数据库系统原理习题答案.docx

1、数据库系统原理习题答案习题答案第一章一、选择题1.A2.C3.C4.B5.C6.A7.B8.D9.A 10.C 11.D 12.C 13.C 14.A 15.B 16.C17.D 18.A 19.A 20.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(DBMS10.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

2、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.DDL36.DML37.数据库硬件软件数据库用户38.DBMS DBA39.数据库40.DBA 专业用户应用程序员最终用户41.DBA42.应用程序的人员43.最终用户44.数据

3、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(Data Model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

4、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

5、,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

6、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

7、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

8、;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.D2.C3.D4.A5.C6.B7.C8.A9.A 10.B 11.C 12.D 13.D 14.B 15.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5.1216.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

9、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。两个关系R与S的交运算等价于:RS=R-(R-S 或 RS=S-(S-R两个关系R与S的F(条件连接运算等价于:RS=F(RSF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,A n,从RS中挑选出R.A1=S.A1,R.A K=S.A K的元组,再去掉S.A l,S.A K,即可写出等价的表达式如下: RS=il.im(R.A1=S.A1,R.AK=S.AK(RS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rs0。为了便于讨

10、论和理解,假定S的属性为R中的后s个属性,并假定Z=,其中,X=A1,A r-s,Y=A r-s+1,A r,那么RS是一个(r-s的元组的集合。那么,RS等价的表达式如下:RS=x(R-x(x(RS-R分析l:结果集应包含在x(R去掉S关系中的属性列的元组的集合。分析2:RS应当满足元组在X=A1,A r-s上的分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。(x(RS-R为计算x(RS不在R中的元组。其中,Yx为X在R中的象集,x=t rX。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

11、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RS中选取满足条件的元组作为新关系的元组。当连接运算符“”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

12、模式如下:S(Sno,Sname,SD,Sage Key(SnoSC(Sno,Cno,Grade Key(Sno,CnoSC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.(1pid(cid=c006(ORDERSPRODUCT(2cname(p id=P01(CUSTOMESORDERS(3cname(ORDERS(pid(price=0.5(PRODUCTCUSTOMES(4cid(a id=a03(ORDERS(5pid(cid(city=长春(CUSTOMESORDERS(aid

13、(city=北(AGENTS京第三章一、选择题1.A2.B 3,C 4.B5.C 6.D 7.C8.A9.C10.B11.C12.C 13.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.WHERE GROUP BY HAVING5.ORDER BY ASC DESC6.DESTINCT7.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.GRANT REVORK12.EXECSQL ;或END EXEC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

14、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

15、,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

16、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

17、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.CREATE TABLE 公司(公司号varchar(10,公司名varchar(30,地址varchar(40 ,primary key(公司号CREATE TABLE 员工(员工号varchar(10,员工名varchar(20,公司号varchar(10 ,primary key(员工号 ,foregn key(公司号 references 公司(公司号CREATE TABLE 工程(工程号varchar(10,工程名varchar(30,预算int , primary key(工程号CREATE TA

18、BLE 工作(员工号varchar(10,工程号varchar(10,职务varchar(10,primary key(员工号,工程号 ,foregn key(员工号 references 员工(员工号,foregn key(工程号 references 工程(工程号2.(1CREATE VIEW V_MANAGER(员工号,工程号ASSELECT 员工号,工程号FROM 工作WHERE 职务=经理(2CREATE VIEW V_P2(编号,姓名,职务ASSELECT 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(3 CR

19、EATE VIEW V_Empno(员工号ASSELECT 员工号FROM 工作WHERE 工程号=P23.(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(2 SELECT 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.(1SELECT PRODUCT.pid, pname,city,quantity,price FROM ORDER,PRODUCT WHERE ORDER.pid=PRODUCT.pid and cid=c006(2SELECT cname FROM CUSTOMERS,ORDE

20、R WHERE ORDER.cid=CUSTOMERS.cid and pid=p01(3SELECT cname FROM CUSTOMERS WHERE cid IN(SELECT cid FROM ORDER WHERE pid IN(SELECT pid FORM PRODUCT WHERE price=0.5(4SELECT cid FROM ORDER WHERE aid=a03(5SELECT pid FROM CUSTOMERS,AGENTS,ORDERWHERE CUSTOMERS.cid=ORDER.cid and ORDER.aid=AGENTS.aid andCUSTO

21、MERS.city=长春 and AGENTS.city=北京或SELECT pid FROM ORDER WHERE cid IN(SELECT cid FROM CUSTOMERS WHERE city=长春 And aid IN(SELECT aid FROM AGENTS WHERE city=北京第五章一、选择题1.C2.D3.C4.C5.B6.D7.B8.D9.C 10.C 11.D 12.A 13.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

22、XY F逻辑蕴涵XY Y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=R1(rR2(rRk(r10.R1R2(R1-R2 R1R(R2-R111.若XY,XZ,则XYZ若XY,WYZ,则WX(Z-WY若XY,XZ,则XYX,XY-Z,XZ-Y12.平凡的函数依赖13.YX或XY=UXY14.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

23、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XY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XY任何属性集W(XYWU上成立。对于多值依赖,若XY在W(WU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。XY在U上成立,则在W(XYWU上成立,反之则不然。(2若函数依赖XY在R(U上成立,则对于任何YU,均有XY成立。对于多值依赖XY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

24、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BCN

25、F 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

26、:(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:U1U2Ul-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

27、题1.解:根据Armstrong 公理系统推导F +为:A ,AB ,AC ,ABC ,B ,C A A ,AB A ,AC A ,ABC A ,B B ,C C ,A B ,AB B ,AC B ,ABC B ,B C ,A C ,AB C ,AC C ,ABC C ,B BC , A AB ,AB AB ,AC AB ,ABC AB .BC , A AC ,AB AC ,AC AC ,ABC AC ,BC B ,A BC ,AB BC ,AC BC ,ABC BC ,BC C ,A ABC ,AB ABC ,AC ABC ,ABC ABC ,BC BC从上可见,一个小的F 集合,常有一个非

28、常的大的闭包F +,在F +中,含有许多平凡的函数依赖,例如:A ,AB ,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 ,SdnameS2(Sn

29、o ,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SnoSD,SDSdname,即非主属性Sdname 传递依赖于Sno,所以可进步分解如下:Sll(Sno,Sname,SDS12(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,SDS12(SD,SdnameS2(Sno,Course,Grade3.解:(1关系模式如下:学生:S(Sno,Sname,S

30、birth,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:SnoSname,SnoSbirth,ClassDept,SnoClass,DeptRno传递依赖如下:由于SnoDept,DeptRno,而DeptSno,所以Sno与Rno之间存在着传递依赖。由于ClassDept,DeptRno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