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

1、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

2、功能主要包括以下 5 個方面。(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

3、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，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。三級模式結(jié)構(gòu)之間差別往往很大，為了實現(xiàn)這3 個抽象級別的聯(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)庫中有四個實體集。一是“倉庫”實體集，屬性有倉庫號、倉庫面積等；二是“零件”實體集，屬性有零件號、零件名、規(guī)格、單價等；三是“供應(yīng)商”實體集，屬性有供應(yīng)商號、供應(yīng)商名、 地址等；四是“保管員”實體集

4、，屬性有職工號、姓名等。設(shè)倉庫與零件之間有“存放”聯(lián)系，每個倉庫可存放多種零件，每種零件可存放于若干倉庫中，每個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，一個供應(yīng)商可供應(yīng)多種零件，每種零件也可由多個供應(yīng)商提供，每個供應(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，一個倉庫可以有多名保管員，但一名保管員只能在一個倉庫工作。(1) 試為該工廠的數(shù)據(jù)庫設(shè)計一個ER模型，要求標(biāo)注聯(lián)系類型，可省略實體屬性。(2) 根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，將1NER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，要求標(biāo)明每個關(guān)系模式的主鍵和外鍵。答：（1） E-R模型零件號零件名規(guī)格供應(yīng)商號單價（ 2）關(guān)系模式：倉庫MN零

5、件 MN 供應(yīng)商地址保管員M1工作存放供應(yīng)倉庫（倉庫號，倉庫面積）零件（零件號，零件名，職工號姓名倉庫號倉庫面積庫存量供應(yīng)量供應(yīng)商名規(guī)格，單價）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）號，供應(yīng)量）供應(yīng)（供應(yīng)商號，零件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。（ 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（可省略實體的屬性

6、）。（ 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)注每個關(guān)系模型的主鍵和外鍵（如果存在） 。答：（ 1） ER模型訂單號日期付款方式書號客戶號（ 2）關(guān)系模式：客戶1M訂單 MN 圖書書名姓名擁有訂購出版社地址聯(lián)系電話總金額數(shù)量單價客戶（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）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：實體完整性、參照完整性和用戶自定義的完整性約束。實體

7、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 中每個元組在 F 上的值必須為：或者取空值（ F 的每個屬性值均為空值）；或者等于 S 中某個元組的主碼值。用戶定義的完整性規(guī)則由用戶根據(jù)實際情況對數(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#,

8、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)?A 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

9、=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關(guān)系數(shù)據(jù)庫。規(guī)定：一個系有若干專業(yè)、每個專業(yè)每年只招一個班，每個班有若干學(xué)生，一個系的學(xué)生住在同一個宿舍區(qū)。每個學(xué)生可參加若干研究會，每個研究會有若干學(xué)生。學(xué)生參加某研究會，有一個入會年份。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

10、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)動員編號，姓名，性別，班級，班主任，項目號，項目名，成

11、績 ) 如果規(guī)定：每名運(yùn)動員只能代表一個班級參加比賽，每個班級只能有一個班主任；每名運(yùn)動員可參加多個項目，每個比賽項目也可由多名運(yùn)動員參加；每個項目只能有一個項目名；每名運(yùn)動員參加一個項目只能有一個成績。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)動員編號，項目號 。（ 2） R 最高屬于第一范式。因為存在著姓名,性別,班級和項目名對主關(guān)鍵字 運(yùn)動員編號，項目號 的部分函數(shù)依賴，沒有達(dá)到2NF。（ 3）首先分解為2NF： R1（運(yùn)動員編號

12、, 姓名, 性別,班級 ,班主任），R2（項目號, 項目名），R3（運(yùn)動員編號, 項目號, 成績）因為R1存在班主任對運(yùn)動員編號的傳遞函數(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：每個職工每天只有一個營業(yè)額，每個職工只在一個部門工作，每個部門只有一個經(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

13、號，日期）。（ 2） R 最高屬于第一范式。因為存在著部門名對主關(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）因為 R1 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)計過程。答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計可分為以下六個階段：需求分析階段、 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段、數(shù)據(jù)庫實施階段以及數(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)計的方法和設(shè)計步驟。答：方法： (

14、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)計時，可以分為兩步。進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計局部E-R 模型，即設(shè)計用戶視圖；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。課程名學(xué)分學(xué)號姓名課程M選修N學(xué)生N屬于1班級課程號成績性別年齡班級名班主任圖1 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人借，借書和還書時，要登記相應(yīng)的借書日期和還書日期；一個出版社可以出版多種書籍，同一本書僅為一個出版社所出版，出版社名具有唯一性。根據(jù)以上