数据库原理与应用示范系统(第三版)习题与答案

数据库原理与应用示范系统(第三版)习题与 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 习题一1. 试回答下列问题（1）什么是数据库？（2）什么是数据库管理系统？（3）什么是数据库系统？答：（1）数据库是被长期存放在计算机内，有组织的，统一管理的相关数据的集合。(2)数据库管理系统（DataBaseManagementSystem,简称DBMS）,是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它属于系统软件，它为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。(3)数据库系统(DBS)通常是指带有数据库的计算机应用系统。DBS是一个实际可运行的，按照数据库方法存储、维护和向应用系统提供数据支持的系统，它是数据库、硬件、软件和数据库管理员（DBA）的集合体。2.计算机数据管理经历了哪几个阶段？答：数据管理技术的发展经历了三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。3. 试述文件系统的缺点。答：（1）数据共享性差，冗余度大。（2）数据不一致性。（3）数据联系弱。4. 试述数据库系统的特点。答：（1）采用复杂的数据模型表示数据结构。（2）有较高的数据独立性。（3）数据的共享性高，冗余度低，易扩充。（4）数据由DBMS统一控制和管理。5. 试述概念模型的作用。答：概念模型是独立于计算机系统的数据模型，它完全不涉及信息在计算机系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关系的信息结构。概念模型用于建立信息世界的数据模型，强调其语义表达能力，概念应该简单、清晰、易于用户理解，它是现实世界的第一层抽象，是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具。这一模型中最著名的是“实体联系模型”。6. 解释下列概念：内模式、模式、外模式、DDL、DML答：内模式也称存储模式（StorageSchema）。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。它是数据库系统模式结构的中间层。外模式也称子模式（Subschema）或用户模式，它是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图。DDL是数据定义语言（DataDefinitionLanguage－DDL），用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义。DML是数据操纵语言（DataManipulationLanguage－DML），实现对数据库中数据的操作。7. 试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？答：数据库系统的体系结构分成三级：内部级（internal),概念级(conceptual)和外部级(external)。这个三级结构也称数据库系统的“三级模式结构”。内部级也称“内模式”，概念级也称“模式”，外部级也称“外模式”，故数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成，如下图所示：8. 试述数据库的物理独立性和逻辑独立性。答：数据的独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。数据的物理独立性是指当数据在计算机存储设备上的物理存储改变时，应用程序可以不用改动，而由DBMS来处理这种改变。数据逻辑独立性是指当数据的整体逻辑结构改变时，不影响用户的逻辑结构以及应用程序。9. DBS由哪几部分组成？DBA的职责是什么？答：DBS一般由数据库（即实际存储在计算机中的数据）、数据库管理系统、相应的硬件、软件和各类人员构成。数据库系统是一个有使用人员及维护人员、加工设备和数据资源的完整的计算机应用系统。DBA是数据资源管理机构的一组人员。总的来说，负责全面地管理和控制数据库系统。具体职责包括：(a)决定数据库的信息 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 和结构(b)决定数据库的存储结构和存取策略(c)定义数据的安全性要求和完整性的约束条件(d)监督和控制数据库的使用和运行(e)数据库的改进和重组10. 数据库管理系统的主要功能有哪些？答：DBMS的主要功能包括以下几个方面：①数据定义功能②数据操纵功能③数据库的运行管理④数据库的建立和维护功能11. 试述DBMS在用户访问数据库过程中所起的作用。答：应用程序通过DBMS读取数据库中记录，DBMS为程序开辟一个数据库的系统缓冲区，用于数据的传输和 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 的转换。12．试写出用户访问数据库的过程。答：（1）用户在应用程序中安排一条读记录的DML语句。该语句给出涉及的外模式中记录类型名及键值。当计算机执行该DML语句时，立即启动DBMS，并把读记录的命令传给DBMS。（2）DBMS接到命令后，加以 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，并调出程序A对应的外模式，检查该操作的合法权限，决定是否执行该命令。（3）在决定执行A的命令后，DBMS调出相应的模式描述，并从外模式映象到模式，决定应读入哪些模式记录。（4）DBMS调出相应的内模式描述，并将模式映象成为模式的内部记录模式，确定应读入哪些物理记录。（5）DBMS向操作系统（OS）发出从指定地址读取物理记录的命令。（6）OS执行该命令，按指定地址从数据库把记录读入OS的系统缓冲区，进而读入数据库的系统缓冲区，并在操作结束后向DBMS作出回答。（7）DBMS收到OS的回答后，将读入缓冲区中的数据转换成模式记录，外部记录。（8）DBMS把导出的外部记录从系统缓冲区送到应用程序A的工作区中。（9）DBMS向运行日志数据库中写入读一条记录的信息。（10）DBMS将读记录成功与否信息返回给程序A。（11）程序A决定是否使用工作区中的数据。习题二1.试述关系模型的3个组成部分。答：关系模型是由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。这是关系模型的三要素。2.定义并理解下列术语。（1）域，笛卡尔积，关系，元组，属性（2）主键，候选键，外键答：（1）域：一组具有相同数据类型的值的集合。给定一组域D1，D2，…，Dn，其笛卡尔积为：D1×D2×…×Dn＝{（d1,d2,…，dn）|di∈Di,i=1,2,…,n}，其中每一元素（d1,d2,…,dn）叫做一个元组(Tuple)。D1×D2×…×Dn的子集叫做域D1，D2，…，Dn上的关系。关系是笛卡尔积的有限子集，所以关系也是一个二维表，表的每一行表示一个元组，表的

每一列对应一个域。对每列起一个名字，称为属性（Attribute)。（2）如果一个属性集能唯一标识元组，又不含有多余属性，那么这个属性集称为候选键。主键（primarykey)：用户选作元组标识的一个候选键称为主键。注意：若一个关系有多个候选键，只能指定其中一个为主键。如果关系中的属性或属性组不是本关系的主键，而是引用另一个关系的主键，则称这一属性或属性组为外键。3. 试回答下列问题：（1）可以表示任何关系代数操作的五种基本代数操作是什么？（2）连接、等值连接、自然连接、外连接、半连接的区别是什么？（3）元组关系演算表达式和域关系演算表达式的区别是什么？（4）域关系演算表达式的安全性定义是什么？答：（1）关系代数操作的五种基本代数操作是并、差、笛卡尔积、投影、选择。（2）连接也称为θ连接。它是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。θ为“=”的连接运算称为等值连接。它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A，B属性值相等的那些元组。自然连接（Natural join）是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果中把重复的属性列去掉。如果在R和S做自然连接时，保留被舍弃的元组，其空缺的另一关系的属性的值用空值（mull）填充，那么这种操作称为“外连接”操作。关系R和S的半连接操作记为RS，定义为R和S的自然连接在关系R的属性集上的投影，（3）在元组关系演算系统中，我们称{t|P(t)}型表达式为元组演算表达式，其中P（t）是元组关系演算公式，t是元组变量。一个元组演算表达式表示一个关系。域关系演算类似于元组关系演算，不同的是用域变量代替元组变量。域关系演算的变量在域中取值，故称为域变量，每个自由变量对应一个列或一个属性。（4）如果域关系演算表达式满足以下三个条件则是安全的：（1）每一个关系代数表达式有一个等价的、安全的元组演算表达式。（2）每一个安全的元组演算表达式有一个等价的安全域演算表达式。（3）每一个安全的域演算表达式有一个等价的关系代数表达式。4. 设有关系R和S，如图2-9所示，试计算：R∪S、R∩S、R－S、R×S。ABC ABCabc bgadac dcdcbd (b)Sdcd    (a)R    答：R∪S：ABCabcdaccbddcdbgaR∩S：ABCdcdR-S：ABCabcdaccbdR×S：R．AR．BR．CS．AS．BS．Caaddccddbbaabbccccccddddbdbdbdbdgcgcgcgcadadadad5.设有关系R和S，如图2-10所示。计算：R×S，RS，σA＝C（R×S）。B<CAB BCab bccb eade bd关系R 关系S答：R×S:R．AR．BS．BS．CaaacccdddbbbbbbeeebebbebbebcadcadcadRS:ABCaaccdbbbbecdcdaσA＝C（R×S）:R．AR．BS．BS．CacdbbeEbbacd6.如果R是二目关系，那么下列元组表达式的结果是什么？{t∣(u)(R(t)∧R(u)∧(t[1]≠u[1]∨t[2]≠u[2]))}答：当R的元组数≥2时，R中每个元组都存在与之不相同的元组，因此表达式的结果为关系R；当R的元组数为0或1时，表达式的结果为空关系R。7.设有两个关系R（A，B，C）和S（D，E，F）。试表下列关系代数表达式转换成等价的元组表达式：(1)πA（R）（2）σB＝’19’（R）（3）R×S （4）πA，F（σC＝D（R×S））答：(1)πA（R）转换成{t∣(u)（R(u)∧t[1]=u[1])}（2）σB＝’19’（R）转换成{t∣R(t)∧t[2]=‘19’)}（3）R×S转换成{t∣(u)(v)(R(u)∧S(v)∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=u[3]∧t[4]=v[1]∧t[5]=v[2]∧t[6]=v[3])}（4）πA，F（σC＝D（R×S））转换成{t∣(u)(v)(R(u)∧S(v)∧t[1]=u[1]∧t[2]=v[3]∧u[3]=v[1])}8.已知学生一课程数据库的三个关系。S（学生关系），C（课程关系），SC（学生选课关系）。S（S＃，SN，SD，SA）SC（S＃，C＃，GS）C（C＃，CN，PC＃）试用关系代数表达式表示下列查询要求：（1）取出所有学生的全部细节答：πS＃，SN，SD，SA（S）（2）取出选修课程号为‘C2’的学生姓名及所属的系。答：πSN,SD(s  πS#(σc#＝‘C2’(SC)))（3）取出同时选修课程号为‘C1’和‘C2’两门课程的学生名字。答：πSN(πS#,c#(SC)÷πc#(σc#=’C1’∨c#=’c2’(C))  S)（4）取出选修“BASIC”语言这门课程的学生姓名。答：πSN(s  πS#(σcN＝‘BASIC’(C)   SC))（5）取出年龄大于23岁的计算机系的学生姓名。答：πSN（σAge>23∧SD=‘计算机‘(S)）（6）取出不选“操作系统”课程的学生姓名及年龄。答：πSN,SA-πSN,SA(s  πS#(σcN＝‘操作系统’(C)   SC))（7）取出学号为‘S1’的学生选修的课程号、课程名及成绩。答：πC#,CN,GS(C  πC#,GS(σS#＝‘S1’(SC)))（8）取出全部学生都选修的课程号与课程名。πS#,c#(SC)÷πS#(S)  πC#,CN(C)9.试用元组关系演算表达式表示第8题的各个查询语句。（1）取出所有学生的全部细节答：{t∣S(t)}（2）取出选修课程号为‘C2’的学生姓名及所属的系。答：{t∣(u)(v)(S(u)∧SC(v)∧v[2]=‘C2’∧u[1]=v[1]∧t[1]

=u[2]∧t[2]=u[3])}（3）取出同时选修课程号为‘C1’和‘C2’两门课程的学生名字。答：{t∣(w)(u)(v)(S(w)∧SC(u)∧SC(v)∧u[2]=‘C1’∧v[2]=‘C2’∧u[1]=v[1]∧w[1]=u[1]∧t[1]=w[2])}（4）取出选修“BASIC”语言这门课程的学生姓名。答：{t∣(u)(v)(w)(S(u)∧SC(v)∧C(w)∧u[1]=v[1]∧v[2]=w[1]∧w[2]=“BASIC”∧t[1]=u[2])}（5）取出年龄大于23岁的计算机系的学生姓名。答：{w∣(t)(S(t)∧t[4]>‘23’∧t[3]=‘计算机’∧w[1]=t[2])}（6）取出不选“操作系统”课程的学生姓名及年龄。答：{t∣((u)(v)(w)(C(u)∧SC(v)∧S(w)∧u[2]=“操作系统”∧u[1]=v[1]∧t[1]=w[2]∧t[2]=w[4]∧w[1]≠v[1])}(此答案仅供参考)（7）取出学号为‘S1’的学生选修的课程号、课程名及成绩。答：{t∣(u)(v)(w)(S(u)∧SC(v)∧C(w)∧u[1]=v[1]∧v[2]=w[1]∧w[2]=“BASIC”∧t[1]=u[2])}（8）取出全部学生都选修的课程号与课程名。答：{t∣(u)(v)(w)(C(u)∧S(v)∧SC(w)∧u[1]=w[2]∧w[1]=v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2])}10.若对于第8题的学生一课程数据库进行下列检索操作，试指出检索后的结果。用汉语句子表达出来。（1）πS＃（σC＃＝’C1’（SC））答：取出选修课程号为‘C1’的学生学号。（2）πSN（πS＃，C＃（SC）÷πC＃（C）πS＃，SN（S））答：取出选修全部课程的学生姓名。11.假设R和S分别是三元和二元关系,试把表达式π1，5（σ2=4∨3=4（R×S））转换成等价的：（1）汉语查询句子；答：从R与S的笛卡儿积中选择R的第2列与S的第1列相等或者R的第3列与S的第1列相等的元组并投影R的第1列与S的第2列。（2）元组表达式；答：{t∣(u)(v)(R(u)∧S(v)∧t[1]=u[1]∧t[2]=v[2]∧（u[2]=v[1]∨u[3]=v[1])）}（3）域表达式。答：{xv∣(x)(u)(R(xyz)∧(S(uv)∧(y=u∨z=u))}12.假设R和S都是二目关系，试把元组表达式{t∣R(t)∧(u)(S(u)∧u[1]≠t[2])}转换成等价的：（1）汉语查询句子；答：从R中选择R的第2列与S的第1列值不相等的那些元组，组成新的关系。（2）关系代数表达式；答：π1，2（σ2≠3（R×S））（3）域表达式答：{xy∣(R(xy)∧(u)(S(uv)∧u≠y)}13.把域关系演算表达式{ab|R(ab)∧R(ba)}（1）转换为元组关系演算表达式。答：{t∣R(t)∧(u)(R(u)∧t[1]=u[2]∧t[2]=u[1]）}（2）转换为关系代数表达式。答：π1，2（σ1=4∧2=3（R×R））习题三1．SELECT编号,姓+名FROM家庭成员表2．SELECT编号,姓+名FROM家庭成员表WHERE生日=1972-08-043．SELECTA.姓+A.名,B.角色FROM家庭成员表A,角色表BWHEREA.成员编号=B.编号4．SELECTA.姓+A.名,B.地址FROM家庭成员表A,家庭状况表BWHEREA.地址编号=B.地址编号5．SELECT编号,姓+名FROM家庭成员表WHERESUBSTR(生日,1,2)=”1965”6．SELECT编号,姓+名FROM家庭成员表WHERE发送贺卡=YES7．SELECT编号,姓+名FROM家庭成员表WHERE成员编号IN（SELECT编号FROM角色表WHERE角色=‘子女’）8．INSERTINTO家庭成员表VALUES（16，1，‘鹏’,‘李’,7,#1972-09-04#,‘NO’,#2005-1-16#,‘喜欢踢足球’）9．DELETE FROM家庭成员表WHERE地址编号IN（SELECT地址编号FROM家庭状况表 WHERE国家=‘英国’）10．UPDATE家庭成员表SET发送贺卡=YESWHERE地址编号IN（SELECT地址编号FROM家庭状况表 WHERE省/自治区/直辖市=‘北京’）习题四1.解释下列术语：函数依赖部分函数依赖传递函数依赖完全函数依赖主键外部键答：设有关系模式R（∪），∪是R的属性的集合，X、Y∪，对于R的任意关系实例r，r中的任意两个元组t和s，如果t[X]=s[X]，则t[Y]=s[Y]，则称Y函数依赖于X，或称X函数地决定Y，记作X→Y。设R是一个具有属性集合∪的关系模式，如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集Z，Z→Y都不成立，则称Y完全函数依赖于X，记作：XY。若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依赖于X，记作：XY。设R是一个具有属性集合∪的关系模式，X，Y，Z是∪的子集，Y→X不成立，Z－X、Z－Y和Y－X不空。如果X→Y，Y→Z则称Z传递函数依赖于X，记作：XZ。设R是一个具有属性集合∪的关系模式，K是∪的子集。若K满足下列两个条件，则称K是R的一个候选键。（1）K→∪（2）不存在K的真子集Z，使得Z→∪。候选键可以唯一地识别关系的元组。一个关系模式中可能具有多个候选键。我们可以指定一个候选键作为主键。设X是关系模式R的属性的子集。如果X是另一关系模式的候选键，则称X是R的外部键。2.什么是范式？它有几种类型？这些类型之间的关系是什么？答：关系数据库中的关系满足一定的要求。而把满足不同程度要求的关系称为不同的范式。满足最低要求的关系叫第一范式，简称1NF。在第一范式中进一步满足一定要求的为第二范式，简称2NF，其余以此类推。各种范式之间的联系是：INF  2NF 3NF 4NF 5NF3.3NF与BCNF有何区别和联系？答：如果关系模式R是2NF，且它的任何一个非主属性都不传递函数依赖于任何候选键，则称R为第三范式。如果关系模式R∈1NF，且每个函数依赖X→Y，X必为候选键，则R是BCN

F范式。如果R是BCNF，由定义可知，R中不存在任何属性传递地函数依赖或部分地函数依赖于任何候选键，所以R必为3NF。但是，反过来，如果R是3NF，R未必是BCNF。因为3NF中可能存在主属性传递地函数依赖或部分地函数依赖于键。4.设有关系模式R（A，B，C，D，E）上的函数依赖集为F，并且F＝{A→BC，CD→E，B→D，E→A}（1）试求关系模式R的所有侯选键。答：R的所有侯选键为：A、BC、CD和E。（2）关系模式R最高是第几范式？答：关系模式R最高是第3范式。（3）分别将关系模式R 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 到3NF和BCNF。答：关系模式R已是第3范式，故只需分解为BCNF。∵B→D，该函数依赖不满足BCNF∴将R分解为R1（BD）和R2（ABCE），此时R1和R2已是BCNF。5.下面的结论哪些是正确的，哪些是错误的？对于错误的结论请给出反例说明。(1)任何一个二目关系都属于3NF。(√)(2)任何一个二目关系都属于BCNF。（√）(3)任何一个二目关系都属于4NF。（√）(4)当且仅当函数依赖AB在R上成立，关系R(A,B,C)等于其投影R1(A,B)和R2(A,C)的连接。（×）(5)如果R.AR.B，R.BR.C，则R.AR.C。（√）(6)如果R.AR.B，R.AR.C，则R.AR.(B,C)。（√）(7)如果R.BR.A，R.CR.A，则R.(B,C)R.A。（√）(8)如果R.(B,C)R.A，则R.BR.A，R.CR.A。（×）习题五1．简述数据库设计的几个阶段及其研究的目的.答：（1）需求分析阶段：需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步。需求分析是否做得充分与准确，决定了在此基础上创建数据库及应用程序的速度与质量。需求分析做得不好，轻则使应用程序的开发反复性比较大，重则会导致整个数据库设计返工重做。无论那一种都将造成巨大的经济浪费，给企业、单位和个人造成一定程度的影响。因此，这一阶段必须认真对待。（2）概念结构设计阶段概念结构设计是整个数据库设计的关键。是系统分析员根据用户的需求进行综合、归纳与抽象后形成一个独立于具体DBMS的整体概念模型。它是对用户需求的一种总结与升华，它更能够体现用户需求的整体全貌。（3）逻辑结构设计阶段逻辑结构设计是将概念结构转换为所选择的DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。对于不同的数据库管理系统，本身支持的功能也不完全一样，所以一般要根据用户的需求选择一个合适的DBMS。一味地选择大型数据库将增加系统开销，同时也未必能真正发挥大型数据库的所有优势。（4）数据库物理设计阶段数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）。根据需求的不同，采取的数据处理方法也不同，而不同的方法效率将由存储结构与存取方法决定。但一般来说，在关系型数据库系统中，数据的存取对用户是透明的，故一般不再考虑物理设计这一问题。（5）数据库实施阶段在数据库实施阶段，设计人员运用DBMS（如SQLServer）提供的数据语言（一般为SQL语言）及前端开发环境（如VisualBasic、Delphi等），根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。（6）数据库运行和维护阶段数据库应用系统经过试运行后，即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。设计一个完善的数据库应用系统是不可能一蹴而就的，它往往是上述6个阶段的不断反复的过程。下面各节将分别介绍这6个阶段。2．理解数据流图的功能及其表示方法.答：数据流图符号及其含义符号含义数据源点或终点交换数据或处理数据存储数据流3．了解数据字典的作用及其表示方法.答：数据字典是各类数据描述的集合。对数据库设计来讲，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。因此在数据库设计中占有很重要的地位。数据字典通常包括数据项、数据结构，数据流和处理过程4个部分。其中数据项是数据的最小组成单位，若干个数据项可以组成一个数据结构，数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。4．解释术语:实体,实体集合,属性,关系.答：实体集合是一个具有相同属性的实体集合，由一个实体型的名字和一组属性来定义。实体型表示的实体集合中的任一实体称为该实体型的实例，简称实体。每个实体都有一些特征或性质，称为实体的属性。一个联系型的实体对应约束规定了该联系型所关联的实体间的对应关系。实体对应约束包括三种，分别为一对一约束(1：1)、一对多约束(1：N)和多对多约束(M：N)。5．什么是关系,关系模型是如何表示关系之间的对应关系的.答：（略）6．试述把E-R图转换成关系模型的转换规则。答：转换遵循如下原则：(1)一个实体型转换为一个关系模式，实体的属性就是关系模式的属性，实体的键即为关系模式的键。对于实体间联系，就要视1：1，1：N，M：N三种不同情况做不同的处理：(2)一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的键以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的键均是该关系的候选键。如果是与某一端实体对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系本身的属性。(3)若实体间的联系是1：N的，则可以与N端对应的关系模式合并，并在N端实体型转换的关系模式中加入1端实体型转换成的关系模式的键和联系的属性。若将1：N联系转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体转换成的关系模式的键以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的键为N端实体对应的关系模式的键。（4）若实体间的联系是M：N的，则将该联系转换为一个独立的关系模式，其属性为两端实体类型的键加上联系类型的属性，而关系的键为两端实体转换成的关系模式键的组合。7．试举一个关系的实例,分析关系之间的对应关系并画出完整的E-R图.答：（略）8．视图的集成主要考虑哪些方面.答：视图集成后形成一个整体的数据库概念结构，对该整体概念结构还必须进一步验证，确保它能

够满足下列条件：①整体概念结构内部必须具有一致性，即不能存在互相矛盾的表达。②整体概念结构能准确地反映原来的每个视图结构，包括属性、实体及实体间的联系。③整体概念结构能满足需要分析阶段所确定的所有要求。整体概念结构最终还应该提交给用户，征求用户和有关人员的意见，进行评审、修改和优化，然后把它确定下来，作为数据库的概念结构，作为进一步设计数据库的依据。9．规范化理论对数据库设计有什么指导意义？答：（参考5.4.3节）10．什么是数据库结构的物理设计？试述其具体步骤。答：对于给定的基本数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，称为物理设计。物理设计分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计。（1）存储记录结构设计：包括记录的组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。（2）确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记录聚簇”技术能满足这个要求。（3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径与辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助检索。（4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。（5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序就应当随之开始。数据物理独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改，当物理独立性未得到保证时，可能会发生对程序的修改。习题六1．数据安全的种类及其防范措施。答：在计算机系统中，安全措施一般是逐级进行控制。并且，除采用软件进行控制外还采用硬件进行控制。对于非法用户，一般采用如下的安全机制进行防范。①开机登录。②操作系统登录（如Windows2000或windowsNT操作系统）。③应用程序登录。2．数据并发控制的优点是什么？采用的机制是什么，它有什么特点？答：在多用户共享系统中，当多个用户并发地存取数据库时就会产生多个事务同时存取同一数据的情况，即并发操作。DBMS用正确的方式调度并发操作，使一个用户事务的执行不受其他事务的干扰，避免存取和存储不正确的数据，保证数据库数据的一致性。数据库管理系统提供的并发控制机制是封锁。即事务T在对某个数据对象例如表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其他的事务不能更新此数据对象。确切的控制由封锁的类型决定。基本的封锁类型有两种：排它锁（ExclusiveLocks简称X锁）和共享锁（ShareLocks简称S锁）。排它锁又称为写锁。若事务T对数据对象A加X锁，则只允许T读取和修改A，其他任何事务都不能再对A加任何锁，直到T释放A上的锁。这就保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A。共享锁又称为读锁。若事务T对数据对象A加S锁，则事务T可以读取A但不能修改A，其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。这就保证了其他事务可以读A，但在T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。3．数据备份的作用是什么，有哪种方式。答：转储是指DBA将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。一旦系统发生介质故障，数据库遭到破坏，可以将后备副本重新装入，把数据库恢复起来。4．试述SQLServer的安全机制。答：SQLServer的安全性管理是建立在登录认证和访问许可机制上的。登录认证是用于确定SQLServer的登录账号和密码是否正确。另外，登录认证通过的用户还需要获取访问数据库的权限，才能对数据库进行权限许可范围之内的各种操作，这种权限由用户账号决定。在一个SQLServer数据库中，用户ID惟一标识一个用户，用户对数据的访问权限以及对数据库对象的所有关系都是通过用户账号来控制。在数据库中，用户账号与登录账号是两个不同的概念。一个合法的登录账号只表明该账号通过了NT认证或SQLServer认证，但不能表明他可以对数据库数据和数据对象进行某些操作，所以一个登录账号总是与一个或多个数据库用户账号相对应，这样才可以访问数据库。习题七1.试述主存储器和辅助存储器有何区别。答：主存储器是主存，数据库通常存储在辅助存储器上。目前数据库系统使用的辅助存储器主要是磁盘存储器和磁带存储器（参考7.1.1节）。2.试述数据库管理系统的数据字典的内容及主要作用。答：关系数据库管理系统的数据字典存储以下五类信息：①与关系模式有关的信息：关系名、属性名、属性数据类型、键属性等。②与视图描述有关的信息。③与关系的存储结构和存取方法有关的信息。④与完整性约束有关的信息。⑤与安全性有关的信息，即各类用户对数据库的操作权限。数据字典用来存储数据库中存储的数据对象的描述信息和数据库管理系统需要的控制信息。数据对象的描述信息包括概念模式、内模式、外模式以及它们之间的映像的描述。数据库管理系统需要的控制信息包括查询优化、安全性检查、用户权限验证、事务处理、报告生成、约束验证、数据定义和操纵语言编译等系统程序模块所需要的信息。3.比较关系代数各种连接算法的优缺点。答：●修改笛卡儿积的大关系算法来实现θ连接：磁盘存取块数BR(BS/(M-1))+BS+Bθ(Bθ是R和S的θ连接结果的块数）●循环嵌套算法（Nest-LoopJoin）：磁盘存取块数BR＋BRBS＋U●排序合并算法（Sort-MergeJoin）：磁盘存取块数O(BRlogMBR+BSlogMBS+BR+BS+U)如果关系R和S的元组已经在连接属性R.Ai和S.Bj上物理地排序，设R.Ai和S.Bj中至少有一个是键属性，按照排序顺序扫描R和S；查找在R.Ai和S.Bj上具有相同值的R和S的元组，进行连接。磁盘存取块数：BR＋BS＋U。如果R.Ai和S.Bj都不是键属性，上述算法做一点小的修改。Hash连接算法(HashJoin)第一阶段：扫描R和S，使用定义在连接属性上的Hash函数把R和S的元组分别构造成Hash文件HR和HS。第二阶段：对于HR和HS的每对对应Hash桶，考察其中R和S的元组在连接属性上的值，产生R和S的连接结果。●索引连接算法：仍然考虑关系R(A1,...,Ai,...,A

n)和S(B1,...,Bj,...,Bm)的连接，R.Ai=S.Bj是连接条件。若S在属性Bj上具有聚集索引，索引文件名为IS：设I是S.Bj的连接值域大小，S在连接值域上均匀分布,R.Ai的连接值域是S.Bj的连接值域的子集合l对于R的每个元组，算法平均需要读S的BS/I个数据块，总的需要读取S的TRBS/I个数据块。如果不计索引文件IS的存取数据块数，算法需要存取的数据块数是：BR+(TRBS)/I+U，其中U是连接结果T的数据块数。若R和S都在连接属性上具有聚集索引；设IXR和IXS分别是R和S在R.Ai和S.Bj上的索引文件；IXS中的元素数小于IXR中的元素数。如果不计索引文件的存取数据块数，算法需要存取的数据块数至多是O(I×(TR/J+TS/I)+U),其中，U是连接结果T的数据块数。4.试述查询优化在关系数据库中的重要性和可能性。答：（参考7.4.1节）5.对学生—课程数据库有如下的查询，以完成查询所有IS学院选修课程名：SELECTCnameFROMStudent,Course,SCWHEREStudent.Sno=SC.SnoANDSC.Cno=Course.CnoANDStudent.Sdept=’IS’;试画出用关系代数表示的语法树，并用关系代数表达式优化算法对原始的语法树进行优化处理，画出优化后的标准语法树。答：（1）初始关系代数表达式：E1=cname(student.sno=sc.sno∧sc.cno=course.cno∧student.sdept=’IS’(Student╳SC╳Course))（2）初始查询树，如图(a)所示。cnameStudent(Sno,sname,age,sex,sdept)（a）（b）（3）使用选择串接律（规律1），将多个单独的选择操作，以使单个选择操作尽可能沿查询树下移。尽早执行选择操作，以减少中间计算结果。如图(b)所示。(4)利用投影串接律，交换律和分配律（规律3、4、9、11）,将查询树上的投影操作尽可能下移，以便尽早执行投影操作，减少中间计算结果。如图(c)所示。cname（c）（5）根据连接操作的结合律和交换律，以连接操作代替相邻的选择和笛卡尔乘积操作。如图(d)所示。（d）6．试述RSBMS查询优化的一般准则。答：规则1：选择和投影操作尽早执行。这条规则可以减少查询中间结果的数据量，从而减少查询的执行时间。可以使用规律4，8和10对给定表达式进行等价变换，使选择操作尽早执行。规则2：把某些选择操作与邻接的笛卡儿积相结合，形成一个连接操作。相同关系上的连接操作，特别是等值连接操作要远比笛卡儿积节省时间。规则3：同时执行相同关系上的多个选择和投影操作。同时执行同一关系上的多个选择和投影操作可以避免同一关系的重复扫描。规则4：把投影操作与邻接操作结合起来执行。这样可以节省为单独完成投影操作而进行的关系扫描。规则5：提取公共表达式。如果一个反复出现的公共表达式的结果不是一个很大的关系，而且从外存读入它的时间小于计算它的时间，可以只计算一次这个表达式并存储其结果，以后遇到该表达式时不必重新计算。这样可以减少查询的处理时间。7．试述RDBMS查询优化的一般步骤。答：Step1使用选择串接律（规律1），将多个单独的选择操作，以使单个选择操作尽可能沿查询树下移。尽早执行选择操作，以减少中间计算结果。Step2 根据选择操作的交换律和分配律（规律2、4、8、10）将查询树上的每个选择操作尽可能移向叶节点，以便尽早执行选择操作。Step3利用投影串接律，交换律和分配律（规律3、4、9、11）,将查询树上的投影操作尽可能下移，以便尽早执行投影操作，减少中间计算结果。Step4使用选择投影串接律和交换律（规律1、3和4）把串接的多个选择或多个投影组合为单个选择或投影操作（目的是使多个选择或投影操作只需一次关系扫描就可完成）Step5根据连接操作的结合律和交换律，使用规律7，重新安排查询树中的叶结点，使得具有最小范围选择操作的叶结点先执行。最小范围选择操作：执行此操作后，产生的结果关系最小（所含元组最少）。Step6以连接操作代替相邻的选择和笛卡尔乘积操作Step7 将最后的查询树分解为多个子树，使子树中的各操作可以采用流水线方式执行，以减少对外设的访问次数。习题八1．答：在C/S结构中，整个应用软件系统被逻辑地划分为两个部分：客户端和服务器端。客户端运行用户的应用软件，服务器端运行DBMS。客户端和服务器端一般都安装在不同的计算机系统中，并通过网络线路进行物理连接。由于数据库应用系统的特点，在客户/服务器体系结构中往往存在多个客户端系统同时与一个服务器端连接。客户端系统中可以安装相同或不同的应用软件去共享服务器数据。2．答：B/S结构形成的动力(1)传统的两层C/S结构可能导致客户端过于臃肿，而服务器端变成单纯的数据库服务器。(2)在传统的C/S结构基础上出现了三层C/S结构。(3)Internet及WWW技术广泛应用于传统的数据库应用系统中，使得B/S结构的应用与推广变为可行。B/S结构与C/S结构的相同点(1)都将应用软件划分为两个或三个部分部分：客户端和服务器端，客户端与服务器通过网络线路连接。(2)服务器端一般都运行数据库服务器，客户端通过相同的访问技术访问服务器端数据库。B/S结构与C/S结构的区别(1)B/S结构的软件系统都是三层结构，而C/S结构可以省略应用服务器层，即采用两层C/S结构。(2)C/S结构的软件系统的客户端一般都是标准的应用程序，而B/S结构的客户端是网页形式的应用系统。3．答：ODBC接口是一组应用程序接口程序库。应用程序通过OLEDB、ADO、JDBC等技术调用这些接口函数，能够连接和访问数据库服务器。同时，ODBC接口隐藏了数据库服务器的内部技术细节，能够使客户端软件易于开发和移植。4．答：ODBC用户数据源只对当前用户可见，而系统数据源对所有用户都可见。文件数据源将连接信息保存在文本文件中，所以只要将文件数据源复制到装有正确ODBC驱动程序的任何计算机上，应用程序都可以有一致而准确的连接信息。5．（略）6．（略）7．（略）