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(jiǎn)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(hào)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(chǔ)，能夠自動(dòng)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(jiǎn)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

2、般說來，其功能主要包括以下 5 個(gè)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(chǔ)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(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式和兩級(jí)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jí)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(duì)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(duì)數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的 局部數(shù)

3、據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。內(nèi)模式也稱存儲(chǔ)模式或物理模式， 是對(duì)數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)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(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。三級(jí)模式結(jié)構(gòu)之間差別往往很大， 為了實(shí)現(xiàn)這 3 個(gè)抽象級(jí)別的聯(lián)系和 轉(zhuǎn)換， DBMS 在三級(jí)模式結(jié)構(gòu)之間提供了兩級(jí)映像：外模式 /模式映像， 模式 /內(nèi)模式映像。第二章4實(shí)體的聯(lián)系有哪三種？答：一對(duì)一聯(lián)系 (1:1) 、一對(duì)多聯(lián)系 (1 : M) 和多對(duì)多聯(lián)系 (M : N) 。7設(shè)某工廠數(shù)據(jù)庫中有四個(gè)實(shí)體集。一是“倉庫”實(shí)體集，屬性有倉庫 號(hào)、倉庫面積等；二是“零件”實(shí)體集，屬性有零件號(hào)、零件名、規(guī)格、 單價(jià)等；三是“供應(yīng)商”實(shí)體集，屬性有供應(yīng)

4、商號(hào)、供應(yīng)商名、 地址等； 四是“保管員”實(shí)體集，屬性有職工號(hào)、姓名等。設(shè)倉庫與零件之間有“存放”聯(lián)系，每個(gè)倉庫可存放多種零件，每 種零件可存放于若干倉庫中，每個(gè)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(gè)供應(yīng)商可供應(yīng)多種零件，每種零 件也可由多個(gè)供應(yīng)商提供，每個(gè)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(gè)倉庫可以有多名保管員，但一 名保管員只能在一個(gè)倉庫工作。（1）試為該工廠的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型，要求標(biāo)注聯(lián)系類型， 可省略實(shí)體屬性。1N（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)明每個(gè)關(guān)系模式 的主鍵和外鍵。答：（1）E-R模

5、型單價(jià)關(guān)供應(yīng)供應(yīng)商名供應(yīng)商（供應(yīng)商號(hào)，供應(yīng)商名，地址）管員蒙件（零件號(hào)，零件名，職工號(hào)庫存量存放工作J' 1倉庫零件號(hào)N 零件姓名倉庫面積供應(yīng)商號(hào)N供應(yīng)商地址保管員（職工號(hào)，姓名，倉庫號(hào)）庫存（倉庫號(hào)，零件號(hào)，庫存量） 號(hào)，供應(yīng)量）&某網(wǎng)上訂書系統(tǒng)，涉及如下信息:供應(yīng)（供應(yīng)商號(hào)，零件（1）客戶：客戶號(hào)、姓名、地址、聯(lián)系電話。（2）圖書：書號(hào)、書名、出版社、單價(jià)。（3）訂單：訂單號(hào)、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(duì)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(shí)體的屬性）。（2）

6、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(gè)關(guān)系模型的主鍵和外鍵（如果存在）。答:（2）關(guān)系模式：客戶（客戶號(hào)，姓名，地址，聯(lián)系電話，訂單號(hào)）圖書（書號(hào)，書名，出版社，單價(jià)）訂單（訂單號(hào)，日期，付款方式，總金額）訂購（訂單號(hào)，書號(hào)，數(shù)量）第三章1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型由哪三個(gè)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(jiǎn)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(shí)體完整性、參照完整性和 用戶自定義的完整性約束。實(shí)體完整性規(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

7、主碼Ks相對(duì)應(yīng)（基本關(guān)系 R和S可能是相同的關(guān)系），則 對(duì)于R中每個(gè)元組在F上的值必須為：或者取空值（F的每個(gè)屬性值均為 空值）；或者等于 S中某個(gè)元組的主碼值。用戶定義的完整性規(guī)則由用戶根據(jù)實(shí)際情況對(duì)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(gè)關(guān)系組成，它們的模式是：學(xué)生S（學(xué) 號(hào)S#,姓名SN,所在系SD,年齡SA）、課程C（課程號(hào)C#,課程名CN,先修課 號(hào)PC#）、SC（學(xué)號(hào)S#,課程號(hào)C#,成績G）。請(qǐng)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。Ms#, SN, SD, SA(S)(2) 檢索學(xué)生年

8、齡大于等于20歲的學(xué)生姓名。nsN( OSA>=20 (S)(3) 檢索先修課號(hào)為C2的課程號(hào)。nc#( OPC#= '2 ' (C)(4) 檢索課程號(hào)C1的成績?yōu)锳的所有學(xué)生姓名。nSN(C#=' C1' G= a'S SC)(5) 檢索學(xué)號(hào)為S1的學(xué)生選修的所有課程名及先修課號(hào)。ncN, pc# (s#='仁(C sc)(6) 檢索年齡為23歲的學(xué)生所選修的課程名。nCN( (SA=23 (C SC S)第四章4. 要建立關(guān)于系、學(xué)生、班級(jí)、研究會(huì)等信息的一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫。規(guī)定: 一個(gè)系有若干專業(yè)、每個(gè)專業(yè)每年只招一個(gè)班，每個(gè)班有若干學(xué)生

9、，一個(gè) 系的學(xué)生住在同一個(gè)宿舍區(qū)。每個(gè)學(xué)生可參加若干研究會(huì)，每個(gè)研究會(huì)有 若干學(xué)生。學(xué)生參加某研究會(huì)，有一個(gè)入會(huì)年份。描述學(xué)生的屬性有：學(xué)號(hào)、姓名、出生年月、系名、班號(hào)、宿舍區(qū)。 描述班級(jí)的屬性有：班號(hào)、專業(yè)名、系名、人數(shù)、入校年份。描述系的屬性有：系號(hào)、系名、系辦公室地點(diǎn)、人數(shù)。描述研究會(huì)的屬性有：研究會(huì)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(gè)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)系模式：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，出生年月，系號(hào)，班號(hào)，宿舍區(qū)）班級(jí)（班號(hào)，專業(yè)名，系號(hào)，人數(shù)，入校年份）系（系號(hào)，系名，系辦公室地點(diǎn)，人數(shù)）研究會(huì)（研究會(huì)

10、名，成立年份，地點(diǎn)，人數(shù)）參加研究會(huì)（學(xué)號(hào) ，研究會(huì)名，入會(huì)年份）學(xué)生關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：學(xué)號(hào)T （姓名，出生年月，系號(hào)，班號(hào)），系名T宿舍區(qū)班級(jí)關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：班號(hào)7（專業(yè)名，系號(hào)，人數(shù)，入校年份）系關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：系名7（系號(hào)，系辦公室地點(diǎn)，人數(shù)）研究會(huì)關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：研究會(huì)名7（成立年份，地點(diǎn)，人數(shù)）參加研究會(huì)關(guān)系的基本函數(shù)依賴集：（學(xué)號(hào)，研究會(huì)名）7入會(huì)年份5. 設(shè)有關(guān)系模式 R（運(yùn)動(dòng)員編號(hào)，姓名，性別，班級(jí)，班主任，項(xiàng)目號(hào)， 項(xiàng)目名，成績）如果規(guī)定：每名運(yùn)動(dòng)員只能代表一個(gè)班級(jí)參加比賽，每個(gè) 班級(jí)只能有一個(gè)班主任；每名運(yùn)動(dòng)員可參加多個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)比賽項(xiàng)目也可 由多名運(yùn)

11、動(dòng)員參加；每個(gè)項(xiàng)目只能有一個(gè)項(xiàng)目名；每名運(yùn)動(dòng)員參加一個(gè)項(xiàng) 目只能有一個(gè)成績。根據(jù)上述語義，回答下列問題：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。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(dòng)員編號(hào)，項(xiàng)目號(hào)。（2） R最高屬于第一范式。因?yàn)榇嬖谥彰?，性別，班級(jí)和項(xiàng)目名對(duì)主關(guān)鍵字運(yùn)動(dòng)員編號(hào)，項(xiàng)目號(hào)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(dòng)員編號(hào)，姓名性別,班級(jí),班主任）,R2 （項(xiàng) 目號(hào)，項(xiàng)目名），R3 （運(yùn)動(dòng)員編號(hào)，項(xiàng)目號(hào)，成績）因?yàn)?R1 存在班主任對(duì)運(yùn)動(dòng)員編號(hào)的傳遞函數(shù)依賴，所以沒有達(dá)到3NF，再分解為3NF

12、 : R1分解為R1 （運(yùn)動(dòng)員編號(hào) 姓名 性別，班級(jí)）和R4 （班級(jí) ,班主任）6設(shè)有關(guān)系模式： R （職工號(hào)，日期，日營業(yè)額，部門名，部門經(jīng)理） 如果規(guī)定：每個(gè)職工每天只有一個(gè)營業(yè)額，每個(gè)職工只在一個(gè)部門工作， 每個(gè)部門只有一個(gè)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。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（職工號(hào)，日期）。（ 2） R 最高屬于第一范式。 因?yàn)榇嬖谥块T名對(duì)主關(guān)鍵字（職工號(hào)，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(hào)，部門名，部門經(jīng)理），R2 （職

13、工號(hào)，日期，日營業(yè)額）因?yàn)?R1 存在部門經(jīng)理對(duì)職工號(hào)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(hào)，部門名）和 R3 （部門名，部門 經(jīng)理）第五章1 簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程。答：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可分為以下六個(gè)階段：需求分析階段、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段以及數(shù)據(jù)庫運(yùn) 行和維護(hù)階段。4.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)步驟。答：方法：（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(jì)時(shí)，可以分為兩步。進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計(jì)局部E-R模型，即設(shè)計(jì)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。答：課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，班級(jí)名）班級(jí)（班級(jí)名，班主任）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績）&一個(gè)圖書館理系統(tǒng)中有如下信息：E-mail圖書：書號(hào)、書名、數(shù)量、位置 借書人：借書證號(hào)、姓名、單位 出版社：出版社名、郵編、地址、電話、其中約定：任何人都可以借多種書，任何一種書可以被多個(gè)人借，借書和 還書時(shí)，要登記相應(yīng)的借書日期和還書日期；一個(gè)出版社可以出版多種書 籍，同一本書僅