数据库系统平时作业答案.docx
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数据库系统平时作业答案
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《数据库系统》作业
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第一章作业：
1、解释下列术语：
数据，数据库，数据库系统，数据库管理系统
答：
数据：
描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有文字、图形、图象、声音、正文等等。
数据与其语义是不可分的。
数据库：
数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
数据库系统：
数据库系统（DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
数据库系统由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
数据库管理系统：
数据库管理系统（DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
2、试述数据库系统的主要特点。
答：
（1）数据共享性高、冗余少；
（2）数据结构化；
（3）数据独立性高；
（4）有统一的数据控制功能。
3、试述数据库系统的三级模式结构及每级模式的作用？
答：
DBMS把数据库从逻辑上分为三级，即外模式、模式和内模式，它们分别反映了看待数据库的三个角度。
在数据库系统中，外模式可有多个，而概念模式、内模式只能各有一个，内模式是整个数据库实际存储的表示，而概念模式是整个数据库实际存储的抽象表示，外模式是概念模式的某一部分的抽象表示。
4、什么是数据的独立性？
数据库系统中为什么能具有数据独立性？
答：
数据的独立性是指逻辑独立性和物理独立性。
数据的逻辑独立性是指当数据的总体逻辑结构改变时，数据的局部逻辑结构不变，由于应用程序是依据数据的局部逻辑结构编写的，所以应用程序不必须修改，从而保证了数据与程序间的逻辑独立性。
数据的物理独立性是指当数据的存储结构改变时，数据的逻辑结构不变，从而应用程序也不必改变。
5、解释下列术语。
实体、实体型、实体集、属性、域、实体联系图（E-R图）。
答：
（1）实体：
客观存在并且可以相互区别的“事物”称为实体,实体可以是可触及的对象，如一个学生，一本书，一辆汽车；也可以是抽象的事件，如一堂课，一次比赛等。
（2）实体型：
若干个属性型组成的集合可以表示一个实体的类型，简称实体型,如学生（学号，姓名，年龄，性别，系）就是一个实体型。
（3）实体集：
同型实体的集合称为实体集,如所有的学生、所有的课程等。
（4）属性：
实体的某一特性称为属性。
（5）域：
属性值的取值范围称为该属性的域,如学号的域为6位整数，姓名的域为字符串集合，年龄的域为小于40的整数，性别的域为（男，女）。
（6）实体联系图：
实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。
分为一对一，一对多，多对多。
6、试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。
答：
数据模型是模型的一种，是现实世界数据特征的抽象,数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的约束条件三个要素组成。
7、学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教师，其中一些教授和副教授每人各带若干研究生。
每个班有若干学主，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。
用E-R图画出此学校的概念模型。
答：
8、用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为_______。
A.网状模型B.层次模型
C.关系模型D.面向对象模型
答：
C。
（1）.层次模型用“树结构”来表示数据之间的联系；
（2）.网状模型是用“图结构”来表示数据之间的联系； （3）.关系模型是用“二维表”来表示数据之间的联系。
9、在下面所列出的条目中哪些是数据库管理系统的基本功能______。
A.数据库定义B.数据库的建立和维护
C.数据库存取D.数据库和网络中其他软件系统的通信
答：
A、B
（1）数据定义；
（2）数据操纵；（3）数据库运行管理；（4）数据库的建立和维护；（5）数据通信
10、在数据库的三级模式结构中，内模式有______。
A.1个B.2个C.3个D.任意多个
答：
A
在数据库系统中，外模式可有多个，而概念模式、内模式只能各有一个。
11、数据库的概念模型独立于。
A．具体的机器和DBMSB．E-R图
C．信息世界D．现实世界
答：
A
概念模型：
不依赖于计算机，描述从现实中抽象出的信息。
常用描述方式：
实体—联系模型（ER图）。
第二章作业：
1、解释下列术语。
1）主码、候选码、外码。
答：
候选码：
若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码（Candidatekey）。
主码：
若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primarykey）。
外部码：
如果关系R2的一个或一组属性X不是R2的主码，而是另一关系R1的主码，则该属性或属性组X称为关系R2的外部关系键或外码（Foreignkey）。
并称关系R2为参照关系（referencingrelation），关系R1为被参照关系（referencedrelation）。
2）笛卡尔积、关系、元组、属性、域。
答：
笛卡尔积又叫直积。
假设集合A={a,b}，集合B={0,1,2}，则两个集合的笛卡尔积为{（a,0）,（a,1）,（a,2）,（b,0）,（b,1）,（b,2）}。
关系：
在域D1，D2，…，Dn上笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集称为关系，表示为R（D1，D2，…，Dn）
元组：
关系中的每个元素是关系中的元组。
属性：
关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。
由于域可以相同，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。
3）关系模式、关系数据库。
答：
关系模式：
一个关系的属性名的集合R（A1,A2,……An）叫做关系模式。
其中：
R为关系名，A1，A2，…，An为属性名（i=1,2,……n）。
关系模式是关系的框架，或者称为表框架。
关系数据库：
关系数据库也有型和值之分。
关系数据库的型也称为关系数据库模式，是对关系数据库结构的描述，它包括若干域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式。
关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常就称为关系数据库。
2、有关系：
R（A，B，C）（主码为A）和S（D，A）（主码为D，外码为A）外码A参照于关系R的主码A属性。
关系R和S的元组如图所示，指出关系S中违反完整性规则的元组是。
A．（1，2）B．（2，null）
C．（3，3）D．（4，1）
关系R
A
B
C
1
2
3
2
1
3
关系S
D
A
1
2
2
NULL
3
3
4
1
答：
B，C
3、设有如下图所示的关系R，W和D，计算下列代数表达式的结果：
（1）R1=πY,T（R）
（2）R2=σP>5∧T=’e’（R）
（3）R3=R
W
（4）R5=R÷D
关系R
P
Q
T
Y
2
b
c
d
9
a
e
f
2
b
e
f
9
a
d
e
7
g
e
f
7
g
c
d
关系W
T
Y
B
c
d
m
c
d
n
d
f
n
关系D
T
Y
c
d
e
f
答：
（1）R1=πY,T（R）={（d，c），（f，e），（e，d）}
（2）R2=σP>5∧T=’e’（R）={（9，a，e），（7，g，e）}
（3）R3=R
W={（2，b，c，d，m），（7，g，c，d，n）}
（4）P可以取{2，9，7}三个值，象集为：
2的象集为：
{（b，c，d），（b，e，f）}
9的象集为：
{（a，e，f），（a，d，e）}
7的象集为：
{（g，e，g），（g，c，d）}
D在（T，Y）上的投影为{（c，d），（e，f）}
所以，R5=R÷D={2}。
4、设有如下图所示的关系S，SC，C，试用关系代数表达式表示下列查询语句：
关系S
S#
SNAME
AGE
SEX
1
李强
23
男
2
刘丽
22
女
3
张友
22
男
关系C
C#
CNAME
TEACHER
K1
C语言
王华
K5
数据库原理
程军
K8
编译原理
程军
关系SC
S#
C#
GRADE
1
K1
83
2
K1
85
5
K1
92
2
K5
90
5
K5
84
5
K8
80
（1）检索“程军”老师所授课程的课程号（C#）和课程名（CNAME）。
（2）检索“李强”同学不学课程的课程号。
（3）检索选修课程号为K1和K5的学生学号（S#）。
（4）检索选修全部课程的学生姓名（SNAME）。
（5）检索选修课程名为“C语言”的学生学号（S#）和姓名（SNAME）。
答：
（1）GETW（C.C#,C.CNAME）:
C.TEACHER=’程军’
（2）GETW（C.C#）:
┐
（SC.S#=S.S#∧S.SNAME=’李强’∧C.C#=SC.C#）
（3）GETW（SC.S#）:
（SC.C#=’K1’）∨（SC.C#=’K5’）
（4）GETW（S.SNAME）:
SC
C（SC.C#=C.C#∧SC.S#=S.S#）
（5）GETW（S.S#，S.SNAME）:
（C.CNAME=’C语言’∧C.C#=SC.C#∧SC.S#=S.S#）
第三章作业：
1、设有学生表S（SNO，SNAME）和学生选修课程表SC（SNO，CNO，GRADE），试用SQL语句完成以下操作：
（1）建立一个视图V-SSC（SNO，SNAME，CNO，GRADE），并按CNO升序排序
（2）从视图V-SSC上查询平均成绩在90分以上的SNAME，CNO，和GRADE
答：
（1）CREATEVIEWV-SSC（SNO，SNAME，CNO，GRADE）
AS
SELECTS.SNO,SNAME,CNO,GRADE
FROMS,SC
（2）SELECTSNAME,CNO,GRADE
FROMV-SSC
WHEREGRADE>90
2、设有如下4个关系模式：
书店（书店编号，书店名，地址）
图书（图书编号，图书名，定价）
出版社（出版社编号，出版社名，所在城市，电话）
图书发行（出版社编号，图书编号，书店编号，数量），表示出版社给某个特定书店发行的某本图书的数量。
请回答下列问题：
（1）用SQL语句检索已经发行的图书中最贵的书名和定价
（2）写出下列SQL语句所表达的中文含义：
SELECT出版社名
FROM出版社
WHERE出版社编号IN
（SELECT出版社编号
FROM图书发行
WHERE图书编号IN
（SELECT图书编号
FROM图书
WHERE图书名=‘数据库系统基础’）
答：
（1）SELECTTOP1图书名,定价FROM图书DESCAS'定价'
WHERE图书编号IN（SECECT图书编号FROM图书发行）
（2）查询图书名为“数据库系统基础”且已经发行且在图书库中图书的出版社名。
3、设有4个关系模式：
S（SNO，SNAME，CITY）：
S为供应商，属性依次为：
供应商号、供应商名、所在城市；
P（PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT，PRICE）：
P表示零件，属性依次为：
零件号、零件名、零件颜色、零件重量和单价；
J（JNO，JNAME，CITY）：
J表示工程，属性依次为：
工程号、工程名、所在城市；
SPJ（SNO，PNO，JNO，QTY）：
SPJ表示供货关系，属性依次为：
供应商号、零件号、工程号和供货数量；
用SQL语句实现下面的操作：
（1）查询供应红色零件的供应商名。
（2）查询没有使用天津供应商供应的零件的工程号。
（3）将由供应商S5供给工程号为J4的零件P6改为由S3供应。
答：
（1）SELECTSNAMEFROMSWHERESNOIN
（SELECTSNOFROMSPJWHEREPNOIN
（SELECTPNOFROMPWHERECOLOR=’红色’））
（2）SELECTJNOFROMSPJWHEREJNOIN
（SELECTJNOFROMJWHERECITY<>’天津’）
（3）UPDATESPJ
SETSNO=’S3’
WHEREJNO=’J4’ANDPNO=’P6’
4、关于教学数据库的关系模式如下：
S（S#，SNAME，AGE，SEX）：
S表示学生，各属性依次为：
学号、姓名、年龄、性别
SC（S#，C#，GRADE）：
SC表示成绩，各属性依次为：
学号、课程号、成绩
C（C#，CNAME，TEACHER）C表示课程，各属性依次为：
课程号、课程名、教师
试用SQL语句完成下列查询：
（1）检索年龄大于22岁的男学生的学号和姓名
（2）检索张平同学不学的课程的课程号
（3）所有成绩都在80分以上的学生姓名；
（4）至少选修两门以上课程的学生姓名、性别；
答：
（1）SELECTS#,SNAMEFROMSWHEREAGE>22
（2）SELECTC#FROMSCWHERES#IN
（SELECTS#FROMSWHERESNAME<>’张平’）
（3）SELECTSNAMEFROMSWHERES#IN
（SELECTS#FROMSCWHEREGRADE>80）
第五章作业：
1、解释下列术语。
函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖。
答：
函数依赖：
设U{A1，A2，…，An}是属性集合，R（U）是U上的一个关系，x、y是U的子集。
若对于R（U）下的任何一个可能的关系，均有x的一个值对应于y的唯一具体值，称y函数依赖于x，记作x→y。
其中x称为决定因素。
部分函数依赖：
设R（U）是属性集U上的关系，x、y是U的子集，x’是x的真子集，若x→y且x’→y，则称y部分依赖x，记作X→PY。
完全函数依赖：
设R（U）是属性集U上的关系，x、y是U的子集，x’是x的真子集。
若对于R（U）的任何一个可能的关系，有x→y但x’→y，则称y完全函数依赖于x，记作X→FY。
传递函数依赖：
设R（U）是属性集U上的关系，x、y、z是U的子集，在R（U）中，若x→y，但y→x，若y→z，则x→z，称z传递函数依赖于x，记作X→TZ。
2、设有关系r如下：
关系r
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
A1
B2
C1
D1
A1
B3
C2
D1
A2
B1
C1
D1
A2
B2
C3
D2
⑴找出关系r上的所有侯选键。
⑵分析关系r最高为哪一级范式。
⑶将关系r无损分解为若干个3NF的关系集。
答：
（1）（A，B），（A，B，C）为候选码。
（2）函数依赖有：
（A，B）→C，（A，B）→D，（A，B，C）→D
非主属性D完全依赖于码，所以关系r属于2NF。
（3）分解结果如下：
r1（A，B，C） r2（C，D）
3、根据3NF的定义及规范化方法，对如下关系模式R（U，F）进行分解。
使其满足3NF。
其中：
U={学号，姓名，所在系，系主任，课程号，成绩}
F={学号→姓名，学号→所在系，所在系→系主任，（学号，课程号）→成绩}。
答：
姓名、所在系部分依赖于（学号，课程号），系主任传递依赖于学号。
先分解部分依赖为R1（学号，姓名，所在系），R2（学号，课程号，成绩）；
再分解传递依赖R3（学号，所在系），R4（所在系，系主任）。
最后得R1、R2、R3、R4，4个满足3NF的关系。
4、假设某商业集团数据库中有一关系模式R如下：
R（商店编号，商品编号，库存数量，部门编号，负责人）
如果规定：
（1）每个商店的每种商品只在一个部门销售；
（2）每个商店的每个部门只有一个负责人；
（3）每个商店的每种商品只有一个库存数量。
试回答下列问题：
（1）根据上述规定，写出关系模式R的基本函数依赖；
（2）找出关系模式R的候选码；
（3）试问关系模式R最高已经达到第几范式？
为什么？
（4）如果R不属于3NF，请将R分解成3NF模式集。
答：
（1）基本函数依赖为：
（商店编号，商品编号）→部门编号；
商店编号→负责人；
（商店编号，商品编号）→商品库存数量
（2）候选码为：
商店编号，商品编号；
（3）属于1NF，因为存在部分函数和传递函数依赖。
（4）分解为：
R1（商店编号，商品编号，商品库存数量，部门编号）；
R2（商店编号，负责人）
第六章作业：
1、有一个应用系统的数据库包括三个实体集。
一个是“商店”实体集，其属性有：
商店编号，店名，店址，店经理。
一个是“会员”实体集，其属性有：
会员编号，会员名，地址。
一个是“职工”实体集，其属性有：
职工编号，职工名，性别，工资。
每家商店有若干职工，但每个职工只能服务于一家商店。
每家商店有若干会员，每个会员可以属于多家商店。
在联系中应反映出职工参加某商店工作的开始时间，会员的加入时间。
（1）根据上述语义画出E-R图，在E-R图中需注明实体型的属性、联系的类型及实体型的标识符。
（2）将E-R图转换成关系模型，并指出每个关系模式的主键和外键。
（3）分析每个关系模式已经达到的最高范式。
答：
（1）E－R图如下
（2）这个ER图可转换4个关系模式：
商店（商店编号，商店名，地址）
职工（职工编号，姓名，性别，业绩，商店编号，聘期，月薪）
商店（商品号，商品名，规格，单价）
销售（商店编号，商品号，月销售量）（商品编号，商品号为外键）
（3）以上关系模式中，所有属性对侯选键都不存在传递依赖，因此都是BCNF。
2、进行数据库系统需求分析时，数据字典的内容和作用是什么?
答：
数据流图表达了数据和处理的关系，数据字典则是系统中各类数据描述的集合，通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程5个部分。
数据项是不可再分的数据单位；数据结构反映了数据之间的组合关系。
数据流是数据结构在系统内传输的路径；数据存储是数据结构停留或保存的地方；处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。
数据字典的作用：
数据字典是关于数据库中数据的描述，在需求分析阶段建立，是下一步进行概念设计的基础，并在数据库设计过程中不断修改、充实和完善。
第七章----第十章作业：
1、什么是“死锁”？
在系统发生死锁时，系统如何处理？
答：
在同时处于等待状态的两个或多个事务中，其中的每一个在它能够进行之前，都等待着某个数据、而这个数据已被它们中的某个事务所封锁，这种状态称为死锁。
出现死锁时，系统中多个事务一直在等待中而不能往后执行。
系统要预防死锁的产生，就得破坏死锁形成的条件，在数据库中，可以直接对数据操作加锁来避免死锁。
2、如果数据库系统对事务的并发操作不加控制，有可能带来哪些问题?
答：
如果不对并发操作控制，因为数据库用户很多时候都是对数据库系统并行存取数据，这样就会发生多个用户并发存取同一数据块的情况，这样就可能会产生不正确的数据，破坏数据的完整性，造成数据的不一致性，如丢失更新、污读以及不可重读等。
3、什么是日志文件？
登记日志文件时为什么必须要先写日志文件，后写数据库？
答：
日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。
对数据库的每次修改，都将被修改项目的旧值和新值写在一个叫做运行日志的文件中，目的是为数据库的恢复保留详细的数据。
如果出现故障，只可能在日志文件中登记所做的修改，但没有修改数据库，这样在系统重新启动进行恢复时，只是撤消或重做因发生事故而没有做过的修改，并不会影响数据库的正确性。
而如果先写了数据库修改，而在运行记录中没有登记这个修改，则以后就无法恢复这个修改了。
4、设有两个事务T1，T2，其并发操作如下图所示，指出这个并发操作引起的问题是什么？
原因何在？
T1
T2
（1）读A=100
写A=A*2
（2）
（3）ROLLBACK
A恢复为100
读A=200
答：
并发操作引韦的问题是污读，因为T1更新了A为200，此时T2读取了A的值为200，T1又执行ROLLBACK，A的值恢复为100，则T2读到的数据和库中的不一样。
5、设有供应商关系S和零件关系P，如图所示，S和P的主键分别是“供应商号”和“零件号”，P的外键是“供应商号”。
分析下列4个操作能否被正确执行，并说明理由。
（1）在P中插入元组（′P2′，′白′，′A2′）
（2）在P中插入元组（NULL,′绿′，′A1′）
（3）在P中插入元组（′P4′，′白′，′A5′）
（4）在P中插入元组（′P4′，′绿′，′A2′）
答：
（1）操作不能被正确执行，因为违反了主键唯一性的约束。
（2）操作不能被正确执行，因为违反了实体完整性规则。
（3）操作不能被正确执行，因为违反了参照完整性规则。
（4）操作能正确执行，因为符号所有规则。
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