數(shù)據(jù)庫課后習題解答

1、第3部分 習題及其解答第一章的兩道題年齡性別單位姓名程序員職稱編號M結(jié)束時間開始時間設(shè)計N價格程序名稱程序?qū)＠柊鏅?quán)聯(lián)系電話廠址工廠名稱工廠月薪1M雇用期N姓名性別職稱工人編號N雇用工人單價產(chǎn)品名月產(chǎn)量生產(chǎn)產(chǎn)品號產(chǎn)品規(guī)格3-2 習題22.6 分別把習題1.10、習題1.11的ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?！緟⒖即鸢浮?習題1.10的ER圖可轉(zhuǎn)換成如下的關(guān)系模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 程序員(編號，姓名，性別，年齡，單位，職稱)，其中編號是關(guān)鍵字； 程序(程序名稱，版權(quán)，專利號，價格)，其中程序名稱是關(guān)鍵字； 設(shè)計(編號，程序名稱，開始時間，結(jié)束時間)，其中(編號，程序名稱)是關(guān)鍵字。2習題1.11的ER圖

2、可轉(zhuǎn)換成如下的關(guān)系模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 工廠(工廠名稱，廠址，聯(lián)系電話)，其中工廠名稱是關(guān)鍵字； 產(chǎn)品(產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，規(guī)格，單價)，其中產(chǎn)品號是關(guān)鍵字； 工人(工人編號，姓名，性別，職稱，工廠名稱，雇用期，月薪)，其中工人編號是關(guān)鍵字，工廠名稱是外關(guān)鍵字，雇用期和月薪是聯(lián)系屬性； 生產(chǎn)(工廠名稱，產(chǎn)品號，月產(chǎn)量)，其中(工廠名稱，產(chǎn)品號)是關(guān)鍵字,生產(chǎn)關(guān)系是表示聯(lián)系的。2.8 判斷下列情況，分別指出它們具體遵循那一類完整性約束規(guī)則？1用戶寫一條語句明確指定月份數(shù)據(jù)在112之間有效。2關(guān)系數(shù)據(jù)庫中不允許主鍵值為空的元組存在。3從A關(guān)系的外鍵出發(fā)去找B關(guān)系中的記錄，必須能找到。【解答】1用戶用語句指定

3、月份數(shù)據(jù)在112之間有效，遵循用戶定義的完整性約束規(guī)則。2關(guān)系數(shù)據(jù)庫中不允許主鍵值為空的元組存在，遵循實體完整性約束規(guī)則；3從A關(guān)系的外鍵出發(fā)去找B關(guān)系的記錄,必須能找到，遵循引用完整性約束規(guī)則。 2.9 判斷下列情況，分別指出他們是用DML還是用DDL來完成下列操作？1創(chuàng)建“學生”表結(jié)構(gòu)。2對“學生”表中的學號屬性，其數(shù)據(jù)類型由“整型”修改為“字符型”。3把“學生”表中學號“021”修改為“025”。【解答】1創(chuàng)建“學生”表結(jié)構(gòu)，即定義一個關(guān)系模式，用DDL完成。2修改“學生”表中學號屬性的數(shù)據(jù)類型,即修改關(guān)系模式的定義，用DDL完成。3修改“學生”表中學號屬性的數(shù)據(jù)值,即對表中的數(shù)據(jù)進行操

4、作，用DML完成。2.12 給出兩個學生選修課程關(guān)系A(chǔ)和B，屬性為姓名、課程名、成績。分別寫出后列各關(guān)系代數(shù)運算的結(jié)果關(guān)系。關(guān)系B姓名課程名成績黃邊晴C+語言86李紅數(shù)學89葉晴數(shù)學73關(guān)系A(chǔ)姓名課程名成績李紅數(shù)學89羅杰明英語78陳小東數(shù)據(jù)庫901A和B的并、交、差、乘積、自然聯(lián)接。2s成績> '80' (A)； s2= '數(shù)學'3<'90' (B)； p1,3(A)； p課程名(B)。3p1,3(s2='數(shù)學'(B)；p姓名(s成績>'75'(AB)；p姓名(s課程名='數(shù)學'

5、課程名='英語' (A-B)。4； 。5AB； AB； AB ?！窘獯稹?結(jié)果關(guān)系見表3.2(a)表3.2(e)。表3.2(a) AB結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學89羅杰明英語78陳小東數(shù)據(jù)庫90黃邊晴C+語言86葉晴數(shù)學73表3.2(c) AB結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績羅杰明英語78陳小東數(shù)據(jù)庫90表3.2(b) AB結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學89表3.2(d) A×B結(jié)果關(guān)系A(chǔ).姓名A.課程名A.成績B.姓名B.課程名B.成績李紅數(shù)學89黃邊晴C+語言86李紅數(shù)學89李紅數(shù)學89李紅數(shù)學89葉晴數(shù)學73羅杰明英語78黃邊晴C+語言86羅杰明英語78李紅數(shù)學89羅

6、杰明英語78葉晴數(shù)學73陳小東數(shù)據(jù)庫90黃邊晴C+語言86陳小東數(shù)據(jù)庫90李紅數(shù)學89陳小東數(shù)據(jù)庫90葉晴數(shù)學73表3.2(e) AB結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學892結(jié)果關(guān)系見表3.2(f)表3.2(i)。表3.2(f) s成績>' 80'(A) 結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學89陳小東數(shù)據(jù)庫90表3.2(g) s2='數(shù)學'3<'90' (B) 結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學89葉晴數(shù)學73表3.2(i) p課程名(B) 結(jié)果關(guān)系課程名C+語言數(shù)學表3.2(h) p1,3(A) 結(jié)果關(guān)系姓名成績李紅89羅杰明78陳小東903結(jié)果

7、關(guān)系見表3.2(j)表3.2(l)。表3.2(k) p姓名(s成績>'75'(AB) 結(jié)果關(guān)系姓名李紅表3.2(j) p1,3(s2='數(shù)學'(B) 結(jié)果關(guān)系姓名成績李紅89葉晴73表3.2(l) p姓名(s課程名='數(shù)學'課程名='英語'(A-B) 結(jié)果關(guān)系姓名羅杰明4結(jié)果關(guān)系見表3.2(m)表3.2(n)。表3.2(m) 結(jié)果關(guān)系A(chǔ).姓名A.課程名A.成績B.姓名B.課程名B.成績李紅數(shù)學89李紅數(shù)學89表3.2(n) 結(jié)果關(guān)系A(chǔ).姓名A.課程名A.成績B.姓名B.課程名B.成績李紅數(shù)學89葉晴數(shù)學735結(jié)果關(guān)系見表3.

8、2(o)表3.2(q)。表3.2(p) AB 結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學89羅杰明英語78陳小東數(shù)據(jù)庫90表3.2(o) AB 結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學89羅杰明英語78陳小東數(shù)據(jù)庫90黃邊晴C+語言86葉晴數(shù)學73表3.2(q) AB 結(jié)果關(guān)系姓名課程名成績李紅數(shù)學89黃邊晴C+語言86葉晴數(shù)學732.15假設(shè)教學數(shù)據(jù)庫中已建立三個關(guān)系：學生關(guān)系 student(sno,sname,sex,birth,height,class,address) 課程關(guān)系 course(cno,cname,credit) 選修關(guān)系 elective(sno,cno,grade) 用關(guān)系代數(shù)表達式表達

9、下列查詢：1檢索學習課程號為C06的學生學號與成績。2檢索學習課程號為C06的學生學號與姓名。3檢索學習課程名為ENGLISH的學生學號與姓名。4檢索選修課程號為C02或C06的學生學號。5檢索至少選修課程號為C02和C06的學生學號。6檢索沒有選修C06課程的學生姓名及其所在班級。7檢索學習全部課程的學生姓名。8檢索學習課程中包含了S08學生所學課程的學生學號?！窘獯稹?檢索學習課程號為C06的學生學號與成績。psno, grade (scno='C06' (elective) 或 p1,3 (s2='C06' (elective)2檢索學習課程號為C06的學

10、生學號與姓名。psno, sname (scno='C06' (studentelective)3檢索學習課程名為ENGLISH的學生學號與姓名。psno, sname (scname='ENGLISH' (studentelectivecourse)4檢索選修課程號為C02或C06的學生學號。psno (scno='C02'cno='C06' (elective)5檢索至少選修課程號為C02和C06的學生學號。psno (s1=42='C02'5='C06' (elective´elec

11、tive)6檢索沒有選修C06課程的學生姓名及其所在班級。psname, class (student) - psname, class (scno='C06' (studentelective)7檢索學習全部課程的學生姓名。psname (student(psno, cno (elective) ¸ pcno (course)8檢索學習課程中包含了S08學生所學課程的學生學號。psno, cno (elective) ¸ (pcno (ssno='S08' (elective)2.25 已知關(guān)系模式R(A,B,C,D,E)和函數(shù)依賴集 F=

12、ABC, BD, CE, ECB, ACB， DBE，試問ACBE能否從F導(dǎo)出？【解答】 方法一：運用推理規(guī)則推導(dǎo)。 對已知的ACB和BD，根據(jù)Å3傳遞律，ACD成立； 對已證的ACD和已知的DBE，根據(jù)Å3傳遞律，ACBE成立；即ACBE能從F中導(dǎo)出。 方法二：按算法2.1(求屬性集合X關(guān)于函數(shù)依賴集F的閉包X+)，求(AC)+。(1) 置初始值 A=，A*=AC；(2) 因AA*，置A=AC；(3) 第一次掃描F，找到CE和ACB，其左部ÍAC，故置A*=ACEB。搜索完，轉(zhuǎn)(4)；(4) 因AA*，置A=ACEB；(5) 第二次掃描F，找到ABC,BD和EC

13、B,其左部ÍACEB，故置A*=ACEBD。搜索完,轉(zhuǎn)(6)；(6) 因AA*，置A=ACEBD；(7) 第三次掃描F，找到DBE，其左部ÍACEBD，故置A*=ACEBD。搜索完，轉(zhuǎn)(8)；(8) 因A=A*，轉(zhuǎn)(9)；(9) 輸出A*，即(AC)+=ACEBD。因為BEÍ(AC)+ ，所以ACBE能夠從F中導(dǎo)出。方法三：運行算法2.1的VB程序，輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)后，得出(AC)+=ACEBD，如圖3.5所示。因為BEÍ(AC)+ ，所以ACBE能夠從F中導(dǎo)出。圖3.5 運行算法2.1的VB程序，求(AC)+。2求屬性集BG關(guān)于F的閉包(BG)+，其算法步

14、驟如下：(1) 置初始值 A=，A*=BG；(2) 因AA*，置A=BG；(3) 第一次掃描F，找到BCE，其左部ÍBG，故置A*=BGCE。搜索完,轉(zhuǎn)(4)；(4) 因AA*，置A=BGCE；(5) 第二次掃描F，找到GCA，其左部ÍBGCE，故置A*=BGCEA。搜索完,轉(zhuǎn)(6)；(6) 因AA*，置A=BGCEA；(7) 第三次掃描F，找到ACPE,AP,GAB和AEGB，其左部ÍBGCEA，故置A*=BGCEAP。搜索完，轉(zhuǎn)(8)；(8) 因AA*，置A=BGCEAP；(9) 第四次掃描F，找到PGA,PABG和ABCPH，其左部ÍBGCEAP，

15、故置A*=BGCEAPH。搜索完，轉(zhuǎn)(10)；(10) 因AA*，置A=BGCEAPH；(11) 第五次掃描F，找不到其左部ÍBGCEAPH的函數(shù)依賴，轉(zhuǎn)(12)；(12) 因A=A*，轉(zhuǎn)(13)；(13) 輸出A*，即(BG)+=BGCEAPH。 運行算法2.1的VB程序，輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)后,可驗證(BG)+=BGCEAPH,如圖3.7所示。圖3.7 運行算法2.1的VB程序，求(BG)+。2.29 已知關(guān)系模式R(A,B,C,D,E)和函數(shù)依賴集F=AD,ED,DB,BCD,DCA，問分解=R1(A,B),R2(A,E),R3(E,C),R4(D,B,C),R5(A,C)是否為R的無

16、損聯(lián)接分解?！窘獯稹?根據(jù)“測試一個分解是否為無損連接分解”的算法，首先建立習題2.29的初始R表，如表3.6(1)所示。表3.6(1) 習題2.29的初始R表ABCDEABAEECDBCACa1a1b31b41a1a2b22b32a2b52b13b23a3a3a3b14b24b34a4b54b15a5a5b45b552反復(fù)檢查F的每一個函數(shù)依賴，修改R表中的元素,一直到表格不能修改為止。 對AD，第1,2,5行的A同為a1，把這三行的D均改為b14； 對ED，第2,3行的E同為a5，把這兩行的D均改為b14； 對DB，第1,2,3,5行的D同為b14，把這四行的B均改為a2； 對BCD，第3

17、,4,5行的BC同為(a2,a3)，把這三行的D均改為a4； 對DCA，第3,4,5行的DC同為(a4,a3)，把這三行的A均改為a1； 重復(fù)掃描F，對AD，五行的A同為a1，把這五行的D均改為a4； 表格不能再修改了，算法終止，結(jié)果R表如表3.6(2)所示。第3行全為a，即是R的無損聯(lián)接分解。若本題用算法2.2的VB程序解題，結(jié)果見圖3.8。表3.6(2) 習題2.29的結(jié)果R表ABCDEABAEECDBCACa1a1a1a1a1a2a2a2a2a2b13b23a3a3a3a4a4a4a4a4b15a5a5b45b55圖3.8 習題2.29用算法2.2的VB程序解題2.30 試分析下列分解是

18、否具有無損聯(lián)接和保持函數(shù)依賴的特點。1設(shè)R1(ABC),F1=AB,1=AB,AC。2設(shè)R2(ABC),F2=AC,BC,2=AB,AC。3設(shè)R3(ABC),F3=AB,3=AB,BC。4設(shè)R4(ABC),F4=AB,BC,4=AC,BC。5設(shè)R5(ABC),F5=ABC,CA,5=AC,BC。【解答】1因為ABAC=A，AB-AC=B，AB成立，所以分解1具有無損連接性。運行算法2.2的VB程序如圖3.9(a)所示，驗證結(jié)果正確。因為 pAB(F1)pAC(F1) = AB = F1 ；所以分解1是保持函數(shù)依賴集F1的。圖3.9(a) 分解1具有無損連接性2因為ABAC=A，AC-AB=C，

19、AC成立，所以分解2具有無損連接性。運行算法2.2的VB程序如圖3.9(b)所示，驗證結(jié)果正確。因為 pAB(F2)pAC(F2) = AC F2 ；所以分解2不具有保持函數(shù)依賴特性。圖3.9(b) 分解2具有無損連接性 3因為(ABBC)(AB-BC)，而且(ABBC)(BC-AB)，所以分解3不具有無損連接特性。運行算法2.2的VB程序如圖3.9(c)所示，驗證結(jié)果正確。因為 pAB(F3)pBC(F3) = AB = F3 ；所以分解3是保持函數(shù)依賴集F3的。圖3.9(c) 分解3不具有無損連接特性4因為(ACBC)(AC-BC)，而且(ACBC)(BC-AC)，所以分解4不具有無損連接

20、特性。運行算法2.2的VB程序如圖3.9(d)所示，驗證結(jié)果正確。因為 pAC(F4)pBC(F4) = BC F4 ；所以分解4不具有保持函數(shù)依賴特性。圖3.9(d) 分解4不具有無損連接特性5因為ACBC=C，AC-BC=A，CA成立，所以分解5具有無損連接性。運行算法2.2的VB程序如圖3.9(e)所示，驗證結(jié)果正確。因為 pAC(F5)pBC(F5) = CA F5 ；所以分解5不具有保持函數(shù)依賴特性。圖3.9(e) 分解5具有無損連接性2.32 已知關(guān)系模式R(A,B,C,D)和函數(shù)依賴集F=AB,BC,AD,DC,=AB,AC,AD是R的一個分解。1求出F在的每個模式上的投影。2相

21、對于F是無損連接分解嗎？3保持依賴嗎？【解答】1p(AB)(F)=AB；p(AC)(F)=AC；p(AD)(F)=AD；2相對于F是無損連接分解，見圖3.11。圖3.11 分解=AB,AC,AD相對于F是無損連接分解3因為 p(AB)(F)p(AC)(F)p(AD)(F)=AB,AC,AD，與F比較，丟失了BC和DC，所以分解不保持依賴。2.33 已知關(guān)系模式R(A,B,C,D)和函數(shù)依賴集F=AC,DC,BDA,=AB,ACD,BCD是R的一個分解。試證明相對于F不是無損聯(lián)接分解?！窘獯稹?相對于F不是無損連接分解，見圖3.12。圖3.12 分解=AB,ACD,BCD相對于F不是無損連接分解

22、2.34 已知關(guān)系模式R(A,B,C,D)和函數(shù)依賴集F=AB,BC,DB,1把R分解成ACD,BD，試求F在這兩個模式上的投影。2R1(ACD)和R2(BD)是BCNF嗎？如果不是，請作進一步分解?！窘獯稹?1p(ACD)(F)=AC,DC； p(BD)(F)=DB。分解ACD,BD丟失了函數(shù)依賴集F中的AB和BC，所以該分解不具有保持函數(shù)依賴特性。2. 對R1(ACD)和R2(BD)做如下分析。 在R1(ACD)中，有AC,DC,(AD)+=ACD；(AD)是鍵，C是非主屬性。R1為1NF，但R1中的非主屬性C部分依賴于候選鍵，所以R1不是2NF，也不是3NF和BCNF?？砂裄1為進一步分

23、解為AC,AD或DC,AD，見圖3.13(a)和3.13(b)。圖3.13(a) 把R1為分解為AC,AD,是無損連接分解在分解AC,AD中，AC有AC，A是鍵，C是非主屬性，AC為BCNF；AD的鍵是(AD)，AD也為BCNF。分解AC,AD是無損連接分解，但丟失了函數(shù)依賴DC。圖3.13(b) 把R1為分解為DC,AD,也是無損連接分解在分解DC,AD中，DC有DC，D是鍵，C是非主屬性，DC為BCNF；AD的鍵是(AD)，AD也為BCNF。分解DC,AD是無損連接分解，但丟失了函數(shù)依賴AC。 在R2(BD)中，有DB,D+=DB；D為鍵且B不在D中，所以R2是BCNF。2.35 已知關(guān)系

24、模式R(A,B,C,D)和函數(shù)依賴集F1=AB,BC；F2=BC,CD。R的一個分解=AB,BC,CD。1若F1是R上的函數(shù)依賴集，相對于F1是無損連接分解嗎？2若F2是R上的函數(shù)依賴集，相對于F2是無損連接分解嗎？在分析過程中，如果認為不是無損連接分解，試舉出反例說明。【解答】 1如圖3.14(a)所示，相對于F1不是無損連接分解。圖3.14(a) 相對于F1不是無損連接分解 假設(shè)關(guān)系模式R的一個實例r如表3.7(a)所示。r的分解見表3.7(b),(c),(d)。ABBCCD的結(jié)果關(guān)系見表3.7(e)。顯然易見,相對于F1不是無損連接分解。表3.7 不是無損連接分解的實例說明(e) 連接后

25、的關(guān)系A(chǔ)BCD1155226633334747(d) CDCD3347(c) BCBC2633(b) ABAB1526(a) 關(guān)系實例rABCD15263347 2如圖3.14(b)所示，相對于F2是無損連接分解。圖3.14(b) 相對于F2是無損連接分解2.36 有關(guān)系模式R(學號Sno,課程號Cno,成績Grade,任課教師Tname,教師電話Ttel)，假設(shè)：每個學生選修一門課只取得一個成績；每門課只有一個教師任教；不存在教師同名的情況；每個教師只有一個家庭電話。1寫出關(guān)系模式R的函數(shù)依賴集和候選關(guān)鍵字。2把R分解成2NF模式集并說明理由。3把R分解成3NF模式集并說明理由。4把R分解成BCNF模式集并說明理由?！窘獯稹?關(guān)系模式R中主要的函數(shù)依賴有：(Sno,Cno)Grade 每個學生選修一門課后，對應(yīng)取得一個成績；CnoTname 每門課只有一個教師任教；TnameTtel 每個教師只有一個家庭電話；(Sno,Cno)(Sno,Cno,Grade,Tname,Ttel) 鍵(Sno,Cno)惟一決定表中的一行。在R中，Sno,C