的學生所學課程的課程號、課程名和任課教師姓名。 ⑷ 查詢“張小飛”沒有選修的課程號和課程名。 ⑸ 查詢至少選修了3門課程的學生的學號和姓名。 ⑹ 查詢全部學生都選修了的課程編號和課程名稱。 ⑺ 在SC中刪除尚無成績的選課元組。 ⑻ 把“高等數學”課的所有不及

44、格成績都改為60。 ⑼ 把低于總評均成績的女同學的成績提高5%。 ⑽ 向C中插入元組（‘C8’，‘VC++’，‘王昆’）。 3-7 (1) 查詢“劉某”老師所授課程的課程號和課程名； SELECT課程號, 課程名 FROM C WHERE任課教師姓名LIKE 劉* (2) 查詢年齡大于23歲的男同學的學號和姓名； SELECT 學號,姓名 FROM S WHERE 年齡>23 AND 性別=男 (3) 查詢學號為S3的學生所學課程和課程號,課程名和任課教師姓名 SELECT C.課程號, 課程名, 任課教師姓名 FROM C, SC WHERE SC.學號=S

45、3 And C.課程號=SC.課程號 (4) 查詢“張小飛”同學沒有選修的課程的課程號和課程名； SELECT C.課程號, C.課程名 FROM C WHERE 課程號 NOT IN (SELECT 課程號 FROM SC WHERE 學號 IN (SELECT 學號 FROM S WHERE 姓名=張小飛)); 或者 SELECT * FROM C WHERE NOT EXISTS (SELECT SC.課程號 FROM SC,S WHERE SC.課程號=C.課程號 AND S.學號=SC.學號 AND S.姓名=張小飛)

46、 或者 SELECT * FROM C WHERE 課程號 NOT IN (SELECT 課程號 FROM SC,S WHERE S.學號=SC.學號 AND S.姓名=張小飛) (5) 查詢至少選修了3門課程的學生的學號和姓名； SELECT 學號, 姓名 FROM S WHERE 學號 IN (SELECT 學號 FROM SC GROUP BY 學號 HAVING COUNT (課程號)>=3) (6) 查詢全部學生都選修了的課程號和課程名； SELECT 課程號,課程名 FROM C WHERE NOT EXISTS (SELEC

47、T 學號 FROM S WHERE NOT EXISTS (SELECT 學號 FROM SC WHERE SC.課程號=C.課程號 AND S.學號=SC.學號)) 或者 SELECT 課程號, 課程名 FROM C WHERE NOT EXISTS ((SELECT 學號 FROM S) EXCEPT (SELECT 學號 FROM SC WHERE SC.課程號=C.課程號)) (7) 在SC表中刪除無成績的選課紀錄； DELETE * FROM SC WHERE GRADE is null; (8) 把

48、“高等數學”的所有不及格成績都改為60分； UPDATE SC SET 成績 = 60 WHERE GRADE< 60 AND 課程號 = (SELECT 課程號 FROM C WHERE 課程名=高等數學) (9) 把低于總平均成績的女同學的成績提高5% UPDATE sc SET 成績 = 成績*(1+0.05) WHERE 學號 in (select 學號 from s where 性別=女) and 成績 < (select avg(成績) from sc); (10) 向C中插入元組（“C8”，“VC++”，“王昆”） INSERT INTO c

49、 VALUES (C8, VC++, 王昆); 3-8圖3-2中顯示的數據庫模式Library，用來記錄書籍、借書人和書籍借出的情況，參照完整性在圖中用有向弧來表示，請用SQL語言建立圖中的關系模式，并完成下列操作： 圖3-2 Library數據庫模式 ⑴ 查詢“高等教育出版社”出版的所有圖書名稱和編號； ⑵ 查詢所有作者是“郭雨辰”的圖書的編號和名稱； ⑶ 查詢“李明”借過的所有圖書的名稱； ⑷ 查詢“李明”從2008年1月1日到2009年1月1日期間借過的圖書名稱； ⑸ 列出從2008年1月1日到2009年1月1日期間沒有被人借過的圖書名稱和編號； ⑹ 列出從2

50、008年1月1日到2009年1月1日期間借出次數最多的10本圖書名稱； ⑺ 將“高等教育出版社”的電話改為“010－64054588”； 3-8 (1) SELECT BookID , Title FROM Book WHERE PublishName=’高等教育出版社’ (2) SELECT BookID, Title FROM BookID, Book WHERE Book.BookID=Author.BookID AND Author=’郭雨辰’ (3) SELECT Title FROM Book, Borrow, Borrower WHERE Bo

51、rrow.CardID=Borrower.CardID AND Borrow.BookID=Book.BookID AND Borrower.Name=’李明’ (4) SELECT Title FROM Book, Borrow, Borrower WHERE Borrow.CardID=Borrower.CardID AND Borrow. BookID=Book.BookID AND Borrower.Name=’李明’ AND DateOut BETWEEN 2008-1-1 AND.2009-1-1 (5) SELECT Title FROM Book WHE

52、RE NOT EXISTS (SELECT * FROM Borrow,Book WHERE Borrow. BookID=Book.BookID AND Dateout Between 2008-1-1 AND 2009-1-1) (6) SELECT top 10 Title FROM Book, Borrow WHERE Borrow. BookID=Book.BookID AND Dateout Between 2008-1-1 AND 2009-1-1 GROUP BY Book.BookID ORDER BY Boo

53、k.BookID DESC (7) UPDATE Publisher SET Phone=’010-64054588’ WHERE Name=’高等教育出版社’ 3-9 針對3.8建立的表，用SQL語言完成下列操作： ⑴ 把對所有表的INSERT權限授予“張麗”，并允許她將此權限授予其他用戶； Grant INSERT to ‘張麗’ with grant option ⑵ 把查詢和修改BORROWER的權限受給用戶“王偉”。 Grant select, update on BORROWER to ‘王偉’

54、 習題四 4.1 理解并給出下列術語的定義：函數依賴 部分函數依賴 完全函數依賴 傳遞函數依賴 候選碼 主碼 外碼 全碼 主屬性 非主屬性1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 函數依賴集閉包 屬性集閉包 函數依賴集等價 最小函數依賴集 無損連接 函數依賴保持 設R(U)是屬性集U上的關系模式。若對于R(U)的任意一個可能的關系r，X，Y是屬性集U的任意子集，當且僅當對r中任意一個給定的X的屬性值，r中都只存在惟一的Y屬性值與之對應。也就是說，如果X相等，就有Y也相等，則稱Y函數依賴于X或X函數確定Y，記作X→Y。 在R(U)中，

55、如果，并且對于X的一個真子集，有成立，則稱對部分函數依賴（Partial Functional Dependency），記作。 在R(U)中，如果，并且對于X的任何一個真子集，都有成立，則稱對完全函數依賴（Full Functional Dependency），記作。 在R(U)中，如果，，，則稱Z對X傳遞函數依賴（Transitive Functional Dependency）,記做 設K為R中的屬性或屬性組，若，則K為R的候選碼。若候選碼多于一個，則選定其中的一個為主碼。包含在任何一個候選碼中的屬性，叫做主屬性。不包含在任何候選碼中的屬性稱為非主屬性。最簡單的情況，碼

56、只包含單個屬性；最復雜的情況是所有屬性集組合成碼，稱為全碼。關系模式R中屬性或屬性組X并非R的主碼，但X是另一個關系模式的主碼，則稱X是R的外碼。 設R是一個關系模式，如果R中的每一個屬性A的屬性名和屬性值都是不可再分的，則稱R屬于第一范式，記作：R∈1NF。 若R1NF，且每一個非主屬性都完全函數依賴于碼，則R2NF。 關系模式R(U,F)中若不存在這樣的碼X，屬性組Y及非主屬性組Z（），使得，，成立，則稱R(U,F)3NF。 關系模式R(U,F)1NF，若每一個決定因素都含有碼，則RBCNF。 關系模式R(U,F)∈1NF，若對R的每個非平凡多值依賴X→→Y（），X都包含碼，則稱

57、R(U)滿足第四范式，記為R∈4NF。 稱所有被一個已知函數依賴集F邏輯蘊涵的那些函數依賴的集合為F的閉包（Closure），記為F+。 設有關系模式R(U)，F是U上的一個函數依賴集，，定義 XF＋＝｛A|能由F根據Armstrong 公理導出｝， 并稱XF＋為屬性集X關于函數依賴集F的閉包。 如果函數依賴集F滿足下列條件，則稱F是一個極小函數依賴集或最小覆蓋。 ① F中每一個函數依賴的右部都是單個屬性。 ② 對F中任一函數依賴X→A，F-{X→A}都不與F等價。 ③ 對于F中的任一函數依賴X→A，{F-{X→A}}∪{Z-A}都不與F等價，其中Z為X的任一子集。 如果函數

58、依賴集F與某個最小依賴集等價，則稱是F的最小覆蓋或是F的最小依賴集。 設R是一個關系模式，F是R上的一個函數依賴集，R分解為關系模式的集合＝{R1(U1), R2(U2), …, Rn(Un)}。如果對于R的滿足F的每一個關系r，都有，則稱是一個無損連接的分解（lossingless jion decomposition） 若F＋＝（）＋，則R（U，F）的分解＝｛｝保持函數依賴。 4.2 設有關系模式R（A，B，C，D，E，P，G，H），R的函數依賴集F＝｛AB→CE，A→C ，GP→B ，EP→A ，CDE→P ，HB→P ，D→HG ，ABC→PG｝，求D＋ 【參考答案】

59、D＋={DHG} 4.3 證明函數依賴集F＝｛A→BC，A→D，CD→E｝和函數依賴集G＝｛A→BCE，A→ABD，CD→E｝的等價性 【參考答案】 ∵ A→BC，A→D，CD→E ，∴A→BCE，A→ABD，有 ∵ A→BCE，A→ABD ，∴ A→BC，A→D，CD→E ，有 所以F和G等價。 4.4 設關系模式R（ABCD），F是R上成立的函數依賴集，F＝｛A→B，C→B｝，則相對于F，試寫出關系模式R的候選碼，并說明理由 【參考答案】 關系模式R的候選碼為ＡＣD 在關系F中B只出現在右邊，所以B一定不是候選碼 在關系F中D沒有出現D必然出現在候選碼中 在

60、關系F中AC出現在左邊 A→B，C→C，A→A 所以A能推出ＡＢＣ，因此候選碼是ACD 4.5 設有關系模式R（A，B，C，D，E），R的函數依賴集F＝｛AB→D，B→CD，DE→B，C→D，D→A｝ ⑴ 計算（AB）＋，（AC）＋，（DE）＋ ⑵ 求R的所有候選碼 ⑶ 求F的最小覆蓋 【參考答案】 ⑴（AB）＋=｛ABCD｝ （AC）＋={ACD} （DE）＋={ABCDE} ⑵ R屬性：E, LR屬性：ABCD (AE) ＋=｛AE｝ (BE) ＋=｛ABCDE｝ (CE) ＋=｛ABCDE｝ (DE) ＋=｛ABCDE｝

61、 R的候選碼為：BE, CE, DE ⑶ 右部屬性單一化：F1={ AB→D，B→C，B→D，DE→B，C→D，D→A } 去掉多余的函數依賴：F2＝｛B→C， DE→B，C→D，D→A｝ 去掉冗余的屬性：沒有冗余屬性 所以F的最小覆蓋Fmin＝F2＝｛B→C， DE→B，C→D，D→A｝ 4.6 設有關系模式R（A，B，C，D），R的函數依賴集F＝｛A→C，C→A，B→AC，D→AC，BD→A｝，求F的最小覆蓋 【參考答案】 第一步：將F的所有函數依賴的右部都分解成單一屬性： F1＝{ A→C，C→A，B→A ，B→C，D→A，D→C，BD→A } 第二步：去掉冗余

62、的函數依賴： 考察A→C，令G＝｛C→A，B→A ，B→C，D→A，D→C，BD→A｝，A＋G＝{A} 因為C A＋G，所以A→C不冗余； 考察C→A，令G＝｛A→C， B→A ，B→C，D→A，D→C，BD→A｝，C＋G＝{C} 因為A C＋G，所以C→A不冗余； 考察B→A，令G＝｛A→C，C→A，B→C，D→A，D→C，BD→A｝，B＋G＝{ABC} 因為A B＋G，所以B→A冗余，從F1中刪除B→A，F2＝｛A→C，C→A，B→C，D→A，D→C，BD→A｝； 考察B→C，令G＝｛A→C，C→A，D→A，D→C，BD→A｝，B＋G＝{B} 因為C B＋G，所以B→C不冗

63、余； 考察D→A，令G＝｛A→C，C→A，B→C， D→C，BD→A｝，D＋G＝{ACD} 因為A D＋G，所以D→A冗余，從F2中刪除D→A，F3＝｛A→C，C→A，B→C， D→C，BD→A｝； 考察D→C，令G＝｛A→C，C→A，B→C，BD→A｝，D＋G＝{D} 因為C D＋G，所以D→C不冗余； 考察BD→A，令G＝｛A→C，C→A，B→C， D→C｝，(BD)＋G＝{ABCD} 因為A (BD)＋G，所以BD→A冗余，從F3中刪除BD→A，F4＝｛A→C，C→A，B→C， D→C｝； 第三步：去掉冗余的屬性： 由于左邊都是單屬性，所以： Fm＝F4=｛A→C，C→A

64、，B→C， D→C｝； 但是結果不唯一。 4.7 設關系模式R（ABC），F是R上成立的FD集，F＝｛C→A，B→A｝，分解ρ＝｛AB，BC｝，判斷ρ是否具有函數依賴保持性？ 【參考答案】 F1 ＝= (B→A) F2 ＝ G = F1∪F2 = { B→A } F={ C→A，B→A } 顯然，G必定包含于F＋。而F不包含于G＋。 因此，有G+≠F+，即 ∴ρ不具有函數依賴保持性。 4.8 設關系模式R（ABC），F是R上成立的FD集，F＝｛C→A，B→C｝，ρ＝｛AB，AC｝，判斷ρ是否具有“無損連接性”和“函數依賴保持”性 【參考答案】 考察“無損

65、連接性”： ①首先構造初始表，結構如表1 表1 初始表 Aj Ri A B C AB a1 a2 b13 AC a1 b23 a3 ②修改表 逐一考察F中的函數依賴： a) C→A，表的結構不變; b) B→C，表的結構不變; 此時，對F中的每個函數依賴，表的結構都不再變化。又因為表中沒有出現a1，a2，a3 的行，所以該分解不具有無損連接性。 考察“函數依賴保持” F1 ＝= (B→A) F2 ＝( C→A) G = F1∪F2 = { B→A ，C→A } F={ C→A，B→C } 顯然，G必定包含于F＋。而F不包含于G＋。 因此，有

66、G+≠F+，即 ∴ρ不具有函數依賴保持性。 4.9 設關系模式R（ABCD），在R上有5個相應的FD集及分解： ⑴ F=｛B→C，D→A｝，ρ＝｛AD，BC｝ ⑵ F=｛AB→C，C→A，C→D｝，ρ＝｛ACD，BC｝ ⑶ F=｛A→BC，C→AD｝，ρ＝｛ABC，AD｝ ⑷ F=｛A→B，B→C，C→D｝，ρ＝｛AB，ACD｝ ⑸ F=｛A→B，B→C，C→D｝，ρ＝｛AB，AD，CD｝ 試對上述5中情況分別回答下列問題： ⑴ 確定R的候選碼和主碼。 ⑵ 是否為無損分解？ ⑶ 是否函數依賴保持？ ⑷ 確定ρ中每一模式的范式級別。 【參考答案】 分解⑴ F=｛B→C，D→A｝，ρ＝｛AD，BC｝ A) （BD）+=｛ABCD｝ BD是候選碼，也是主碼 B) 首先構造初始表，結構如表2 表2 初始表 Aj Ri A B C D AD a1 b12 b13 a4 BC b21 a2