数据库系统原理习题答案.docx
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数据库系统原理习题答案
习题答案
第一章
一、选择题
1.A
2.C
3.C
4.B
5.C
6.A
7.B
8.D
9.A10.C11.D12.C13.C14.A15.B16.C
17.D18.A19.A20.C
二、填空题
1.数据
2.人工管理文件系统数据库系统
3.数据结构化
4.数据的冗余度高数据的不一致性数据的联系弱
5.物理数据独立性
6.逻辑数据独立性
7.数据的恢复并发控制数据完整性控制数据安全性控制
8.低高
9.数据库管理系统（DBMS
10.层次型网状型关系型
1l.比较真实地描述现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现
12.实体记录
13.属性字段（数据项
14.码
15.物理数据描述逻辑数据描述物理数据描述逻辑数据描述
16.域
17.一对一一对多多对多
18.数据模型
19.ER模型
20.层次模型网状模型关系模型
2l.数据操纵完整性约束
22.方框菱形椭圆
23.层次模型一对多
24.网状模型
25.关系模型
26.冗余结点虚拟结点
27.邻接法链接法
28.关系模式
29.外模式内模式内模式
30.三级模式两级映象
31.外模式（用户模式、子模式概念模式（模式内模式
32.应用程序数据
33.逻辑物理
34.交互（或自含宿主（或嵌入
35.DDL
36.DML
37.数据库硬件软件数据库用户
38.DBMSDBA
39.数据库
40.DBA专业用户应用程序员最终用户
41.DBA
42.应用程序的人员
43.最终用户
44.数据库模式数据库查询
45.应用程序应用界面
46.最终用户
三、问答题
1.答:
数据库系统是在文件系统的基础上发展起来的,数据的结构化是数据库与文件系统的根本区别。
在文件系统中,相互独立的文件的记录内部是有结构的,但记录之间没有联系,往往只针对某应用;数据的最小存储单位是记录,不能细到数据项。
在数据库系统中不仅要考虑到某一应用的数据结构,还要考虑到整个组织的数据结构,具有整体的结构化。
存取数据的方式也很灵活,可以存取数据库中的某一数据项,一组数组项,一个记录或一组记录。
2.答:
数据模型（DataModel是现实世界数据特征的抽象,或者说是现实世界的数据模拟。
数据库中,用数据模型来抽象地表示现实世界的数据和信息。
数据模型的三要素是:
数据结构、数据操作及完整性约束条件。
3.答:
数据库系统采用“三级模式和两极映射”保证了数据库中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
其优点是当数据的逻辑结构变了,用户程序可以不变。
当数据的物理结构改变了,应用程序也可以不变。
4.答:
数据库的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的,使得当数据的逻辑结构变了,用户程序可以不变。
数据库的物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据是相互独立的,使得当数据的物理结构改变了,应用程序也可以不变。
数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别,将数据的具体组织留给DBMS管理,使用户能逻辑地抽象地组织数据,而不必关心数据在计算机上的具体表示方式和存储方式。
为了能够在内部实现三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在三级模式之间提供了两极映象:
外模式/模式的映象、模式/内模式的映象。
5.答:
数据库系统是指引入了数据库的计算机系统。
由硬件平台、数据库、DBMS（及其开发工具、应用系统、DBA（数据库管理员和用户组成。
6.答:
DBA的职责是:
决定数据库中的信息内容和信息结构;决定数据库的存储结构和存取策略;定义数据的安全性和完整性约束条件;监控数据库的使用和运行;数据库的改造和重组重构。
7.答:
系统程序员的职责是系统的需求分析和规范说明,要和用户及DBA相结合,确定系统的硬件软件配置,并参与数据库系统的设计。
数据库设计员的职责是负责数据库中数据的确定、数据库各模式的设计。
应用程序员的职责是负责设计和编写应用系统的程序模块,并进行调试和安装。
四、综合题
1.解:
飞机航行班次的座位和旅客之间的“乘座”联系是一个一对一的联系,如附图1-1所示,其中:
航行班次（航班号,座位
旅客（身份证号,姓名
病房和病人之间的“住院”联系是一个一对多的联系,如附图1-2所示。
其中:
病房（病房号,科室,医生
病人（姓名,病房号
维修人员和设备之间的“维修”联系是——个多对多的联系,如附图l-3所示,其中:
维修人员（职工号,姓名,职称
设备（设备号,设备名,生产厂,日期
2.解:
有四个实体:
产品、零件、材料和仓库,其中各实体的
属性如下:
产品（产品号,产品名,价格
零件（零件号,零件名,颜色,规格
材料（材料名,价格
仓库（仓库号,地点,面积
各实体之间的联系有:
产品和材料之间的“使用”联系;材料和仓库
之间的“存放”联系;零件和材料之间的“消耗”联系;产品和材料之间
的“构成”联系。
其中“消耗”联系有一个耗用量属性,“存放”联系有
一个存放量属性。
通过上述分析,某工厂产品、零件、材料、仓库的ER模型如附图1-4所
示。
3.解:
根据题意应有三个实体:
商店、职工、商品,其中各实体的属性如下:
商店（商店号,商店名,地址,负责人
商品（商品号,商品名,产地,价格
职工（职工号,姓名,性别,工资
各实体之间的联系有:
职工和商店之间的“聘用”联系;商店和商品之间
的“经营”联系;职工和商品之间的“销售”联系。
其中“聘用”联系有一个来店时间属性,“经营”联系有一个月销量属性。
通过上述分析,某百货公司的商店、职工、商品的ER模型如附图l-5
所示。
第二章
一、选择题
1.D
2.C
3.D
4.A
5.C
6.B
7.C
8.A
9.A10.B11.C12.D13.D14.B15.A
二、填空题
1.关系的数据结构关系操作集合关系的完整性约束
2.实体完整性参照完整性用户定义完整性
3.并差笛卡儿积投影选择
4.等值连接自然连接
5.φ1∨φ2⌝φ1
6.安全表达式
7.关系代数运算元组演算域演算等价的相互转换
三、问答题
1.答:
关系代数的五个基本操作为:
并、差、笛卡儿积、投影和选择。
其它的操作都可以由5个基本的操作导出,因此它们构成了关系代数完备的操作集。
①两个关系R与S的交运算等价于:
R∩S=R-（R-S或R∩S=S-（S-R
②两个关系R与S的F（条件连接运算等价于:
R∞S=σF（R×S
F
③两个关系R与S的自然连接运算等价于:
设R与S的公共属性为:
A1,…,An,从R×S中挑选出R.A1=S.A1,…R.AK=S.AK的元组,再去掉S.Al,…,S.AK,即可写出等价的表达式如下:
R∞S=πil.…im（σR.A1=S.A1,…,R.AK=S.AK（R×S
④两个关系R与S的除法运算等价于:
给定关系R（X,Y和S（Y,Z,X、Y、Z为属性组,设R与S的元数分别为r与s（设r>s>0。
为了便于讨论和理解,假定S的属性为R中的后s个属性,并假定Z=φ,其中,X=A1,…,Ar-s,Y=Ar-s+1,…,Ar,那么R÷S是一个（r-s的元组的集合。
那么,R÷S等价的表达式如下:
R÷S=πx（R-πx（（πx（R×S-R
分析l:
结果集应包含在πx（R去掉S关系中的属性列的元组的集合。
分析2:
R÷S应当满足元组在X=A1,…,Ar-s上的分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。
（πx（R×S-R为计算πx（R×S不在R中的元组。
其中,Yx为X在R中的象集,x=tr[X]。
且结果集的属性组为X。
2.答:
与普通的表格、文件相比,关系有如下不同:
在数据库系统中,关系的每一个属性都是不可再分的。
关系中不允许出现重复元组。
关系是一个集合,其行列顺序无关。
3.答:
笛卡尔积是一个基本操作。
相当于将两个关系R,S进行无条件的连接操作。
而θ连接是一个组合操作,相当于将两个关系R,S进行条件的连接操作。
即从R×S中选取满足θ条件的元组作为新关系的元组。
当连接运算符“θ”为“=”时,称为等值连接。
而自然连接是—种特殊的等值连接,它要求两个关系中进行比较的分量具有相同的属性组,并且去掉重复属性列。
4.答:
若F是基本关系R的外码,它与基本关系S的主码Ks相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系则对于R中每个元组在F上的值可以取空值。
或者等于S中某个元组的主码值。
换句话说,如果F本身不是—个主属性,则能取空值,否则不能取空值。
例如,学生数据库中,的关系模式如下:
S（Sno,Sname,SD,SageKey（Sno
SC（Sno,Cno,GradeKey（Sno,Cno
SC关系中,Sno,Cno为主码,同时,又是外码,因为Sno和Cno分别为S和C关系中的主码,所以在SC关系中Sno,Cno不能取空值。
四、综合题
1.
2.（1πpid（σcid=’c006’（ORDERS∞PRODUCT
（2πcname（σpid=’P01’（CUSTOMES∞ORDERS
（3πcname（ORDERS∞（πpid（σprice=0.5（PRODUCT∞CUSTOMES∞
（4πcid（σaid=’a03’（ORDERS
（5πpid（πcid（σcity=’长春’（CUSTOMES∞ORDERS∞（πaid（σcity=’北（AGENTS
京’
第三章
一、选择题
1.A
2.B3,C4.B5.C6.D7.C
8.A
9.C10.B11.C12.C13.D14.C
二、填空题
1.面向过程面向集合
2.数据查询数据操纵数据定义数据控制
3.自含式嵌入式
4.WHEREGROUPBYHAVING
5.ORDERBYASCDESC
6.DESTINCT
7.LIKE%一
8.右连接符左连接符
9.不相关子查询相关子查询
10.行列子集视图
11.GRANTREVORK
12.EXECSQL;或ENDEXEC
三、问答题
1.答:
基本表是独立存在的表,在SQL中,一个关系对应于一个表,一个表对应于一个存储文件。
视图是在创建时,将其定义存放在数据字典中,并不存放视图对应的数据,因此视图是从一个或几个基本表中导出来的,它本身不独立存储在数据库中,是一个虚表。
两者的区别是基本表是独立存于数踞库中,而视图存放的只是视图的定义。
2.答:
视图的优点主要有四个方面:
（1能够简化用户的操作;
（2用户可以从多种角度看待数据;
（3视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性;
（4视图能对机密数据提供安全保护。
3.答:
并不是所有的视图都可以更新,因为有些视图的更新不能惟—地有意义地转换成对相应的基本表的更新。
4.答:
一般地,行列子集视图是可以更新的。
除行列子集视图,有些视图理论上讲是可以更新的,一般:
（1若视图是从两个基本表导出的,则不允许更新;
（2若视图的字段来自表达式或常数,则不允许对此视图执行INSERT和UPDATE操作但允许执行DELETE操作;
（3若视图的字段来自集函数,则不允许对此视图更新;
（4若视图含有GROUPBY子句,则不允许对此视图更新;
（5若视图含有DISTINCT短语,则不允许对此视图更新;
（6若视图定义中含有嵌套查询.并且内层查询的FROM子句涉及的表也是导出该视图的基本表,则不允许对此视图更新。
5.答:
相关子查询和不相关子查询的区别是相关子查询的查询条件依赖于父查询,因此,每当系统从外查询检索一条新的元组时,都要重新对内查询求值;而不相关子查询查询条件依赖于父查询,因此,内查询在外查询处理之前执行。
6.答:
SQL语言可以作为独立语言在终端以交互的方式下使用的,是面向集合的描述性语言,是非过程性的,大多数语句是可独立执行的,与上下文无关的。
而许多事务处理应用都是过程性的,需要根据不同的条件来执行不同的任务,因此单纯用SQL语言是很难实现这类应用的。
为此将
SQL嵌入到某种高级语言中,利用高级语言的过程性结构来弥补SQL语言实现复杂应用方面的不足。
而此SQL语言称之为嵌入式SQL。
7.答:
因为SQL语言是面向集合的,一条SQL语句可产生或处理多条记录。
而主语言是面向记录的,一组主变量一次只能放一条记录。
所以,仅用主变量并不能完全满足SQL语言向应用程序输出数据的要求。
为此引入游标,用游标来协调这两种不同的处理方式,通过移动游标指针来决定对获取哪一条记录。
四、综合题
1.CREATETABLE公司（公司号varchar（10,公司名varchar（30,地址varchar（40,primarykey（公司号
CREATETABLE员工（员工号varchar（10,员工名varchar（20,公司号varchar（10,primarykey（员工号,foregnkey（公司号references公司（公司号
CREATETABLE工程（工程号varchar（10,工程名varchar（30,预算int,primarykey（工程号
CREATETABLE工作（员工号varchar（10,工程号varchar（10,职务varchar（10,primarykey（员工号,工程号,foregnkey（员工号references员工（员工号,foregnkey（工程号references工程（工程号
2.（1CREATEVIEWV_MANAGER（员工号,工程号AS
SELECT员工号,工程号FROM工作WHERE职务=‘经理’
（2CREATEVIEWV_P2（编号,姓名,职务AS
SELECT工作.员工号,员工.员工名,工作.职务FROM员工,工作
WHERE工作.员工号=员工.员工号and工程号=’P2’
（3CREATEVIEWV_Empno（员工号AS
SELECT员工号FROM工作WHERE工程号=’P2’
3.（1SELECT公司名FROM员工,公司WHERE员工.公司号=公司.公司号and员工名=‘张红’
（2SELECT员工名FROM员工,工作WHERE员工.员工号=工作.员工号and职务=’工程师’
4.
（1SELECTPRODUCT.pid,pname,city,quantity,priceFROMORDER,PRODUCTWHEREORDER.pid=PRODUCT.pidandcid=’c006’
（2SELECTcnameFROMCUSTOMERS,ORDERWHEREORDER.cid=CUSTOMERS.cidandpid=’p01’
（3SELECTcnameFROMCUSTOMERSWHEREcidIN
（SELECTcidFROMORDERWHEREpidIN
（SELECTpidFORMPRODUCTWHEREprice=0.5
（4SELECTcidFROMORDERWHEREaid=’a03’
（5SELECTpidFROMCUSTOMERS,AGENTS,ORDER
WHERECUSTOMERS.cid=ORDER.cidandORDER.aid=AGENTS.aidand
CUSTOMERS.city=’长春’andAGENTS.city=’北京’或
SELECTpidFROMORDERWHEREcidIN
（SELECTcidFROMCUSTOMERSWHEREcity=’长春’AndaidIN
（SELECTaidFROMAGENTSWHEREcity=’北京’
第五章
一、选择题
1.C
2.D
3.C
4.C
5.B
6.D
7.B
8.D
9.C10.C11.D12.A13.C
二、填空题
1.关系模型关系一个实体及属性实体之间的联系
2.关系元组属性
3.静态约束动态约束
4.数据依赖范式模式设计方法数据依赖
5.Y值也相同Y惟—的具体值
6.从F中的函数依赖也能够推出X→YF逻辑蕴涵X→YY的闭包F+
7.一个右部只有单个属性
8.无损连接性保持函数依赖性
9.r=πR1（r∞πR2（r∞…∞πRk（r
10.R1∩R2→（R1-R2R1∩R→（R2-R1
11.若X→→Y,X→→Z,则X→→YZ
若X→→Y,WY→→Z,则WX→→（Z-WY
若X→→Y,X→→Z,则X→→Y∩X,X→→Y-Z,X→→Z-Y
12.平凡的函数依赖
13.Y⊆X或XY=UX→→Y
14.表达性分离性最小冗余性
三、问答题
1.答:
关系规范化一般应遵循的原则如下:
（1将关系模式进行无损连接分解,在关系模式分解的过程中,数据不能丢失或增加,要保证数据的完整性;
（2合理地选择规范化的程度。
在规范化时,既要考虑到低级范式造成的冗余度高,数据的不一致性,又要考虑到高级范式查询效率低的矛盾;
（3正确性和可实现性原则。
2.答:
多值依赖与函数依赖有哪些主要的区别如下:
（1在关系模式R（U中,函数依赖X→Y的有效性仅决定于X、Y这两个属性集的值。
只要在关系R（U的任一关系r中,元组在X和Y上的值满足函数依赖的定义,则函数依赖X→Y任何属性集W（XY⊆W⊆U上成立。
对于多值依赖,若X→→Y在W（W⊂U上成立,而在U上不一定成立。
所以多值依赖的有效性与属性集的范围有关。
X→→Y在U上成立,则在W（XY⊆W⊆U上成立,反之则不然。
（2若函数依赖X→Y在R（U上成立,则对于任何Y’⊂U,均有X→Y成立。
对于多值依赖X→→Y在R（U上成立,但不能断言对于任何Y’⊂U,有X→→Y成立。
3.答:
低级范式的关系模式对数据存储和数据操作的不利影响主要有:
插入异常、删除异常、修改异常和数据冗余。
产生的原因及解决方法是:
属于lNF不属于2NF的关系模式中,非主属性对码的部分函数依赖。
从而引起操作异常。
解决方法是采用分解的方法,将式中不完全函数依赖的属性去掉,将部分函数依赖的属性单独组成新的模式,使关系模式属于2NF。
属于2NF不属于3NF的关系模式中,由于非主属性对码具有传递依赖,从而引起操作异常。
解决方法是采用分解的方法,消除关系模式中非主属性对码具有传递依赖。
属于3NF不属于BCNF的关系模式中。
由于存在主属性对码的部分函数
依赖,从而引起操作异常。
解决方法是将其转换成BCNF消除部分函数依赖。
4.答:
3NF与BCNF的区别和联系如下:
3NF是建立在2NF基础上的,如果满足2NF的关系模式中不存在非主属性传递依赖于R的候选键,则R属于3NF。
BCNF是3NF的改进形式,它建立在1NF的基础上。
如果关系R属于1NF,且每个属性都不传递依赖R的候选键,则R属于BCNF。
一个关系模式属于BCNF,则一定属于3NF,BCNF是3NF的一个特例,反之则不然。
5.答:
属于3NF。
因为该关系模式存在的函数依赖是:
学号→姓名,学号→年龄,学号→所在系,学号→出生日期
不在有其它的函数依赖,所以该模式是属于2NF。
又因为所有的非主属性对码（学号非传递依赖,所以该关系模式是3NF的。
6.答:
（1正确。
因为关系模式中只有两个属性,所以无传递依赖;
（2正确。
按BCNF的定义,若X→Y且Y⊆X时,每个决定因素都包含码,对于二目关系决定因素必然包含码;
（3正确。
因为只有两个属性,所以无非平凡的多值依赖;
（4正确。
根据无损连接的定理,U1=AB,U2=AC故有:
U1∩U2→Ul-U2=A→B∈F+
（5正确。
根据传递律;
（6正确。
根据合并规则;
（7正确。
根据增广律可推出;
（8错误。
例如:
S（Sno,Cno,Grade其中:
Sno为学号,Cno为课程号,Grade为成绩号,那么,有（Sno,Cno→Grade。
但是,Sno→Grade,Cno→Grade。
四、综合题
1.解:
根据Armstrong公理系统推导F+为:
A→Ф,A
B→Ф,A
C→Ф,ABC→Ф,B→Ф,C→Ф
A→A,A
B→A,A
C→A,ABC→A,B→B,C→C,
A→
B,AB→B,A
C→B,ABC→B,B→C,
A→C,A
B→
C,AC→C,ABC→C,B→BC,A→AB,AB→AB,AC→AB,ABC→AB.BC→Ф,
A→AC,A
B→A
C,AC→AC,ABC→AC,BC→B,
A→BC,A
B→B
C,AC→BC,ABC→BC,BC→C,
A→ABC,A
B→AB
C,AC—ABC,ABC→ABC,BC→BC
从上可见,一个小的F集合,常有一个非常的大的闭包F+,在F+中,
含有许多平凡的函数依赖,例如:
A→Ф,AB→Ф,AB→A。
所以我们要讨论最小函数依赖集的有关问题。
2.解:
（1关系模式S的基本函数依赖如下:
Sno→Sname,SD→Sdname,Sno→SD,（Sno,Course→Grade关系模式的码为:
Sno,Course。
（2原关系模式是属于1NF的,码为（Sno,Course,非主属性中的成绩完全依赖于码,而其它非主属性对码的函数依赖为部分函数依赖,所以不属于2NF。
消除非主属性对码的函数依赖为部分函数依赖,将关系模式分解成2NF如下:
Sl（Sno,Sname,SD,Sdname
S2（Sno,Course,Grade
（3将上述关系模式分解成3NF如下:
分解的关系模式S1中存在Sno→SD,SD→Sdname,即非主属性Sdname传递依赖于Sno,所以可进—步分解如下:
Sll（Sno,Sname,SD
S12（SD,Sdname
分解后的关系模式S1l、S12满足3NF。
对关系模式S2不存在非主属性对码的传递依赖,故属于3NF。
所以,
原模式S（Sno,Sname,SD,Sdname,Course,Grade按如下分解满足3NF。
Sll（Sno,Shame,SD
S12（SD,Sdname
S2（Sno,Course,Grade
3.解:
（1关系模式如下:
学生:
S（Sno,Sname,Sbirth,Dept,Class,Rno
班级:
C（Class,Pname,Dept,Cnum,Cyear
系:
D（Dept,Dno,Office,Dnum
学会:
M（Mname,Myear,Maddr,Mnum
学生学会:
SM（Sno,Mname,SMyear
（2每个关系模式的最小函数依赖集如下:
学生S的最小函数依赖集如下:
Sno→Sname,Sno→Sbirth,Class→Dept,
Sno→Class,Dept→Rno
传递依赖如下:
由于Sno→Dept,Dept→Rno,而Dept→Sno,
所以Sno与Rno之间存在着传递依赖。
由于Class→Dept,Dept→Rno
所以Class与Rno之间存在着传递依赖。
由于Sno,Class,Class,Dept
所以Sno与De
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