數(shù)據(jù)庫原理與應用課后答案清華大學出版社教材

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、使用和維護而配置的軟件。它建立在操作系統(tǒng)的基礎上，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)庫技術管理其數(shù)據(jù)的系統(tǒng)都稱為數(shù)據(jù)庫應用系統(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，其功能主要包括以下5個方面。數(shù)據(jù)定義和操縱功能數(shù)據(jù)庫運行控制功能數(shù)據(jù)庫的組織、存儲和管理建立和維護數(shù)據(jù)庫數(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)與程序之間的獨立性，使用戶能以簡單的邏輯結構操作數(shù)據(jù)而無需考慮數(shù)據(jù)的物理結構， 簡化了應用程序的編制和程序員的負擔，增強系統(tǒng)的可靠性。通常 DBMS將數(shù)據(jù)庫的體系結構分為三級模式：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)的邏輯結構和特征的描述，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)的邏輯結構和特征的描述。內(nèi)模式也稱存儲模式或物理模式， 是對數(shù)據(jù)物理結構和存儲方式的描述，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。三級模式結構之間差別往往很大， 為了實現(xiàn)這 3個抽象級別的聯(lián)系和轉換，DBMS在三級模式結構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“供應商”實體集，屬性有供應商號、供應商名、地址等；四是“保管員”實體集，屬性有職工號、姓名等。設倉庫與零件之間有“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；供應商與零件之間有“供應”聯(lián)系，一個供應商可供應多種零件，每種零件也可由多個供應商提供，每個供應商每提供一種零件要記錄供應量；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)庫設計一個 ER模型，要求標注聯(lián)系類型，可省略實體屬性。1N要求標明每個關(2)根據(jù)轉換規(guī)則，將ER模型轉換成關系模型，系模式的主鍵和外鍵。答：（1）E-R模型零件號零件名規(guī)格單價供應商號（2）關系模式：倉庫MN零件MN供應商地址保管員M工作1存放供應倉庫（倉庫號，倉庫面積） 零件（零件號，職工號姓名倉庫號倉庫面積庫存量供應量供應商名零件名，規(guī)格，單價）供應商（供應商號，供應商名，地址） 保管員（職工號，姓名，倉庫號）庫存（倉庫號，零件號，庫存量） 供應（供應商號，零件號，供應量）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，一份訂單僅對應一位客戶。1）根據(jù)以上敘述，建立ER模型，要求標注聯(lián)系類型（可省略實體的屬性）。2）根據(jù)轉換規(guī)則，將ER模型轉換成關系模型，要求標注每個關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）關系模式：書名1M訂單MN圖書客戶擁有訂購姓名出版社客戶（客戶號，姓名，地址，聯(lián)系電話，訂單號）地址 聯(lián)系電話 總金額 數(shù)量 單價圖書（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．關系數(shù)據(jù)模型由哪三個要素組成。答：關系數(shù)據(jù)模型由關系數(shù)據(jù)結構、關系操作集合和關系完整性約束三部分組成。3．簡述關系的完整性。答：關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。實體完整性規(guī)則要求關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（或屬性組）F是基本關系R的外碼，它與基本關系S的主碼Ks相對應（基本關系R和S可能是相同的關系），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)容進行的規(guī)定，也稱為域完整性規(guī)則。5．根據(jù)給定的關系模式進行查詢。設有學生-課程關系數(shù)據(jù)庫，它由三個關系組成，它們的模式是：學生S(學號S#,姓名SN,所在系SD,年齡SA)、課程C(課程號C#,課程名CN,先修課號PC#)、SC(學號S#,課程號C#,成績G)。請用關系代數(shù)分別寫出下列查詢：(1)檢索學生的所有情況?！?S)S#,SN,SD,SA(2)檢索學生年齡大于等于20歲的學生姓名?！荢N(σSA>=20(S))(3)檢索先修課號為C2的課程號?！荂#(σPC#=’C2’(C))(4)檢索課程號C1的成績?yōu)锳的所有學生姓名?！荢N(σC#=’C1’∧G=’A’(S SC))(5)檢索學號為 S1的學生選修的所有課程名及先修課號?！荂N,PC#(σS#=’S1’(C SC))(6)檢索年齡為 23歲的學生所選修的課程名?！荂N(σSA=23(C SC S))第四章4．要建立關于系、學生、班級、研究會等信息的一個關系數(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，每個班有若干學生，一個系的學生住在同一個宿舍區(qū)。每個學生可參加若干研究會，每個研究會有若干學生。學生參加某研究會，有一個入會年份。描述學生的屬性有：學號、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、人數(shù)。描述研究會的屬性有：研究會名、成立年份、地點、人數(shù)。試給出上述數(shù)據(jù)庫的關系模式；寫出每個關系的基本的函數(shù)依賴集；指出是否存在傳遞函數(shù)依賴，指出各關系的主碼和外碼。答：關系模式：學生（學號，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，人數(shù)）研究會（研究會名，成立年份，地點，人數(shù)）參加研究會（學號 ，研究會名 ，入會年份）學生關系的基本函數(shù)依賴集：學號→（姓名，出生年月，系號，班號），系名→宿舍區(qū)班級關系的基本函數(shù)依賴集：班號→（專業(yè)名，系號，人數(shù)，入校年份）系關系的基本函數(shù)依賴集：系名→（系號，系辦公室地點，人數(shù)）研究會關系的基本函數(shù)依賴集：研究會名→（成立年份，地點，人數(shù)）參加研究會關系的基本函數(shù)依賴集：（學號 ，研究會名）→入會年份5．設有關系模式 R(運動員編號，姓名，性別，班級，班主任，項目號，項目名，成績 )如果規(guī)定：每名運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； 每名運動員可參加多個項目，每個比賽項目也可由多名運動員參加；每個項目只能有一個項目名；每名運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)寫出關系模式 R的主關鍵字；(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）關系模式 R的主關鍵字是{運動員編號，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鍵字{運動員編號，項目號}的部分函數(shù)依賴，沒有達到2NF。（3）首先分解為 2NF：R1（運動員編號,姓名,性別,班級,班主任），R2（項目號,項目名），R3（運動員編號,項目號,成績）因為R1存在班主任對運動員編號的傳遞函數(shù)依賴，所以沒有達到3NF，再分解為 3NF：R1分解為R1（運動員編號,姓名,性別,班級）和R4（班級,班主任）6．設有關系模式： 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）關系模式 R的主關鍵字是（職工號，日期）。（2）R最高屬于第一范式。因為存在著部門名對主關鍵字（職工號，日期）的部分函數(shù)依賴，沒有達到 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)庫設計過程。答：數(shù)據(jù)庫設計可分為以下六個階段：需求分析階段、概念結構設計階段、邏輯結構設計階段、數(shù)據(jù)庫物理設計階段、數(shù)據(jù)庫實施階段以及數(shù)據(jù)庫運行和維護階段。4．簡述數(shù)據(jù)庫概念結構設計的方法和設計步驟。答：方法：(1)自頂向下法 (2)自底向上法 (3)逐步擴張法 (4)混合策略在概念結構設計時，可以分為兩步。進行數(shù)據(jù)抽象，設計局部E-R模型，即設計用戶視圖；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學生信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的 E-R圖轉換為關系模型。課程名 學分 學號 姓名課程M選修NN屬于1班級學生課程號 成績 性別 年齡

班級名 班主任圖1習題7圖答：課程（課程號，課程名，學分）學生（學號，姓名，性別，年齡，班級名）班級（班級名，班主任）選修（學號，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