數(shù)據(jù)庫原理課后習(xí)題答案

1、 第1章 緒論2 使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？答：使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的利用率和一致性，又有利于應(yīng)用程序的開發(fā)和維護。6 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？答：( l ）數(shù)據(jù)庫定義功能； ( 2 ）數(shù)據(jù)存取功能； ( 3 ）數(shù)據(jù)庫運行管理； ( 4 ）數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。8 試述概念模型的作用。答：概念模型實際上是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次。概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交流的語言。12 學(xué)校中有若干系，每個系有若干班級和教研室，

2、每個教研室有若干教員，其中有的教授和副教授每人各帶若干研究生；每個班有若干學(xué)生，每個學(xué)生選修若干課程，每門課可由若干學(xué)生選修。請用 E 一 R 圖畫出此學(xué)校的概念模型。答： 實體間聯(lián)系如下圖所示，聯(lián)系選修有一個屬性：成績。各實體需要有屬性說明，需要畫出各實體的圖（帶屬性）或在下圖中直接添加實體的屬性，比如：學(xué)生的屬性包括學(xué)號、性別、身高、聯(lián)系方式等，此略。13 某工廠生產(chǎn)若干產(chǎn)品，每種產(chǎn)品由不同的零件組成，有的零件可用在不同的產(chǎn)品上。這些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以一樣。這些零件按所屬的不同產(chǎn)品分別放在倉庫中，原材料按照類別放在若干倉庫中。請用 E 一 R 圖畫出此工廠產(chǎn)品、

3、零件、材料、倉庫的概念模型。答：各實體需要有屬性，此略。 聯(lián)系組成、制造、 儲存、存放都有屬性：數(shù)量。20 試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是什么？答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)由外模式、模式和模式組成。 外模式，亦稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）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，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。模式，亦稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(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。模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)。外模式涉與的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)，通常是模式的子集。模式，亦稱存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

4、部的表示，即對數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給 DBMs 管理，使用戶能邏輯抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機中的表示和存儲。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像：外模式模式映像和模式模式映像，這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。22 什么叫數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性？什么叫數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性？為什么數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)與程序的獨立性？答：數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性是指用戶的的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的。數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性是指用戶的的應(yīng)用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是相互

5、獨立的。當模式改變時（例如增加新的關(guān)系、新的屬性、改變屬性的數(shù)據(jù)類型等），由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式模式的映像做相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。當數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變了，由數(shù)據(jù)庫管理員對模式模式映像做相應(yīng)改變，可以使模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式之間提供的兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。 第2章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫4 試述關(guān)系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外部碼屬性

6、的值也可以為空？什么情況下才可以為空？答：實體完整性規(guī)則是指若屬性A是基本關(guān)系R的主屬性，則屬性A不能取空值。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不一定是不同的關(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。即屬性F本身不是主屬性，則可以取空值，否則不能取空值。5設(shè)有一個SPJ數(shù)據(jù)庫，包括S，P，J，SPJ四個關(guān)系模式：1）求供應(yīng)工程J1零件的供應(yīng)商SNO：Sno(Sno=J1（SPJ）)2）求供應(yīng)工程J1零件P1的供應(yīng)商SNO：Sno(Sno=J1Pno=P1(SPJ)3）求供應(yīng)

7、工程J1零件為紅色的供應(yīng)商SNO：Sno(Pno=P1（COLOR=紅 （P）SPJ）)4）求沒有使用供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零件的工程號JNO：Jno(SPJ)- JNO（city=Color=紅（SSPJP）5）求至少用了供應(yīng)商S1所供應(yīng)的全部零件的工程號JNO：Jno，Pno(SPJ)Pno（Sno=S1（SPJ）6試述等值連接與自然連接的區(qū)別和聯(lián)系。答： 連接運算符是“=”的連接運算稱為等值連接。它是從關(guān)系R與S的廣義笛卡爾積中選取A，B屬性值相等的那些元組。自然連接是一種特殊的等值連接，它要求兩個關(guān)系中進行比較的分量必須是一樣的屬性組，并且在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉。第3章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語

8、言SQL4.針對上題中建立的 4 個表試用 SQL 語言完成第二章習(xí)題 5 中的查詢。 ( l ）求供應(yīng)工程 Jl 零件的供應(yīng)商 SNO ;SELECT DIST SNO FROM SPJ WHERE JNO=J1 ( 2 ）求供應(yīng)工程 Jl 零件 Pl 的供應(yīng)商 SNO ; SELECT DIST SNO FROM SPJ WHERE JNO=J1 AND PNO=P1( 3 ）求供應(yīng)工程 Jl 零件為紅色的供應(yīng)商 SNO ; SELECT SNO FROM SPJ,P WHERE JNO=J1 AND SPJ.PNO=P.PNO AND COLOR=紅( 4 ）求沒有使用供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零

9、件的工程號 JNO ;SELECT JNO FROM J WHERE JNO NOT IN (SELECT JNO FROM SPJ,P,S WHERE S.CITY= AND COLOR=紅 AND S.SNO=SPJ.SNO AND P.PNO=SPJ.PNO)?；騍ELECT JNO FROM J WHERE NOT EXISITS (SELECT * FROM SPJ,P,S WHERE S.CITY= AND COLOR=紅 AND S.SNO=SPJ.SNO AND P.PNO=SPJ.PNO AND SPJ.JNO=J.JNO)。( 5 ）求至少用了供應(yīng)商 Sl 所供應(yīng)的全部零件

10、的工程號 JNO ;SELECT JNO FROM SPJ X WHERE NOT EXISITS(SELECT * FROM SPJ Y WHERE SNO=S1 AND NOT EXISITS(SELECT * FROM SPJ Z WHERE Z.JNO=X.JNO AND Z.PNO=Y.PNO)5針對習(xí)題3中的四個表試用SQL語言完成以下各項操作：(1)找出所有供應(yīng)商的和所在城市。 SELECT SNAME,CITY FROM S(2)找出所有零件的名稱、顏色、重量。SELECT PNAME,COLOR,WEIGHT FROM P(3)找出使用供應(yīng)商S1所供應(yīng)零件的工程。SELECT

11、 DIST JNO FROM SPJ WHERE SNO=S1(4)找出工程項目J2使用的各種零件的名稱與其數(shù)量。SELECT PNAME,QTY FROM SPJ,P WHERE P.PNO=SPJ.PNO AND SPJ.JNO=J2(5)找出廠商供應(yīng)的所有零件。SELECT PNO FROM SPJ,S WHERE S.SNO=SPJ.SNO AND CITY=(6) 找出使用產(chǎn)的零件的工程名稱。SELECT JNAME FROM SPJ,S,JWHERE S.SNO=SPJ.SNO AND S.CITY= AND J.JNO=SPJ.JNO(7)找出沒有使用產(chǎn)的零件的工程。類似上題中的

12、第（4） 小題。注意考慮可能某個工程沒有使用任何零件，它的JNO不在SPJ中出現(xiàn)，所以不能從SPJ中查詢該題想要的結(jié)果。SELECT DISTINCT JNO FROM J WHERE JNO NOT IN (SELECT DIST JNO FROM SPJ,S WHERE S.SNO=SPJ.SNO AND S.CITY=)或 SELECT DISTINCT JNO FROM J WHERE NOT EXISITS (SELECT * FROM SPJ,S ,J WHERE S.SNO=SPJ.SNO AND S.CITY= AND SPJ.JNO=.JNO) (8)把全部紅色零件的顏色改成

13、藍色。UPDATE P SET COLOR=藍 WHERE COLOR=紅(9)由S5供給J4的零件P6改為由S3供應(yīng)。 UPDATE SPJ SET SNO=S3 WHERE SNO=S5 AND JNO=J4 AND PNO=P6(10)從供應(yīng)商關(guān)系中刪除供應(yīng)商號是S2的記錄，并從供應(yīng)情況關(guān)系中刪除相應(yīng)的記錄。 A、DELETE FROM SPJ WHERE SNO=S2 B、DELETE FROM S WHERE SNO=S2(11)請將(S2，J6，P4，200)插入供應(yīng)情況關(guān)系。 INSERT INTO SPJ VALUES（S2，J6，P4，200）6 什么是基本表？什么是視圖？兩

14、者的區(qū)別和聯(lián)系是什么？答 基本表是本身獨立存在的表，在 SQL 中一個關(guān)系就對應(yīng)一個表。視圖是從一個或幾個基本表導(dǎo)出的表。視圖本身不獨立存儲在數(shù)據(jù)庫中，是一個虛表。即數(shù)據(jù)庫中只存放視圖的定義而不存放視圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)仍存放在導(dǎo)出視圖的基本表中。視圖在概念上與基本表等同，用戶可以如同基本表那樣使用視圖，可以在視圖上再定義視圖。 7 試述視圖的優(yōu)點。答 ( l ）視圖能夠簡化用戶的操作； ( 2 ）視圖使用戶能以多種角度看待同一數(shù)據(jù)； ( 3 ）視圖對重構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供了一定程度的邏輯獨立性； ( 4 ）視圖能夠?qū)?shù)據(jù)提供安全保護。（5）適當?shù)睦靡晥D可以更清晰的表達查詢。11請為工程項目建立一

15、個供應(yīng)情況的視圖，包括供應(yīng)商代碼(SNO)、零件代碼(PNO)、供應(yīng)數(shù)量(QTY)。CREATE VIEW VSP AS SELECT SNO,PNO,QTY FROM SPJ,J WHERE SPJ.JNO=J.JNO AND J.JNAME=針對該視圖VSP完成下列查詢：(1)找出工程項目使用的各種零件代碼與其數(shù)量。SELECT DIST PNO,QTY FROM VSP(2)找出供應(yīng)商S1的供應(yīng)情況。SELECT DIST * FROM VSP WHERE SNO=S1第4章 數(shù)據(jù)庫安全性1 什么是數(shù)據(jù)庫的安全性？答：數(shù)據(jù)庫的安全性是指保護數(shù)據(jù)庫以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露、更改或

16、破壞。5 試述實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術(shù)。答：實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術(shù)有：( l ）用戶標識和鑒別 ( 2 ）存取控制。( 3 ）視圖機制。( 4 ）審計。( 5 ）數(shù)據(jù)加密。6 什么是數(shù)據(jù)庫中的自主存取控制方法和強制存取控制方法？答：自主存取控制方法：定義各個用戶對不同數(shù)據(jù)對象的存取權(quán)限。當用戶對數(shù)據(jù)庫訪問時首先檢查用戶的存取權(quán)限。防止不合法用戶對數(shù)據(jù)庫的存取。強制存取控制方法：每一個數(shù)據(jù)對象被（強制地）標以一定的密級，每一個用戶也被（強制地）授予某一個級別的許可證。系統(tǒng)規(guī)定只有具有某一許可證級別的用戶才能存取某一個密級的數(shù)據(jù)對象。8用SQL的GRANT 和REVOKE

17、語句(加上視圖機制)完成以下授權(quán)定義或存取控制功能:( a ）用戶王明對兩個表有SELECT 權(quán)力。GRANT SELECT ON 職工,部門TO 王明( b ）用戶勇對兩個表有INSERT 和DELETE 權(quán)力。GRANT INSERT,DELETE ON 職工,部門TO 勇( c ) 每個職工只對自己的記錄有SELECT 權(quán)力。GRANT SELECT ON 職工WHEN USER()=NAMETO ALL;( d ）用戶星對職工表有SELECT 權(quán)力，對工資字段具有更新權(quán)力。GRANT SELECT,UPDATE(工資) ON 職工TO 星 ( e ）用戶新具有修改這兩個表的結(jié)構(gòu)的權(quán)力。

18、GRANT ALTER TABLE ON 職工,部門TO 新; ( f ）用戶周平具有對兩個表所有權(quán)力（讀，插，改，刪數(shù)據(jù)），并具有給其他用戶授權(quán)的權(quán)力。GRANT ALL PRIVILIGES ON 職工,部門TO 周平WITH GRANT OPTION;( g ）用戶蘭具有從每個部門職工中SELECT 最高工資、最低工資、平均工資的權(quán)力，他不能查看每個人的工資。CREATE VIEW 部門工資 ASSELECT 部門.名稱,MAX(工資),MIN(工資),AVG(工資)FROM 職工,部門WHERE 職工.部門號=部門.部門號GROUP BY 職工.部門號GRANT SELECT ON 部

19、門工資TO 蘭;9 把習(xí)題8 中（1）-（7）的每一種情況，撤銷各用戶所授予的權(quán)力(1) REVOKE SELECT ON 職工，部門 FROM 王明；(2) REVOKE INSERT , DELETE ON 職工，部門 FROM 勇；(3) REOVKE SELECT ON 職工WHEN USER ( ) =NAMEFROM ALI ;(4) REVOKE SELECT , UPDATE ON 職工FROM 星；(5) REVOKE ALTER TABLE ON 職工，部門FROM 新；(6) REVOKE ALL PRIVILIGES ON 職工，部門FROM 周平；(7) REVOKE

20、 SELECT ON 部門工資FROM 蘭；DROP VIEW 部門工資；13 什么是數(shù)據(jù)庫的審計功能，為什么要提供審計功能？答： 審計功能是指DBMS 的審計模塊在用戶對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行操作的同時把所有操作自動記錄到系統(tǒng)的審計日志中。因為任何系統(tǒng)的安全保護措施都不是完美無缺的，蓄意盜竊破壞數(shù)據(jù)的人總可能存在。利用數(shù)據(jù)庫的審計功能，DBA 可以根據(jù)審計跟蹤的信息，重現(xiàn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有狀況的一系列事件，找出非法存取數(shù)據(jù)的人、時間和容等。14 統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫中存在何種特殊的安全性問題？答： 統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫允許用戶查詢聚集類型的信息，如合計、平均值、最大值、最小值等，不允許查詢單個記錄信息。但是，人們可以從合法的查

21、詢中推導(dǎo)出不合法的信息，即可能存在隱蔽的信息通道，這是統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫要研究和解決的特殊的安全性問題。第5章 數(shù)據(jù)庫完整性1什么是數(shù)據(jù)庫的完整性？答:數(shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。2 數(shù)據(jù)庫的完整性概念與數(shù)據(jù)庫的安全性概念有什么區(qū)別和聯(lián)系？答:數(shù)據(jù)的完整性和安全性是兩個不同的概念，但是有一定的聯(lián)系。前者是為了防止數(shù)據(jù)庫中存在不符合語義的數(shù)據(jù)，防止錯誤信息的輸入和輸出，即所謂垃圾進垃圾出（ Garba : e In Garba : e out ）所造成的無效操作和錯誤結(jié)果。后者是保護數(shù)據(jù)庫防止惡意的破壞和非法的存取。也就是說，安全性措施的防對象是非法用戶和非法操作，完整性措施的防對象是不合語

22、義的數(shù)據(jù)。3 什么是數(shù)據(jù)庫的完整性約束條件？可分為哪幾類？答完整性約束條件是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的語義約束條件。一般可以分為六類：靜態(tài)列級約束、靜態(tài)元組約束、靜態(tài)關(guān)系約束、動態(tài)列級約束、動態(tài)元組約束、動態(tài)關(guān)系約束。靜態(tài)列級約束是對一個列的取值域的說明，包括以下幾個方面： ( l ）對數(shù)據(jù)類型的約束，包括數(shù)據(jù)的類型、長度、單位、精度等； ( 2 ）對數(shù)據(jù)格式的約束； ( 3 ）對取值圍或取值集合的約束； ( 4 ）對空值的約束； ( 5 ）其他約束。靜態(tài)元組約束就是規(guī)定組成一個元組的各個列之間的約束關(guān)系，靜態(tài)元組約束只局限在單個元組上。靜態(tài)關(guān)系約束是在一個關(guān)系的各個元組之間或者若干關(guān)系之間常

23、常存在各種聯(lián)系或約束。常見的靜態(tài)關(guān)系約束有： ( l ）實體完整性約束； ( 2 ）參照完整性約束； ( 3 ）函數(shù)依賴約束。動態(tài)列級約束是修改列定義或列值時應(yīng)滿足的約束條件，包括下面兩方面： ( l ）修改列定義時的約束； ( 2 ）修改列值時的約束。動態(tài)元組約束是指修改某個元組的值時需要參照其舊值，并且新舊值之間需要滿足某種約束條件。動態(tài)關(guān)系約束是加在關(guān)系變化前后狀態(tài)上的限制條件，例如事務(wù)一致性、原子性等約束條件。4 . DBMS 的完整性控制機制應(yīng)具有哪些功能？答:DBMS 的完整性控制機制應(yīng)具有三個方面的功能： ( l ）定義功能，即提供定義完整性約束條件的機制； ( 2 ）檢查功能，

24、即檢查用戶發(fā)出的操作請否違背了完整性約束條件；( 3 ）違約反應(yīng)：如果發(fā)現(xiàn)用戶的操作請求使數(shù)據(jù)違背了完整性約束條件，則采取一定的動作來保證數(shù)據(jù)的完整性。 5 . RDBMS 在實現(xiàn)參照完整性時需要考慮哪些方面？答 RDBMs 在實現(xiàn)參照完整性時需要考慮以下幾個方面： ( l ）外碼是否可以接受空值。 ( 2 ）冊 l 除被參照關(guān)系的元組時的考慮，這時系統(tǒng)可能采取的作法有三種： l ）級聯(lián)刪除（ CASCADES ) ; 2 ）受限刪除（ RESTRICTED ) ; 3 ）置空值刪除（ NULLIFIES ）。 ( 3 ）在參照關(guān)系中插入元組時的問題，這時系統(tǒng)可能采取的作法有： l ）受限插入

25、； 2 ）遞歸插入。 ( 4 ）修改關(guān)系中主碼的問題。一般是不能用 UPDATE 語句修改關(guān)系主碼的。如果需要修改主碼值，只能先刪除該元組，然后再把具有新主碼值的元組插入到關(guān)系中。如果允許修改主碼，首先要保證主碼的惟一性和非空，否則拒絕修改。然后要區(qū)分是參照關(guān)系還是被參照關(guān)系。6 假設(shè)有下面兩個關(guān)系模式：職工（職工號，年齡，職務(wù)，工資，部門號），其中職工號為主碼；部門（部門號，名稱，經(jīng)理名，），其中部門號為主碼。用 sQL 語言定義這兩個關(guān)系模式，要求在模式中完成以下完整性約束條件的定義：定義每個模式的主碼；定義參照完整性；定義職工年齡不得超過 60 歲。答CREATE TABLE DEPT

26、(Deptno NUMBER(2), Deptname VARCHAR(10), Manager VARCHAR(10), PhoneNumber Char(12) CONSTRAINT PK_SC RIMARY KEY(Deptno);CREATE TABLE EMP (Empno NUMBER(4), Ename VARCHAR(10), Age NUMBER(2), CONSTRAINT C1 CHECK ( Aage=60), Job VARCHAR(9), Sal NUMBER(7,2), Deptno NUMBER(2), CONSTRAINT FK_DEPTNO FOREIGN

27、KEY(Deptno) REFFERENCES DEPT(Deptno);7 關(guān)系系統(tǒng)中，當操作違反實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時，一般是如何分別進行處理的？答:對于違反實體完整性和用戶定義的完整性的操作一般都采用拒絕執(zhí)行的方式進行處理。而對于違反參照完整性的操作，并不都是簡單地拒絕執(zhí)行，有時要根據(jù)應(yīng)用語義執(zhí)行一些附加的操作，以保證數(shù)據(jù)庫的正確性。第6章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論1 理解并給出下列術(shù)語的定義：函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴、完全函數(shù)依賴、傳遞依賴、候選碼、主碼、外碼、全碼（All 一key ）、1 NF 、ZNF 、3NF 、BcNF 、多值依賴、4NF 。定義1：設(shè)R(U)

28、是屬性集U上的關(guān)系模式。X，Y是屬性集U的子集。若對于R(U)的任意一個可能的關(guān)系r，r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴于X，記作XY。（即只要X上的屬性值相等，Y上的值一定相等。）術(shù)語和記號：XY，但Y不是X的子集，則稱XY是非平凡的函數(shù)依賴。若不特別聲明，總是討論非平凡的函數(shù)依賴。XY，但Y是X的子集，則稱XY是平凡的函數(shù)依賴。若XY，則X叫做決定因素(Determinant)。若XY，YX，則記作XY。若Y不函數(shù)依賴于X，則記作X Y。定義2：在R(U)中，如果 XY，并且對于X的任何一個真子集X，都有X Y，則稱Y對X完全函數(shù)依

29、賴 若XY，但Y不完全函數(shù)依賴于X，則稱Y對X部分函數(shù)依賴定義3：若關(guān)系模式R的每一個分量是不可再分的數(shù)據(jù)項，則關(guān)系模式R屬于第一式(1NF)。定義4：若關(guān)系模式R1NF，且每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則關(guān)系模式R2NF 。（即1NF消除了非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴則成為2NF）。定義5:關(guān)系模式R 中若不存在這樣的碼X、屬性組Y與非主屬性Z(Z不是Y的子集)使得XY，Y X，Y Z成立，則稱R3NF。定義6:關(guān)系模式R1NF 。若XY且Y不是X的子集時,X必含有碼，則RBCNF。定義7:關(guān)系模式R1NF，如果對于R的每個非平凡多值依賴XY(Y不是X的子集，Z=U-X-Y不為空)，X都含有

30、碼，則稱R4NF。2建立一個關(guān)于系、學(xué)生、班級、學(xué)會等諸信息的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。學(xué)生：學(xué)號、出生年月、系名、班號、宿舍區(qū)。班級：班號、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。系：系名、系號、系辦公地點、人數(shù)。學(xué)會：學(xué)會名、成立年份、辦公地點、人數(shù)。 語義如下：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)生住在同一宿舍區(qū)。每個學(xué)生可參加若干學(xué)會，每個學(xué)會有若干學(xué)生。學(xué)生參加某學(xué)會有一個入會年份。 請給出關(guān)系模式，寫出每個關(guān)系模式的極小函數(shù)依賴集，指出是否存在傳遞函數(shù)依賴，對于函數(shù)依賴左部是多屬性的情況討論函數(shù)依賴是完全函數(shù)依賴，還是部分函數(shù)依賴。指出各關(guān)系模式的候選碼、外部碼，有沒有全

31、碼存在?解：(1)關(guān)系模式如下： 學(xué)生：S(Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 班級：C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear) 系：D(Dept，Dno，Office，Dnum) 學(xué)會：M(Mname，Myear，Maddr，Mnum) (2)每個關(guān)系模式的最小函數(shù)依賴集如下： A、學(xué)生S (Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 的最小函數(shù)依賴集如下:SnoSname，SnoSbirth，SnoClass，ClassDept，DEPTRno 傳遞依賴如下：由于SnoDept，而DeptSno ，DeptRno（宿舍區(qū)

32、）所以Sno與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 由于ClassDept，Dept Class，DeptRno 所以Class與Rno之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 由于SnoClass，ClassSno，ClassDept 所以Sno與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 B、班級C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear)的最小函數(shù)依賴集如下: ClassPname，ClassCnum，ClassCyear，PnameDept. 由于ClassPname，PnameClass，PnameDept 所以C1ass與Dept之間存在著傳遞函數(shù)依賴。 C、系D(Dept，Dno，Office，

33、Dnum)的最小函數(shù)依賴集如下： DeptDno，DnoDept，DnoOffice，DnoDnum 根據(jù)上述函數(shù)依賴可知，Dept與Office，Dept與Dnum之間不存在傳遞依賴。 D、學(xué)會M(Mname，Myear，Maddr，Mnum)的最小函數(shù)依賴集如下： MnameMyear，MnameMaddr，MnameMnum 該模式不存在傳遞依賴。 (3)各關(guān)系模式的候選碼、外部碼，全碼如下： A、學(xué)生S候選碼：Sno；外部碼：Dept、Class；無全碼 B、班級C候選碼：Class；外部碼：Dept；無全碼 C、系D候選碼：Dept或Dno；無外部碼；無全碼 D、學(xué)會M候選碼：Mna

34、me；無外部碼；無全碼3 試由amstrong 公理系統(tǒng)推導(dǎo)出下面三條推理規(guī)則：( l ）合并規(guī)則：若X 一Z , X 一Y ，則有X 一YZ ( 2 ）偽傳遞規(guī)則：由x 一Y ，明吟z 有翔一z ( 3 ）分解規(guī)則：x 一Y , zcy ，有x 一z 證明( l ）已知X 一Z ，由增廣律知喲，YZ ，又因為X 一Y ，可得獄一X 卜）YZ ，最后根據(jù)傳遞律得x 一YZ 。( 2 ）已知X 一Y ，據(jù)增廣律得翔一Wy ，因為陰幾）Z ，所以X 林協(xié)明，Z ，通過傳遞律可知翔一Z 。( 3 ）已知zcy ，根據(jù)自反律知、吟z ，又因為x 一Y ，所以由傳遞律可得x 一Z 。5 試舉出3 個多值

35、依賴的實例。答：（1）關(guān)系模式MSC ( M , S , C ）中，M 表示專業(yè)，S 表示學(xué)生，C 表示該專業(yè)的必修課。假設(shè)每個專業(yè)有多個學(xué)生，有一組必修課。設(shè)同專業(yè)所有學(xué)生選修的必修課一樣，實例關(guān)系如下。按照語義對于M 的每一個值M i , s 有一個完整的集合與之對應(yīng)而不問C 取何值，所以M 一一S 。由于C 與S 的完全對稱性，必然有M 一一C 成立。（2）關(guān)系模式ISA ( I , S , A ）中，I 表示學(xué)生興趣小組，S 表示學(xué)生，A 表示某興趣小組的活動項目。假設(shè)每個興趣小組有多個學(xué)生，有若干活動項目。每個學(xué)生必須參加所在興趣小組的所有活動項目，每個活動項目要求該興趣小組的所有學(xué)

36、生參加。按照語義有I 一一S , I 一一A 成立。（3）關(guān)系模式RDP ( R , D , P ）中，R 表示醫(yī)院的病房，D 表示責(zé)任醫(yī)務(wù)人員，P 表示病人。假設(shè)每個病房住有多個病人，有多個責(zé)任醫(yī)務(wù)人員負責(zé)醫(yī)治和護理該病房的所有病人。12下面的結(jié)論哪些是正確的? 哪些是錯誤的? 對于錯誤的請給一個反例說明之。（1）任何一個二目關(guān)系是屬于3NF。答：正確。因為關(guān)系模式中只有兩個屬性，所以無傳遞。（2）任何一個二目關(guān)系是屬于BCNF.答:正確。按BCNF的定義，若XY,且Y不是X的子集時，每個決定因素都包含碼，對于二目關(guān)系決定因素必然包含碼。詳細證明如下：（任何二元關(guān)系模式必定是BCNF）。證明

37、：設(shè)R為一個二目關(guān)系R(A1，A2)，則屬性A1和A2之間可能存在以下幾種依賴關(guān)系：A、A1A2，但A2A1，則關(guān)系R的碼為A1，決定因素都包含碼，所以，R是BCNF。B、A1A2，A2A1，則關(guān)系R的碼為A2，所以決定因素都包含碼，R是BCNF。包含碼。R是BCNF。C、R的碼為(A1，A2)（即A1 A2，A2 A1），決定因素都（3）任何一個二目關(guān)系是屬于4NF.答:正確。因為只有兩個屬性，所以無非平凡的多值依賴。第7章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計1試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程。答：這里只概要列出數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的六個階段： ( l ）需求分析； ( 2 ）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計； ( 3 ）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計； ( 4 ）數(shù)據(jù)庫

38、物理設(shè)計； ( 5 ）數(shù)據(jù)庫實施； ( 6 ）數(shù)據(jù)庫運行和維護。這是一個完整的實際數(shù)據(jù)庫與其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程。不僅包括設(shè)計數(shù)據(jù)庫本身，還包括數(shù)據(jù)庫的實施、運行和維護。設(shè)計一個完善的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是上述六個階段的不斷反復(fù)。2 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程各個階段上的設(shè)計描述。答：各階段的設(shè)計要點如下： ( l ）需求分析：準確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。 ( 2 ）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計：通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體 DBMS 的概念模型。 ( 3 ）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進行優(yōu)化。 ( 4 ）數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計：為邏輯數(shù)據(jù)模型選

39、取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）。 ( 5 ）數(shù)據(jù)庫實施：設(shè)計人員運用 DBMS 提供的數(shù)據(jù)語言、工具與宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進行試運行。 ( 6 ）數(shù)據(jù)庫運行和維護：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中對其進行評價、調(diào)整與修改。3 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中結(jié)構(gòu)設(shè)計部分形成的數(shù)據(jù)庫模式。答：數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同階段形成數(shù)據(jù)庫的各級模式，即： ( l ）在概念設(shè)計階段形成獨立于機器特點，獨立于各個 DBMS 產(chǎn)品的概念模式，在本篇中就是 E 一 R 圖； ( 2 ）在邏輯設(shè)計階段將 E 一 R 圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)

40、據(jù)模型，如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式，然后在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖 ( Vi 娜），形成數(shù)據(jù)的外模式； ( 3 ）在物理設(shè)計階段，根據(jù) DBMS 特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫模式。4 試述數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點。答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計既是一項涉與多學(xué)科的綜合性技術(shù)又是一項龐大的工程項目。其主要特點有： ( l ）數(shù)據(jù)庫建設(shè)是硬件、軟件和干件（技術(shù)與管理的界面）的結(jié)合。 ( 2 ）從軟件設(shè)計的技術(shù)角度看，數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合，也就是說，整個設(shè)計過程中要把結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計和行為（處理）設(shè)計密切結(jié)合起來。5 需求分析階段的設(shè)計目標是什么？調(diào)查的容是什么？答：需求

41、分析階段的設(shè)計目標是通過詳細調(diào)查現(xiàn)實世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)）工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能。調(diào)查的容是“數(shù)據(jù)夕和“處理”，即獲得用戶對數(shù)據(jù)庫的如下要求： ( l ）信息要求，指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息的容與性質(zhì)，由信息要求可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求，即在數(shù)據(jù)庫中需要存儲哪些數(shù)據(jù)； ( 2 ）處理要求，指用戶要完成什么處理功能，對處理的響應(yīng)時間有什么要求，處理方式是批處理還是聯(lián)機處理； ( 3 ）安全性與完整性要求。6 數(shù)據(jù)字典的容和作用是什么？答：數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集合。數(shù)據(jù)字典的容通常包括： ( l ）數(shù)

42、據(jù)項； ( 2 ）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； ( 3 ）數(shù)據(jù)流； ( 4 ）數(shù)據(jù)存儲； ( 5 ）處理過程五個部分。其中數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲的邏輯容。數(shù)據(jù)字典的作用：數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，在需求分析階段建立，是下一步進行概念設(shè)計的基礎(chǔ)，并在數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中不斷修改、充實、完蓋。7 什么是數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)？試述其特點和設(shè)計策略。答：概念結(jié)構(gòu)是信息世界的結(jié)構(gòu)，即概念模型，其主要特點是： ( l ）能真實、充分地反映現(xiàn)實世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求，是對現(xiàn)實世界的一個真實模型

43、； ( 2 ）易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫設(shè)計成功的關(guān)鍵； ( 3 ）易于更改，當應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充； ( 4 ）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計策略通常有四種： l ）自頂向下，即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細化； 2 ）自底向上，即首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來，得到全局概念結(jié)構(gòu)； 3 ）逐步擴，首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)； 4 ）混合策略，即將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計一個全

44、局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計的各局部概念結(jié)構(gòu)。8 什么叫數(shù)據(jù)抽象？試舉例說明。答：數(shù)據(jù)抽象是對實際的人、物、事和概念進行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成了某種模型。如“分類夕這種抽象是：定義某一類概念作為現(xiàn)實世界中一組對象的類型。這些對象具有某些共同的特性和行為。它抽象了對象值和型之間的， i 5 member of ”的語義。在 E 一 R 模型中，實體型就是這種抽象。例如在學(xué)校環(huán)境中，英是老師，表示英是教師類型中的一員，則教師是實體型，英是教師實體型中的一個實體值，具有教師共同的特性和行為：在某個系

45、某個專業(yè)教學(xué)，講授某些課程，從事某個方向的科研。 9 試述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性和設(shè)計步驟。答：重要性：數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵，將在需求分析階段所得到的應(yīng)用需求首先抽象為概念結(jié)構(gòu)，以此作為各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，從而能更好地、更準確地用某一 DBMS 實現(xiàn)這些需求。設(shè)計步驟：概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法有多種，其中最經(jīng)常采用的策略是自底向上方法，該方法的設(shè)計步驟通常分為兩步：第 1 步是抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖，第 2 步是集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu)。 10 為什么要視圖集成？視圖集成的方法是什么？答：在對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般采用自底向上的設(shè)計方法，把繁雜的大系統(tǒng)分解子

46、系統(tǒng)。首先設(shè)計各個子系統(tǒng)的局部視圖，然后通過視圖集成的方式將各子系統(tǒng)有機地融合起來，綜合成一個系統(tǒng)的總視圖。這樣，設(shè)計清晰，由簡到繁。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)不再面向某個應(yīng)用而是整個系統(tǒng)。因此必須進行視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫能被全系統(tǒng)的多個用戶、多個應(yīng)用共享使用。一般說來，視圖集成可以有兩種方式： ( l ）多個分 E 一 R 圖一次集成; ( 2 ）逐步集成，用累加的方式一次集成兩個分 E 一 R 圖。無論采用哪種方式，每次集成局部 E 一 R 圖時都需要分兩步走： ( l ）合并，解決各分 E 一 R 圖之間的沖突，將各分 E 一 R 圖合并起來生成初步 E 一 R

47、 圖； ( 2 ）修改和重構(gòu)，消除不必要的冗余，生成基本 E 一 R 圖。 11 什么是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計？試述其設(shè)計步驟。答：數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的基本 E 一 R 圖轉(zhuǎn)換為與選用的 DBMS 產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。設(shè)計步驟為 : ( l ）將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型； ( 2 ）將轉(zhuǎn)換來的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定 DBMS 支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換； ( 3 ）對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化。14 規(guī)化理論對數(shù)據(jù)庫設(shè)計有什么指導(dǎo)意義？答：規(guī)化理論為數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員判斷關(guān)系模式的優(yōu)劣提供了理論標準，可用以指導(dǎo)關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化，用來預(yù)測模式可能出

48、現(xiàn)的問題，為設(shè)計人員提供了自動產(chǎn)生各種模式的算法工具，使數(shù)據(jù)庫設(shè)計工作有了嚴格的理論基礎(chǔ)。 15 試述數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的容和步驟。答：數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于給定的 DBMS 。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用要求的物理結(jié)構(gòu)，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的主要容。數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計步驟通常分為兩步： ( l ）確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結(jié)構(gòu)； ( 2 ）對物理結(jié)構(gòu)進行評價，評價的重點是時間效率和空間效率。16 數(shù)據(jù)輸入在實施階段的重要性是什么？如何保證輸入數(shù)據(jù)的正確性？答：數(shù)據(jù)庫是用來對數(shù)據(jù)進行存儲、管理與應(yīng)用的，因此在實

49、施階段必須將原有系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)量一般都很大，而且數(shù)據(jù)來源于部門中的各個不同的單位。數(shù)據(jù)的組織方式、結(jié)構(gòu)和格式都與新設(shè)計的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有相當?shù)牟罹?，組織數(shù)據(jù)錄入就要將各類源數(shù)據(jù)從各個局部應(yīng)用中抽取出來，分類轉(zhuǎn)換，最后綜合成符合新設(shè)計的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的形式，輸入數(shù)據(jù)庫。因此這樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、組織入庫的工作是相當費力費時的工作。特別是原系統(tǒng)是手工數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)時，各類數(shù)據(jù)分散在各種不同的原始表格、憑證、單據(jù)之中，數(shù)據(jù)輸入工作量更大。保證輸入數(shù)據(jù)正確性的方法：為提高數(shù)據(jù)輸入工作的效率和質(zhì)量，應(yīng)該針對具體的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計一個數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)，由計算機來完成數(shù)據(jù)入庫的任務(wù)。在源數(shù)據(jù)入庫之前要采用多種

50、方法對它們進行檢驗，以防止不正確的數(shù)據(jù)入庫。 17 什么是數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造？為什么要進行數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造？答：數(shù)據(jù)庫的再組織是指：按原設(shè)計要求重新安排存儲位置、回收垃圾、減少指針鏈等，以提高系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造則是指部分修改數(shù)據(jù)庫的模式和模式，即修改原設(shè)計的邏輯和物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫的再組織是不修改數(shù)據(jù)庫的模式和模式的。進行數(shù)據(jù)庫的再組織和重構(gòu)造的原因：數(shù)據(jù)庫運行一段時間后，由于記錄不斷增、刪、改，會使數(shù)據(jù)庫的物理存儲情況變壞，降低了數(shù)據(jù)的存取效率，數(shù)據(jù)庫性能下降，這時 DBA 就要對數(shù)據(jù)庫進行重組織。 DBMS 一般都提供用于數(shù)據(jù)重組織的實用程序。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用環(huán)境常常發(fā)生變化，如增

51、加新的應(yīng)用或新的實體，取消了某些應(yīng)用，有的實體與實體間的聯(lián)系也發(fā)生了變化等，使原有的數(shù)據(jù)庫設(shè)計不能滿足新的需求，需要調(diào)整數(shù)據(jù)庫的模式和模式。這就要進行數(shù)據(jù)庫重構(gòu)造。 18 現(xiàn)有一局部應(yīng)用，包括兩個實體：“”和“作者”，這兩個實體是多對多的聯(lián)系，請讀者自己設(shè)計適當?shù)膶傩?，畫?E 一 R 圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（包括關(guān)系名、屬性名、碼和完整性約束條件）。答：關(guān)系模型為：作者（作者號，年齡，性別，地址）（號，名稱，地址，聯(lián)系）出版（作者號，號，書的數(shù)量）出版關(guān)系的主碼作者號，號分別參照作者關(guān)系的主碼作者號和關(guān)系的主碼號。19 請設(shè)計一個圖書館數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中對每個借閱者保存讀者記錄，包括：讀者

52、號，地址，性別，年齡，單位。對每本書存有：書號，書名，作者，。對每本被借出的書存有讀者號、借出日期和應(yīng)還日期。要求：給出 E 一 R 圖，再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。答 ：E 一 R 圖為：關(guān)系模型為：讀者（讀者號，地址，性別書（書號，書名，作者，）借書（讀者號，書號，借出日期，年齡，單位）應(yīng)還日期）第9章 關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化1 試述查詢優(yōu)化在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的重要性和可能性。答：重要性：關(guān)系系統(tǒng)的查詢優(yōu)化既是 RDBMS 實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)又是關(guān)系系統(tǒng)的優(yōu)點所在。它減輕了用戶選擇存取路徑的負擔(dān)。用戶只要提出“干什么”，不必指出“怎么干”。查詢優(yōu)化的優(yōu)點不僅在于用戶不必考慮如何最好地表達查詢以獲得較

53、好的效率，而且在于系統(tǒng)可以比用戶程序的“優(yōu)化夕做得更好?？赡苄裕哼@是因為： ( l ）優(yōu)化器可以從數(shù)據(jù)字典中獲取許多統(tǒng)計信息，例如關(guān)系中的元組數(shù)、關(guān)系中每個屬性值的分布情況、這些屬性上是否有索引、是什么索引（ B 樹索引還是 HASH 索引或惟一索引或組合索引）等。優(yōu)化器可以根據(jù)這些信息選擇有效的執(zhí)行計劃，而用戶程序則難以獲得這些信息。 ( 2 ）如果數(shù)據(jù)庫的物理統(tǒng)計信息改變了，系統(tǒng)可以自動對查詢進行重新優(yōu)化以選擇相適應(yīng)的執(zhí)行計劃。在非關(guān)系系統(tǒng)中必須重寫程序，而重寫程序在實際應(yīng)用中往往是不太可能的。 ( 3 ）優(yōu)化器可以考慮數(shù)十甚至數(shù)百種不同的執(zhí)行計劃，從中選出較優(yōu)的一個，而程序員一般只能考慮

54、有限的幾種可能性。 ( 4 ）優(yōu)化器中包括了很多復(fù)雜的優(yōu)化技術(shù)，這些優(yōu)化技術(shù)往往只有最好的程序員才能掌握。系統(tǒng)的自動優(yōu)化相當于使得所有人都擁有這些優(yōu)化技術(shù)。2 對學(xué)生一課程數(shù)據(jù)庫有如下的查詢： SEI 王 CT Cn 即 ne FROM Student , Cou 拐 e , SC WHERE Student . Sno = SC . Sno AND SC . Cllo = Coll 拐 e . Cllo AND Stu 擊 nt . Sdept = ! 15 ! ; 此查詢要求信息系學(xué)生選修了的所有課程名稱。試畫出用關(guān)系代數(shù)表示的語法樹，并用關(guān)系代數(shù)表達式優(yōu)化算法對原始的語法樹進行優(yōu)化處理，

55、畫出優(yōu)化后的標準語法樹。答：3 試述查詢優(yōu)化的一般準則。答：下面的優(yōu)化策略一般能提高查詢效率： ( l ）選擇運算應(yīng)盡可能先做； ( 2 ）把投影運算和選擇運算同時進行； ( 3 ）把投影同其前或其后的雙目運算結(jié)合起來執(zhí)行； ( 4 ）把某些選擇同在它前面要執(zhí)行的笛卡兒積結(jié)合起來成為一個連接運算； ( 5 ）找出公共子表達式； ( 6 ）選取合適的連接算法。4 試述查詢優(yōu)化的一般步驟。答：各個關(guān)系系統(tǒng)的優(yōu)化方法不盡一樣，大致的步驟可以歸納如下： ( l ）把查詢轉(zhuǎn)換成某種部表示，通常用的部表示是語法樹。 ( 2 ）把語法樹轉(zhuǎn)換成標準（優(yōu)化）形式。即利用優(yōu)化算法，把原始的語法樹轉(zhuǎn)換成優(yōu)化的形式。 ( 3 ）選擇低層的存取路徑。 ( 4 ）生成查詢計劃，選擇代價最小的。第10章 數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)1試述事務(wù)的概念與事務(wù)的4 個特性。答：事務(wù)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全不做，是一個不可分割的工作單位。事務(wù)具有4 個特性：原子性（Atomicity ）、一致性（consistency ）、隔