數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課后答案--清華大學(xué)出版社教材

第一章2簡述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的概念。答：數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄，是信息的載體，是信息的具體表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)庫就是存放數(shù)據(jù)的倉庫，是將數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，能夠自動(dòng)進(jìn)行查詢和修改的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)而配置的軟件。它建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問數(shù)據(jù)庫的方法，包括數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制等。凡使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理其數(shù)據(jù)的系統(tǒng)都稱為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。3簡述數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能。答：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件，一般說來，其功能主要包括以下5個(gè)方面。 (1) 數(shù)據(jù)定義和操縱功能 (2) 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行控制功能(3) 數(shù)據(jù)庫的組織、存儲和管理 (4) 建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫 (5) 數(shù)據(jù)通信接口4簡述數(shù)據(jù)庫的三級模式和兩級映像。答：為了保障數(shù)據(jù)與程序之間的獨(dú)立性，使用戶能以簡單的邏輯結(jié)構(gòu)操作數(shù)據(jù)而無需考慮數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，簡化了應(yīng)用程序的編制和程序員的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。通常DBMS將數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)分為三級模式：外模式、模式和內(nèi)模式。模式也稱概念模式或邏輯模式，是對數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。外模式也稱子模式或用戶模式，它是對數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。內(nèi)模式也稱存儲模式或物理模式，是對數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式，一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。三級模式結(jié)構(gòu)之間差別往往很大，為了實(shí)現(xiàn)這3個(gè)抽象級別的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，DBMS在三級模式結(jié)構(gòu)之間提供了兩級映像：外模式/模式映像，模式/內(nèi)模式映像。 第二章4實(shí)體的聯(lián)系有哪三種？答：一對一聯(lián)系(1:1)、一對多聯(lián)系(1 : M)和多對多聯(lián)系(M : N)。7設(shè)某工廠數(shù)據(jù)庫中有四個(gè)實(shí)體集。一是“倉庫”實(shí)體集，屬性有倉庫號、倉庫面積等；二是“零件”實(shí)體集，屬性有零件號、零件名、規(guī)格、單價(jià)等；三是“供應(yīng)商”實(shí)體集，屬性有供應(yīng)商號、供應(yīng)商名、地址等；四是“保管員”實(shí)體集，屬性有職工號、姓名等。設(shè)倉庫與零件之間有“存放”聯(lián)系，每個(gè)倉庫可存放多種零件，每種零件可存放于若干倉庫中，每個(gè)倉庫存放每種零件要記錄庫存量；供應(yīng)商與零件之間有“供應(yīng)”聯(lián)系，一個(gè)供應(yīng)商可供應(yīng)多種零件，每種零件也可由多個(gè)供應(yīng)商提供，每個(gè)供應(yīng)商每提供一種零件要記錄供應(yīng)量；倉庫與保管員之間有“工作”聯(lián)系，一個(gè)倉庫可以有多名保管員，但一名保管員只能在一個(gè)倉庫工作。(1)試為該工廠的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型，要求標(biāo)注聯(lián)系類型，可省略實(shí)體屬性。1N(2)根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，將ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，要求標(biāo)明每個(gè)關(guān)系模式的主鍵和外鍵。答：（1）E-R模型M1MNNM保管員倉庫工作零件存放供應(yīng)商供應(yīng)倉庫面積倉庫號供應(yīng)商號地址供應(yīng)商名零件號零件名規(guī)格職工號姓名庫存量供應(yīng)量單價(jià)（2）關(guān)系模式：倉庫（倉庫號，倉庫面積） 零件（零件號，零件名，規(guī)格，單價(jià)）供應(yīng)商（供應(yīng)商號，供應(yīng)商名，地址） 保管員（職工號，姓名，倉庫號）庫存（倉庫號，零件號，庫存量） 供應(yīng)（供應(yīng)商號，零件號，供應(yīng)量）8某網(wǎng)上訂書系統(tǒng)，涉及如下信息：（1）客戶：客戶號、姓名、地址、聯(lián)系電話。（2）圖書：書號、書名、出版社、單價(jià)。（3）訂單：訂單號、日期、付款方式、總金額。其中：一份訂單可訂購多種圖書，每種圖書可訂購多本；一位客戶可有多份訂單，一份訂單僅對應(yīng)一位客戶。（1）根據(jù)以上敘述，建立ER模型，要求標(biāo)注聯(lián)系類型（可省略實(shí)體的屬性）。（2）根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，將ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，要求標(biāo)注每個(gè)關(guān)系模型的主鍵和外鍵（如果存在）。答：（1）ER模型出版社1NMM客戶訂單擁有圖書訂購聯(lián)系電話地址書號書名訂單號日期付款方式客戶號姓名數(shù)量總金額單價(jià)（2）關(guān)系模式：客戶（客戶號，姓名，地址，聯(lián)系電話，訂單號）圖書（書號，書名，出版社，單價(jià)）訂單（訂單號，日期，付款方式，總金額）訂購（訂單號，書號，數(shù)量） 第三章1關(guān)系數(shù)據(jù)模型由哪三個(gè)要素組成。答：關(guān)系數(shù)據(jù)模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合和關(guān)系完整性約束三部分組成。3簡述關(guān)系的完整性。答：關(guān)系模型允許定義三類完整性約束：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶自定義的完整性約束。 實(shí)體完整性規(guī)則要求關(guān)系中元組在組成主碼的屬性上不能有空值。參照完整性規(guī)則：若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系R的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)（基本關(guān)系R和S可能是相同的關(guān)系），則對于R中每個(gè)元組在F上的值必須為：或者取空值（F的每個(gè)屬性值均為空值）；或者等于S中某個(gè)元組的主碼值。用戶定義的完整性規(guī)則由用戶根據(jù)實(shí)際情況對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的內(nèi)容進(jìn)行的規(guī)定，也稱為域完整性規(guī)則。5根據(jù)給定的關(guān)系模式進(jìn)行查詢。設(shè)有學(xué)生-課程關(guān)系數(shù)據(jù)庫，它由三個(gè)關(guān)系組成，它們的模式是：學(xué)生S(學(xué)號S#,姓名SN,所在系SD,年齡SA)、課程C(課程號C#,課程名CN,先修課號PC#)、SC(學(xué)號S#,課程號C#,成績G)。請用關(guān)系代數(shù)分別寫出下列查詢：(1)檢索學(xué)生的所有情況。S#, SN, SD, SA(S)(2)檢索學(xué)生年齡大于等于20歲的學(xué)生姓名。SN(SA>=20 (S)(3)檢索先修課號為C2的課程號。 C#(PC#=C2 (C)(4)檢索課程號C1的成績?yōu)锳的所有學(xué)生姓名。SN(C#=C1 G=A (S SC)(5)檢索學(xué)號為S1的學(xué)生選修的所有課程名及先修課號。CN, PC#(S#=S1 (C SC)(6)檢索年齡為23歲的學(xué)生所選修的課程名。CN(SA=23 (C SC S)第四章4要建立關(guān)于系、學(xué)生、班級、研究會等信息的一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫。規(guī)定：一個(gè)系有若干專業(yè)、每個(gè)專業(yè)每年只招一個(gè)班，每個(gè)班有若干學(xué)生，一個(gè)系的學(xué)生住在同一個(gè)宿舍區(qū)。每個(gè)學(xué)生可參加若干研究會，每個(gè)研究會有若干學(xué)生。學(xué)生參加某研究會，有一個(gè)入會年份。 描述學(xué)生的屬性有：學(xué)號、姓名、出生年月、系名、班號、宿舍區(qū)。 描述班級的屬性有：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。 描述系的屬性有：系號、系名、系辦公室地點(diǎn)、人數(shù)。 描述研究會的屬性有：研究會名、成立年份、地點(diǎn)、人數(shù)。試給出上述數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模式；寫出每個(gè)關(guān)系的基本的函數(shù)依賴集；指出是否存在傳遞函數(shù)依賴，指出各關(guān)系的主碼和外碼。答：關(guān)系模式：學(xué)生（學(xué)號，姓名，出生年月，系號，班號，宿舍區(qū)） 班級（班號，專業(yè)名，系號，人數(shù)，入校年份） 系（系號，系名，系辦公室地點(diǎn)，人數(shù)）研究會（研究會名，成立年份，地點(diǎn)，人數(shù)）參加研究會（學(xué)號 ，研究會名 ，入會年份）學(xué)生關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：學(xué)號（姓名，出生年月，系號，班號），系名宿舍區(qū)班級關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：班號（專業(yè)名，系號，人數(shù)，入校年份）系關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：系名（系號，系辦公室地點(diǎn)，人數(shù)）研究會關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：研究會名（成立年份，地點(diǎn)，人數(shù)）參加研究會關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：（學(xué)號 ，研究會名）入會年份5設(shè)有關(guān)系模式R(運(yùn)動(dòng)員編號，姓名，性別，班級，班主任，項(xiàng)目號，項(xiàng)目名，成績)如果規(guī)定：每名運(yùn)動(dòng)員只能代表一個(gè)班級參加比賽，每個(gè)班級只能有一個(gè)班主任；每名運(yùn)動(dòng)員可參加多個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)比賽項(xiàng)目也可由多名運(yùn)動(dòng)員參加；每個(gè)項(xiàng)目只能有一個(gè)項(xiàng)目名；每名運(yùn)動(dòng)員參加一個(gè)項(xiàng)目只能有一個(gè)成績。根據(jù)上述語義，回答下列問題：(1)寫出關(guān)系模式R的主關(guān)鍵字；(2)分析R最高屬于第幾范式，說明理由。(3)若R不是3NF，將其分解為3NF。答：（1）關(guān)系模式R的主關(guān)鍵字是運(yùn)動(dòng)員編號，項(xiàng)目號。（2）R最高屬于第一范式。 因?yàn)榇嬖谥彰?性別,班級和項(xiàng)目名對主關(guān)鍵字運(yùn)動(dòng)員編號，項(xiàng)目號的部分函數(shù)依賴，沒有達(dá)到2NF。 （3）首先分解為2NF：R1（運(yùn)動(dòng)員編號,姓名,性別,班級,班主任），R2（項(xiàng)目號,項(xiàng)目名），R3（運(yùn)動(dòng)員編號,項(xiàng)目號,成績） 因?yàn)镽1存在班主任對運(yùn)動(dòng)員編號的傳遞函數(shù)依賴，所以沒有達(dá)到3NF，再分解為3NF：R1分解為R1（運(yùn)動(dòng)員編號,姓名,性別,班級）和R4（班級,班主任） 6設(shè)有關(guān)系模式：R（職工號，日期，日營業(yè)額，部門名，部門經(jīng)理）如果規(guī)定：每個(gè)職工每天只有一個(gè)營業(yè)額，每個(gè)職工只在一個(gè)部門工作，每個(gè)部門只有一個(gè)經(jīng)理。(1)根據(jù)上述規(guī)定，寫出模式R主關(guān)鍵字。(2)分析R最高屬于第幾范式，說明理由。(3)若R不是3NF，將其分解為3NF。答：（1）關(guān)系模式R的主關(guān)鍵字是（職工號，日期）。（2）R最高屬于第一范式。 因?yàn)榇嬖谥块T名對主關(guān)鍵字（職工號，日期）的部分函數(shù)依賴，沒有達(dá)到2NF。（3）首先分解為2NF：R1（職工號，部門名，部門經(jīng)理），R2（職工號，日期，日營業(yè)額）因?yàn)镽1存在部門經(jīng)理對職工號的傳遞函數(shù)依賴，所以沒有達(dá)到3NF，再分解為3NF：R1分解為R1（職工號，部門名）和R3（部門名，部門經(jīng)理）第五章1簡述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程。答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可分為以下六個(gè)階段：需求分析階段、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段以及數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段。 4簡述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)步驟。答：方法：(1) 自頂向下法 (2) 自底向上法 (3) 逐步擴(kuò)張法 (4) 混合策略在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以分為兩步。進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計(jì)局部E-R模型，即設(shè)計(jì)用戶視圖；集成各局部E-R模型，形成全局E-R模型，即視圖的集成。7將圖1學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。圖11NNM課程學(xué)生選修姓名性別年齡課程號課程名學(xué)分成績學(xué)號班級屬于班主任班級名 習(xí)題7圖答：課程（課程號，課程名，學(xué)分）學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，年齡，班級名）班級（班級名，班主任）選修（學(xué)號，課程號，成績）8一個(gè)圖書館理系統(tǒng)中有如下信息：圖書：書號、書名、數(shù)量、位置 借書人：借書證號、姓名、單位出版社：出版社名、郵編、地址、電話、E-mail其中約定：任何人都可以借多種書，任何一種書可以被多個(gè)人借，借書和還書時(shí)，要登記相應(yīng)的借書日期和還書日期；一個(gè)出版社可以出版多種書籍，同一本書僅為一個(gè)出版社所出版，出版社名具有唯一性。根據(jù)以上情況，完成如下設(shè)計(jì)：（1）設(shè)計(jì)系統(tǒng)的E-R圖；（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式；（3）指出轉(zhuǎn)換后的每個(gè)關(guān)系模式的主碼。答：（1）E-R圖1MNM借書人圖書借閱書名數(shù)量位置借書證號姓名單位借書日期書號出版社出版E-mail電話出版社名郵編地址還書日期（2）和（3）關(guān)系模式圖書（書號，書名，數(shù)量，位置，出版社名）借書人（借書證號，姓名，單位）出版社（出版社名，郵編，地址，電話，E-mail）借閱（書號，借書證號，借書日期，還書日期）14