数据库复习题及答案.docx

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数据库复习题及答案

第一题：

考虑用二元联系（图1）对三元联系（图2）的表示：

1）分别给出E，A，B，C，RA，RB和RC的一个实例，这些实例不对应A，B，C和R的任何实例；

2）更改图1中的ER图，引入适当的约束以确保满足约束的E，A，B，C，RA，RB和RC的任何实例都对应于A，B，C和R的一个实例；

3）更改以上的转化以表示在三元联系上的全参与约束；

4）以上表示要求为E创建一个主码属性，试问如何将E处理为弱实体集，以便不需要主码？

解：

1）令E={e1,e2},A={a1,a2},B={b1},C={c1},RA={（e1,a1）,（e2,a2）},Rb={（e1,b1）},Rc={（e1,c1）}；

可以看出，由于元组（e2,a2）的原因，不存在任何实例对应于E,Ra,Rb,Rc

2）如下图所示：

通过引入E和关系Ra，Rb，Rc之间的全部参与的约束条件，以便在E中的每个元组都和A，B，C有关系。

3）假设A全部参与关系R，则在A和Ra之间引入全部参与约束。

将E看作弱实体集，而将Ra,Rb,Rc看作标志联系集。

如下图所示

第二题：

分别判断下列图中G1和G2是否互模拟（bisimulation），并说明理由

解:

（１）在图中标出各点的状态,我们构造关系S={（P0,Q0）,（P1,Q1）,（P2,Q1）,（P3,Q2）,（P4,Q3）}

可知G2可以模拟G1,下面我们讨论

S+1={（Q0,P0）,（Q1,P1）,（Q1,P2）,（Q2,P3）,（Q3,P4）}

是否可模拟,在G2中Q0有一个a变换可对应到G1中2个变换,即（Q1,P1）∈S-1,（Q1,P2）∈S-1。

但Q1有两个变换b,c，而在Ｇ１中公存在只有b或只有c的状态点，可知Ｇ１和Ｇ２不能互模拟。

（２）如图，标出各状态点，构造有关系

S={（P0,Q0）,（P1,Q1）,（P1,Q2）,（P2,Q3）,（P2,Q4）,（P3,Q5）},

可知其中Ｇ１中的点均可由G2中的点模拟，下面我们考虑

S+1={（Q0,P0）,（Q1,P1）,（Q2,P1）,（Q3,P2）,（Q4,P2）,（Q5,P3）}，

可知同样其中Ｇ２中的点均可由Ｇ１中的点模拟，所以Ｇ１和Ｇ２互模拟。

第三题：

设有下列嵌套关系模式：

Emp=（Ename,childrenSetsetof（Childern）,SkillsSetsetof（Skills））

Childern=（Cname,birthday）

Birthday=（day,month,year）

Skills=（Stype,examsSetsetoff（Exams））

Exams=（year,city）

1）试给出嵌套关系模式的XMLDTD表示，假定数据库中包含表emp（Emp）

2）试用SQL:

1999写出下列查询：

a）列出所有有一个孩子的生日在三月的员工的姓名；

b）列出所有在城市”Xi’an”参加过技能种类（Stype）为”Typing”考试（Exams）的员工的姓名（Ename）；

c）列出关系Emp中的所有技能种类（Stype）；

3）试用Xquery重写2）中的所有查询;

解:

1）

DOCTYPEdb[

ELEMENTemp（ename,children*,skills*）>

ELEMENTchildren（cname,birthday）>

ELEMENTbirthday（day,month,year）>

ELEMENTskills（stype,exams+）>

ELEMENTexams（year,city）>

ELEMENTename（#PCDATA）>

ELEMENTname（#PCDATA）>

ELEMENTday（#PCDATA）>

ELEMENTmonth（#PCDATA）>

ELEMENTyear（#PCDATA）>

ELEMENTtype（#PCDATA）>

ELEMENTcity（#PCDATA）>

]>

2）a――－selectenamefromEmpase,unnest（e.ChildrenSet）asc（Children）

where‘March’in（selectbirthday.monthfromc）

b―――selectenamefromEmpase,e.SkillsSetass,s.ExamsSetasx

wheres.stype=’typing’andx.city=’Xi’’an’

c―――selectdistincts.stypefromEmpase,e.SkillsSetass

3）a.for$ein/db/emp

let$empname:

=$e/@ename

where$e/children/birthday/month=”March”

return$empname

b.for$ein/db/emp

let$empname:

=$e/@ename

where$e/skills/stype=”typing”

and$e/skills/exams/city=”Xi’an”

return$empname

c.for$ein/db/emp

return$e/skills/stype

第四题：

FortheDTD,XML,andXQUERYgivenbelow,answerthequestionslistednext.

TheDocumentTypeDefinitionmyfriend.dtd:

ELEMENTmyfriends（person*）>

ELEMENTperson（id,name?

cell-phone*,children?

）>

ELEMENTchildren（child*）>

ELEMENTchild（name,toys*）>

ELEMENTname（#PCDATA）>

ELEMENTtoys（#PCDATA）>

ELEMENTid（#PCDATA）>...]

ELEMENTemployees（emp*）>

ELEMENTemp（id,work-phone,（contact|address）>

ELEMENTaddress（city,zip,street）>

ELEMENTid（#PCDATA）>]

ELEMENTcontact（#PCDATA）>...]

TheXMLDocumentfriends.xml:

1

``jack''

2222

2

3333

c1

c2t1

c2...

TheXMLDocumentemployees.xml:

1

9999

``me''

2

8888

TheXQUERYexpression:

FOR$outerin（friends.xml）//person,

LET$child:

=$outer/children

WHERE（$outer/cellphone>2000）

RETURN

$outer/id

FOR$innerIN（employees.xml）/employees/emp[id=$outer/id]

RETURN

{

$outer/cellphone

$child/child

$inner/workphone

$inner/address/city

}

1）ListtheXMLoutputthattheXQUERYexpressionwouldgeneratewhenappliedtothegivenXMLinputdocuments.

2）DesignarelationalschematostorethetwogivenXMLdatafiles.

3）Designanobject-relationalschematostorethetwogivenXMLdatafiles.

4）ListtheSQLquerythatyouwouldgeneratetoexecutethegivenXQUERYexpressiononyourrelationaldatabase.StatewhatfinalcomputationswouldremaintobedonebytheXQUERYprocessorbeyondexecutingyourSQLstatement,ifany.

解:

1）

1

2222

9999

2

3333

c1

c2t1

c2

8888

c

2）person（pid,cellphone,name）

child（cid,parentid,name）

toy（tid,cid,toy_name）

emp（pid,workphone,contact,city,zip,street）

3）person（pid,name,cellphoneSetMultiSet（cellphones）,ChildSetMultiSet（children））

cellphones（cellphone）

children（name,toySetMultiSet（toys））

toys（toyname）

emp（pid,workphone,contact,city,zip,street）

4）selectperson.cellphone,

array（selectchild.namechild.toyformchild

wherechild.parentid=person.pid）aschild_array,

emp.workphone,emp.city

fromperson,child,emp

whereperson.pid=emp.pidANDperson.cellphone>2000

第五题:

Supposeyouhavetorepresenttheinformationaboutparts.Eachparthasaname（unique）,andatextualdescription.Partsmaybesimpleorcomplex.Asimpleparthasacolorbutnochildrensubparts.Acomplexparthasanumberofchildrensubparts（whichcanbesimpleorcomplex）,eachofwhichmayberepeated.（E.g.,acarhas4wheels.）Youcanassumethateachpartcanbeachildsubpartofatmostoneotherpart（soeachpart,togetherwithitssubparts,canbeviewedasatree）.Donotassumeanyfixednumberoflevelsofpartcomposition.

1）DefinetheschemaofXMLdocumentscontainingpartinformationusingDTDs.

2）GiveanexampleofadocumentinstancewhichisvalidundertheDTDs.

3）WritethefollowingqueriesinXQuery:

（a）findthenamesofalltheyellowparts.

（b）findallthepartsthathaveatleast5distinctchildrensubparts.

（c）findallthepartscontainingadescendantsubpartnamed“spoke"andnotcontainingadescendantsubpartnamed“tire".

Answer:

ANSWER:

1）

DOCTYPEParts[

ELEMENTParts（part）+>

ELEMENTPart（description,subpartinfo*|color））>

ATTLISTPartnameID#REQUIRED>

ELEMENTsubpartinfo（part）>

ATTLISTsubpartinfonameID#REQUIRED>

ELEMENTcolor（#PCDATA）>

ELEMENTdescription（#PCDATA）>

]>

2）

part1

blue

part2

part3

yellow

3）（a）for$pin/parts/part

where$p/color=”yellow”

return$p/@name

（b）for$pin/parts/part

wherecount（distinct（$p/subpartinfo））>=5

return$p/@name

（c）for$pin/parts/part

where（$p/@name=”sopke”）and（not（$p/@name=”tire”））

return$p/@name

第六题:

ConsidertheseXMLelementsforthe'prefix'and'infix'applicationofabinaryfunction,hereadd,toitstwovariablearguments,herexandy:

add

x

y

x

add

y

CompletethefollowingXSLTtemplate-byjustfillinginthesevenversionsof"___"

-forthe（XML-to-XML）transformationof'prefix'applicationsinto'infix'

applications:

templatematch="prefix">

<_infix___>

<_larg_>

value-ofselect="arg1"/>

__

value-ofselect=”fun”>__

__

value-ofselect=”arg2”>____

template>

Couldthistransformationbe'inverted'-mapping'infix'applicationsto'prefix'

applications-withoutinformationloss（writeinonly"yes"or"no"here）?

Answer:

No!

!

!

!

!

第七题:

ConsidertherelationPARTS,whichhasPart#ashashkeyandwhichincludesrecordswiththefollowingPart#values:

2369,3760,5046,4871,5659,2222,1821,1074,7115,1620,2428,3943,4750,3157,6975,4981,9208.Thehashfunctionuses8buckets,numbered0to7.Eachbucketisonediskblockandholdstworecords.

1）Loadtheserecordsintothefileinthegivenorderusingthehashfunctionh（K）=Kmod8.CalculatetheaveragenumberofblockaccessesforarandomretrievalonPart#.

2）Nowloadtherecordsintoexpandablehashfilesbasedonlinearhashing.Startwithasinglediskblock,usingthehashfunctionh0=Kmod2º,andshowhowthefilegrowsandhowthehashfunctionschangeastherecordsareinserted.Assumethatblocksaresplitwheneveranoverflowoccurs,andshowthevalueofnateachstage.

解:

1）

平均查找代价：

（8＋6＊2＋3＋3＋3）/17＝1.71

2）如下页图

第八题:

设关系r1（A，B，C），r2（C，D，E）有如下特性：

r1有200000个元组，r2有45000个元组，一块中可容纳25个r1元组或30个r2元组。

试估算以下每一种策略计算r1|><|r2所需存取的块数：

1）嵌套循环连接

2）块嵌套循环连接

3）归并连接

4）散列连接

解：

r1需要8000个块，r2需要1500个块。

假设有一个存储器有M页。

如果M>8000，那么使用平坦嵌套循环，通过1500＋8000次磁盘存取就可以很容易的完成连接操作。

因此我们只考虑M<=8000的情况。

A．嵌套循环连接：

使用r1作为外关系，我们需要进行200000×1500＋8000＝300，008，000次磁盘存取。

如果r2是外关系，那么我们需要45000×8000＋1500＝360001500次磁盘存取。

B．块嵌套循环连接：

如果r1是外关系，我们需要

×1500＋8000次磁盘存取，如果r2是外关系，我们需要

×8000＋1500次磁盘存取。

C.归并连接

假设r1和r2最初没有按连接关键字进行排序，那么总的排序加上输出的耗费为Bs＝1500（2

＋1）＋8000（2

＋1）次磁盘存取。

假设具有相同连接属性值的所有员组装入内存中，那么总的耗费是Bs＋1500＋8000次磁盘存取。

d.散列连接

我们假设不发生溢出。

因为r2比较小，所以我们用r2作为创建关系，用r1作为探针关系。

如果M>1500，那么就不需要进行递归分割，于是耗费为3（1500＋8000）＝28500次磁盘存取，否则耗费为2（1500＋8000）

＋1500＋8000次磁盘存取。

第九题:

Considerahash-joinoftworelationsRandShaving