浙大数据库系统概论作业答案.docx

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浙大数据库系统概论作业答案

数据库系统概论作业

第一章绪论

2．使用数据库系统有什么好处？

答：

使用数据库系统的好处是由数据库管理系统的特点或优点决定的。

使用数据库系统的好处很

多，例如，可以大大提高应用开发的效率，方便用户的使用，减轻数据库系统管理人员维

护的负担，等等。

使用数据库系统可以大大提高应用开发的效率。

因为在数据库系统中应用

程序不必考虑数据的定义、存储和数据存取的具体路径，这些工作都由DBMS来完成。

用

一个通俗的比喻，使用了DBMS就如有了一个好参谋、好助手，许多具体的技术工作都由

这个助手来完成。

开发人员就可以专注于应用逻辑的设计，而不必为数据管理的许许多多复

杂的细节操心。

还有，当应用逻辑改变，数据的逻辑结构也需要改变时，由于数据库系统提

供了数据与程序之间的独立性，数据逻辑结构的改变是DBA的责任，开发人员不必修改

应用程序，或者只需要修改很少的应用程序，从而既简化了应用程序的编制，又大大减少

了应用程序的维护和修改。

使用数据库系统可以减轻数据库系统管理人员维护系统的负担。

因为DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一的管理和控制，包括数据的完

整性、安全性、多用户并发控制、故障恢复等，都由DBMS执行。

总之，使用数据库系统的

优点是很多的，既便于数据的集中管理，控制数据冗余，提高数据的利用率和一致性，又

有利于应用程序的开发和维护。

读者可以在自己今后的工作中结合具体应用，认真加以体会

和总结。

6．数据库管理系统的主要功能有哪些？

答：

（l）数据库定义功能；

（2）数据存取功能；

（3）数据库运行管理；

（4）数据库的建立和维护功能。

10．试给出3个实际部门的E一R图，要求实体型之间具有一对一、一对多、多对多各种

不同的联系。

答：

第2章关系数据库

2．试述关系数据语言的特点和分类。

答：

关系数据语言可以分为三类：

关系代数语言。

关系演算语言：

元组关系演算语言和域关系演算语言。

SQL：

具有关系代数和关系演算双重特点的语言。

这些关系数据语言的共同特点是，语言具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作

语言，功能强，能够嵌入高级语言中使用。

4．试述关系模型的完整性规则。

在参照完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空？

什

么情况下才可以为空？

答：

实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。

若属性（或属性组）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上的值必须为：

或者取空值（F的每

个属性值均为空值）；或者等于S中某个元组的主码值。

即属性F本身不是主属性，则可以

取空值，否则不能取空值。

5．设有一个SPJ数据库，包括S，P，J，SPJ四个关系模式：

1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO：

πSno（σSno=‘J1’（SPJ））

2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO：

πSno（σSno=‘J1’∧Pno=‘P1‘（SPJ））

3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO：

πSno（σPno=‘P1‘（σCOLOR=’红‘（P）∞SPJ））

4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO：

πJno（SPJ）-πJNO（σcity=‘天津’∧Color=‘红‘（S∞SPJ∞P）

5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO：

πJno，Pno（SPJ）÷πPno（σSno=‘S1‘（SPJ））

第3章关系数据库标准语言SQL

3．用sQL语句建立第二章习题5中的4个表。

答：

对于S表：

S（SNO,SNAME,STATUS,CITY）;

建S表：

CREATETABLES（SnoC

（2）UNIQUE，SnameC（6），StatusC

（2），CityC（4））;

对于P表：

P（PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT）;

建P表：

CREATETABLEP（PnoC

（2）UNIQUE，PnameC（6），COLORC

（2），WEIGHT

INT）;

对于J表：

J（JNO,JNAME,CITY）;

建J表：

CREATETABLEJ（JnoC

（2）UNlQUE，JNAMEC（8），CITYC（4））

对于sPJ表：

sPJ（sNo,PNo,JNo,QTY）;

建SPJ表：

SPJ（SNO,PNO,JNO,QTY）

CREATETABLESPJ（SnoC

（2），PnoC

（2），JNOC

（2），QTYINT））

4.针对上题中建立的4个表试用sQL语言完成第二章习题5中的查询。

（l）求供应工程Jl零件的供应商号码SNO;

SELECTDISTSNOFROMSPJWHEREJNO=’J1’

（2）求供应工程Jl零件Pl的供应商号码SNO;

SELECTDISTSNOFROMSPJWHEREJNO='J1'ANDPNO='P1'

（3）求供应工程Jl零件为红色的供应商号码SNO;

SELECTSNOFROMSPJ,PWHEREJNO='J1'ANDSPJ.PNO=P.PNOANDCOLOR='红'

（4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO;

SELECTDISTJNOFROMSPJWHEREJNONOTIN（SELEJNOFROM

SPJ,P,SWHERES.CITY='天津'ANDCOLOR='红'ANDS.SNO=SPJ.SNOAND

P.PNO=SPJ.PNO）。

（5）求至少用了供应商Sl所供应的全部零件的工程号JNO;

由于VFP不允许子查询嵌套太深，将查询分为两步

A、查询S1供应商供应的零件号

SELECTDISTPNOFROMSPJWHERESNO='S1'结果是（P1，P2）

B、查询哪一个工程既使用P1零件又使用P2零件。

SELECTJNOFROMSPJWHEREPNO='P1'

ANDJNOIN（SELECTJNOFROMSPJWHEREPNO='P2'）

5．针对习题3中的四个表试用SQL语言完成以下各项操作：

（1）找出所有供应商的姓名和所在城市。

SELECTSNAME,CITYFROMS

（2）找出所有零件的名称、颜色、重量。

SELECTPNAME,COLOR,WEIGHTFROMP

（3）找出使用供应商S1所供应零件的工程号码。

SELECTDISTJNOFROMSPJWHERESNO='S1'

（4）找出工程项目J2使用的各种零件的名称及其数量。

SELECTPNAME,QTYFROMSPJ,P

WHEREP.PNO=SPJ.PNOANDSPJ.JNO='J2'

（5）找出上海厂商供应的所有零件号码。

SELECTPNOFROMSPJ,SWHERES.SNO=SPJ.SNOANDCITY='上海'

（6）出使用上海产的零件的工程名称。

SELECTJNAMEFROMSPJ,S,J

WHERES.SNO=SPJ.SNOANDS.CITY='上海__________'ANDJ.JNO=SPJ.JNO

（7）找出没有使用天津产的零件的工程号码。

注意:

SELECTDISPJNOFROMSPJWHEREJNONOTIN（SELECTDISTJNOFROM

SPJ,SWHERES.SNO=SPJ.SNOANDS.CITY='天津'）适用于JNO是唯一或不唯一的情况.

注意:

SELECTDISTJNOFROMSPJ,SWHERES.SNO=SPJ.SNOANDS.CITY<>'天

津'适用于JNO是唯一的情况

（8）把全部红色零件的颜色改成蓝色。

UPDATEPSETCOLOR='蓝'WHERECOLOR='红'

（9）由S5供给J4的零件P6改为由S3供应。

UPDATESPJSETSNO='S3'WHERESNO='S5'ANDJNO='J4'ANDPNO='P6'

（10）从供应商关系中删除供应商号是S2的记录，并从供应情况关系中删除相应的记录。

A、DELETEFROMSWHERESNO=’S2’

B、DELETEFROMSPJWHERESNO=‘S2’

（11）请将（S2，J6，P4，200）插入供应情况关系。

INSERTINTOSPJVALUES（‘S2’，‘J6’，‘P4’，200）

11．请为三建工程项目建立一个供应情况的视图，包括供应商代码（SNO）、零件代码（PNO）、

供应数量（QTY）。

CREATEVIEWVSPASSELECTSNO,PNO,QTYFROMSPJ,J

WHERESPJ.JNO=J.JNOANDJ.JNAME='三建'

针对该视图VSP完成下列查询：

（1）找出三建工程项目使用的各种零件代码及其数量。

SELECTDISTPNO,QTYFROMVSP

（2）找出供应商S1的供应情况。

SELECTDIST*FROMVSPWHERESNO='S1'

第4章数据库安全性

4．试述TcsEC（TDI）将系统安全级别划分为4组7个等级的基本内容。

答：

根据计算机系统对安全性各项指标的支持情况，TCSEC（TDI）将系统划分为四组

（division）7个等级，依次是D、C（CI,CZ）、B（BI,BZ,B3）、A（AI），按系统可靠

或可信程度逐渐增高。

这些安全级别之间具有一种偏序向下兼容的关系，即较高安全性级别提供的安全保护包含

较低级别的所有保护要求，同时提供更多或更完善的保护能力。

各个等级的基本内容为：

D级D级是最低级别。

一切不符合更高标准的系统，统统归于D组。

Cl级只提供了非常初级的自主安全保护。

能够实现对用户和数据的分离，进行自主存取控

制（DAC），保护或限制用户权限的传播。

C2级实际是安全产品的最低档次，提供受控的存取保护，即将Cl级的DAC进一步细化，

以个人身份注册负责，并实施审计和资源隔离。

Bl级标记安全保护。

对系统的数据加以标记，并对标记的主体和客体实施强制存取控制

（MAC）以及审计等安全机制。

B2级结构化保护。

建立形式化的安全策略模型并对系统内的所有主体和客体实施DAC和

MACo

B3级安全域。

该级的TCB必须满足访问监控器的要求，审计跟踪能力更强，并提供系统恢

复过程。

Al级验证设计，即提供B3级保护的同时给出系统的形式化设计说明和验证以确信各安全

保护真正实现。

8．请用SQL的GRANT和REVOKE语句（加上视图机制）完成以下授权定义或存取控制功

能:

（a）用户王明对两个表有SELECT权力。

GRANTSELECTON职工,部门

TO王明

（b）用户李勇对两个表有INSERT和DELETE权力。

GRANTINSERT,DELETEON职工,部门

TO李勇

（c）每个职工只对自己的记录有SELECT权力。

GRANTSELECTON职工

WHENUSER（）=NAME

TOALL;

（d）用户刘星对职工表有SELECT权力，对工资字段具有更新权力。

GRANTSELECT,UPDATE（工资）ON职工

TO刘星

（e）用户张新具有修改这两个表的结构的权力。

GRANTALTERTABLEON职工,部门

TO张新;

（f）用户周平具有对两个表所有权力（读，插，改，删数据），并具有给其他用户授权

的权力。

GRANTALLPRIVILIGESON职工,部门

TO周平

WITHGRANTOPTION;

（g）用户杨兰具有从每个部门职工中SELECT最高工资、最低工资、平均工资的权力，他

不能查看每个人的工资。

CREATEVIEW部门工资AS

SELECT部门.名称,MAX（工资）,MIN（工资）,AVG（工资）

FROM职工,部门

WHERE职工.部门号=部门.部门号

GROUPBY职工.部门号

GRANTSELECTON部门工资

TO杨兰;

9．把习题8中

（1）---（7）的每一种情况，撤销各用户所授予的权力

（1）REVOKESELECTON职工，部门FROM王明；

（2）REVOKEINSERT,DELETEON职工，部门FROM李勇；

（3）REOVKESELECTON职工

WHENUSER（）=NAME

FROMALI;

（4）REVOKESELECT,UPDATEON职工

FROM刘星；

（5）REVOKEALTERTABLEON职工，部门

FROM张新；

（6）REVOKEALLPRIVILIGESON职工，部门

FROM周平；

（7）REVOKESELECTON部门工资

FROM杨兰；

DROPVIEW部门工资；

11．理解并解释MAC机制中主体、客体、敏感度标记的含义。

答：

主体是系统中的活动实体，既包括DBMS所管理的实际用户，也包括代表用户的各进程。

客体是系统中的被动实体，是受主体操纵的，包括文件、基表、索引、视图等。

对于主体和客

体，DBMS为它们每个实例（值）指派一个敏感度标记（Label）。

敏感度标记被分成若干级别，例如绝密（TopSecret）、机密（Secret）·可信

（Confidential）、公开（PubliC）等。

主体的敏感度标记称为许可证级别（ClearanCe玫

vel），客体的敏感度标记称为密级（ClassificationLevel）。

第5章数据库完整性

2．数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系？

答:

数据的完整性和安全性是两个不同的概念，但是有一定的联系。

前者是为了防止数据库中存

在不符合语义的数据，防止错误信息的输入和输出，即所谓垃圾进垃圾出（Garba:

eIn

Garba:

eout）所造成的无效操作和错误结果。

后者是保护数据库防止恶意的破坏和非法的

存取。

也就是说，安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作，完整性措施的防范对象是

不合语义的数据。

5.RDBMS在实现参照完整性时需要考虑哪些方面？

答

RDBMs在实现参照完整性时需要考虑以下几个方面：

（l）外码是否可以接受空值。

（2

）册l除被参照关系的元组时的考虑，这时系统可能采取的作法有三种：

l）级联删除（

CASCADES）;2）受限删除（RESTRICTED）;3）置空值删除（NULLIFIES）。

（3

）在参照关系中插入元组时的问题，这时系统可能采取的作法有：

l）受限插入；2）递

归插入。

（4）修改关系中主码的问题。

一般是不能用UPDATE语句修改关系主码的。

如果

需要修改主码值，只能先删除该元组，然后再把具有新主码值的元组插入到关系中。

如果允

许修改主码，首先要保证主码的惟一性和非空，否则拒绝修改。

然后要区分是参照关系还是

被参照关系。

6．假设有下面两个关系模式：

职工（职工号，姓名，年龄，职务，工资，部门号），其

中职工号为主码；部门（部门号，名称，经理名，电话），其中部门号为主码。

用sQL语

言定义这两个关系模式，要求在模式中完成以下完整性约束条件的定义：

定义每个模式的

主码；定义参照完整性；定义职工年龄不得超过60岁。

答

CREATETABLEDEPT

（DeptnoNUMBER

（2）,

DeptnameVARCHAR（10）,

ManagerVARCHAR（10）,

PhoneNumberChar（12）

CONSTRAINTPK_SCRIMARYKEY（Deptno））;

CREATETABLEEMP

（EmpnoNUMBER（4）,

EnameVARCHAR（10）,

AgeNUMBER

（2）,

CONSTRAINTC1CHECK（Aage<=60）,

JobVARCHAR（9）,

SalNUMBER（7,2）,

DeptnoNUMBER

（2）,

CONSTRAINTFK_DEPTNO

FOREIGNKEY（Deptno）

REFFERENCESDEPT（Deptno））;

7．关系系统中，当操作违反实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束条件时，一

般是如何分别进行处理的？

答:

对于违反实体完整性和用户定义的完整性的操作一般都采用拒绝执行的方式进行处理。

而对

于违反参照完整性的操作，并不都是简单地拒绝执行，有时要根据应用语义执行一些附加

的操作，以保证数据库的正确性。

第6章关系数据库理论

2．建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库。

学生：

学号、姓名、出生年月、系名、班号、宿舍区。

班级：

班号、专业名、系名、人数、入校年份。

系：

系名、系号、系办公地点、人数。

学会：

学会名、成立年份、办公地点、人数。

语义如下：

一个系有若干专业，每个专业每年只招一个班，每个班有若干学生。

一个系

的学生住在同一宿舍区。

每个学生可参加若干学会，每个学会有若干学生。

学生参加某学会

有一个入会年份。

请给出关系模式，写出每个关系模式的极小函数依赖集，指出是否存在传递函数依赖，

对于函数依赖左部是多属性的情况讨论函数依赖是完全函数依赖，还是部分函数依赖。

指出

各关系模式的候选码、外部码，有没有全码存在?

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）

（2）每个关系模式的最小函数依赖集如下：

A、学生S（Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno）的最小函数依赖集如

下:

SnoSname，SnoSbirth，SnoClass，ClassDept，DEPTRno

传递依赖如下：

由于SnoDept，而DeptSno，DeptRno（宿舍区）

所以Sno与Rno之间存在着传递函数依赖。

由于ClassDept，DeptClass，DeptRno

所以Class与Rno之间存在着传递函数依赖。

由于SnoClass，ClassSno，ClassDept

所以Sno与Dept之间存在着传递函数依赖。

B、班级C（Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear）的最小函数依赖集如下:

ClassPname，ClassCnum，ClassCyear，PnameDept.

由于ClassPname，PnameClass，PnameDept

所以C1ass与Dept之间存在着传递函数依赖。

C、系D（Dept，Dno，Office，Dnum）的最小函数依赖集如下：

DeptDno，DnoDept，DnoOffice，DnoDnum

根据上述函数依赖可知，Dept与Office，Dept与Dnum之间不存在传递依赖。

D、学会M（Mname，Myear，Maddr，Mnum）的最小函数依赖集如下：

MnameMyear，MnameMaddr，MnameMnum

该模式不存在传递依赖。

（3）各关系模式的候选码、外部码，全码如下：

A、学生S候选码：

Sno；外部码：

Dept、Class；无全码

B、班级C候选码：

Class；外部码：

Dept；无全码

C、系D候选码：

Dept或Dno；无外部码；无全码

D、学会M候选码：

Mname；无外部码；无全码

12．下面的结论哪些是正确的?

哪些是错误的?

对于错误的请给一个反例说明之。

（1）任何一个二目关系是属于3NF。

答：

正确。

因为关系模式中只有两个属性，所以无传递。

（2）任何一个二目关系是属于BCNF.

答:

正确。

按BCNF的定义，若XY,且Y不是X的子集时，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。

详细证明如下：

（任何二元关系模式必定是

BCNF）。

证明：

设R为一个二目关系R（A1，A2），则属性A1和A2之间可能存在以下几种依

赖关系：

A、A1A2，但A2A1，则关系R的码为A1，决定因素都包含码，所以，R是

BCNF。

B、A1A2，A2A1，则关系R的码为A2，所以决定因素都包含码，R是BCNF。

包含码。

R是BCNF。

C、R的码为（A1，A2）（即A1A2，A2A1），决定因素都

（3）任何一个二目关系是属于4NF.

答:

正确。

因为只有两个属性，所以无非平凡的多值依赖。

第7章数据库设计

9．试述数据库概念结构设计的重要性和设计步骤。

答：

重要性：

数据库概念设计是整个数据库设计的关键，将在需求分析阶段所得到的应用

需求首先抽象为概念结构，以此作为各种数据模型的共同基础，从而能更好地、更准确地用

某一DBMS实现这些需求。

设计步骤：

概念结构的设计方法有多种，其中最经常采用的策

略是自底向上方法，该方法的设计步骤通常分为两步：

第1步是抽象数据并设计局部视图，

第2步是集成局部视图，得到全局的概念结构。

11．什么是数据库的逻辑结构设计？

试述其设计步骤。

答：

数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的基本E一R图转换为与选

用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

设计步骤为:

（l）将概念结构转换

为一般的关系、网状、层次模型；

（2）将转换来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持

下的数据模型转换；（3）对数据模型进行优化。

第9章关系查询处理和查询优化

2．对学生一课程数据库有如下的查询：

SEI王CTCn即neFROMStudent,Cou拐e,

SCWHEREStudent.Sno=SC.SnoANDSC.Cllo=Coll拐e.ClloANDStu击nt.

Sdept=!

15!

;此查询要求信息系学生选修了的所有课程名称。

试画出用关系代数表示的语

法树，并用关系代数表达式优化算法对原始的语法树进行优化__________处理，画出优化后的标准语

法树。

答：

3．试述查询优化的一般准则。

答：

下面的优化策略一般能提高查询效率：

（l）选择运算应尽可能先做；

（2）把投影运