自學(xué)考試數(shù)據(jù)庫原理課程課后答案

自學(xué)考試數(shù)據(jù)庫原理課程課后答案

數(shù)據(jù)庫原理之?dāng)?shù)據(jù)庫概論課后習(xí)題及答案...........................................2

1.1名詞解釋...............................................................2

1.2文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有些什么缺陷？試舉例說明。.....................4

1.3數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理有些什么特點？....................................4

1.4你怎樣理解實體、屬性、記錄、字段這些概念的類型和值的差別？試舉例說明。

...........................................................................................................................................................5

1.5邏輯記錄與物理記錄，邏輯文件與物理文件有些什么聯(lián)系和區(qū)別？...........5

1.6為某百貨公司設(shè)計一個ER模型。.........................................6

1.7試述ER模型、層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷闹饕攸c。....7

1.8試述概念模式在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中的重要地位。................................8

1.9數(shù)據(jù)獨立性與數(shù)據(jù)聯(lián)系這兩個概念有什么區(qū)別？............................8

1.10試述DBMS在用戶訪問數(shù)據(jù)庫過程中所起的作用............................8

1.11試述DBMS的主要功能。.................................................8

1.12試敘DBMS對數(shù)據(jù)庫的保護(hù)功能。.......................................9

1.13試敘DBMS對數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能。.......................................9

1.14從模塊結(jié)構(gòu)看，DBMS由哪些部分組成？.................................9

1.15DBS由哪幾個部分組成？..............................................10

1.16什么樣的人是DBA?DBA應(yīng)具有什么素質(zhì)？DBA的職責(zé)是什么？............10

1.17試對DBS的全局結(jié)構(gòu)作詳細(xì)解釋。.......................................10

1.18使用DBS的用戶有哪兒類？.............................................10

1.19DBMS的查詢處理器有哪些功能？........................................11

1.20DBMS的存儲處理器有哪些功能？.......................................11

1.21磁盤存儲器中有哪四類主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？.................................11

數(shù)據(jù)庫原理之關(guān)系模型課后習(xí)題及答案.............................................12

2.1名詞解釋.............................................................12

2.2為什么關(guān)系中的元組沒有先后順序?.......................................13

2.3為什么關(guān)系中不允許有重復(fù)元組？.........................................13

2.4關(guān)系與普通的表格、文件有什么區(qū)別？....................................13

2.5笛卡爾積、等值聯(lián)接、自然聯(lián)接三者之間有什么區(qū)別？.....................13

2.6設(shè)有關(guān)系R和S（如下：）..............................................14

2.7設(shè)有關(guān)系R和S（如下：）..............................................................................................15

2.8如果R是二元關(guān)系，那么下列元組表達(dá)式的結(jié)果是什么？....................15

試用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式表示下列查詢語句。（見下一題）...........................16

數(shù)據(jù)庫原理之關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL語言課后習(xí)題及答案..................................19

數(shù)據(jù)庫原理之關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式設(shè)計課后習(xí)題及答案................................29

數(shù)據(jù)庫原理之?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計課后習(xí)題及答案..........................................44

數(shù)據(jù)庫原理之?dāng)?shù)據(jù)庫保護(hù)課后習(xí)題及答案..........................................50

數(shù)據(jù)庫原理之分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課后習(xí)題及答案....................................63

數(shù)據(jù)庫原理之?dāng)?shù)據(jù)庫概論課后習(xí)題及答案

1.1名詞解釋

(DDB：即數(shù)據(jù)庫(Database),是統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DB能為各種用戶共享，具

有最小冗余度，數(shù)據(jù)間聯(lián)系密切，而又有較高的數(shù)據(jù)獨立性。

(2)DBMS：即數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystem),是位于用戶與操作系統(tǒng)之間

的一層數(shù)據(jù)管理軟件，為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、

更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、

面向?qū)ο笮虳BMS。

(3)DBS:即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DatabaseSystem),是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方

便多用戶訪問的計算機(jī)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機(jī)系

統(tǒng)。

(4)1：1聯(lián)系：如果實體集E1中的每個實體最多只能和實體集E2中的一個實體有聯(lián)系，反

之亦然，那么實體集E1對E2的聯(lián)系稱為“一對■-聯(lián)系”，記為“1：1”。

(5)1：N聯(lián)系：如果實體集EI中每個實體與實體集E2中任意個(零個或多個)實體有聯(lián)

系，而E2中每個實體至多和E1中的一個實體有聯(lián)系，那么E1對E2的聯(lián)系是“一對多聯(lián)

系”，記為"1：N”。

(6)M：N聯(lián)系：如果實體集E1中每個實體與實體集E2中任意個(零個或多個)實體有聯(lián)

系，反之亦然，那么E1對E2的聯(lián)系是“多對多聯(lián)系”，記為“M：N”。

(7)數(shù)據(jù)模型：模型是對現(xiàn)實世界的抽象。在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，表示實體類型及實體類型間聯(lián)

系的模型稱為“數(shù)據(jù)模型它可分為兩種類型：概念數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。

(6)概念數(shù)據(jù)模型：是獨門于計算機(jī)系統(tǒng)的模型，完全不涉及信息在系統(tǒng)中的表示，只是

用來描述某個特定組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)。

(9)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型：是直接面向數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)實世界的第二層抽象。這類模型

涉及到計算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，所以稱為“結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型”。結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型應(yīng)包含：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)完整性約束三部分。它主要有：層次、網(wǎng)狀、關(guān)系三種模型。

(10)層次模型：用樹型結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。

(11)網(wǎng)狀模型：用有向圖結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。

(12)關(guān)系模型：是目前最流行的數(shù)據(jù)庫模型。其主要特征是用二維表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實體集，

用外維表示實體間聯(lián)系。關(guān)系模型是由若干個關(guān)系模式組成的集合。

(13)概念模式：是數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。它由若干個概念記錄類型組

成。概念模式不僅要描述概念記錄類型，還要描述記錄間的聯(lián)系、操作、數(shù)據(jù)的完整性、

安全性等要求。

(14)外模式：是用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口，是用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。

(15)內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫在物理存儲方面的描述，定義所有的內(nèi)部記錄類型、索引和文件的

組成方式，以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié)。

(16)模式/內(nèi)模式映象：這個映象存在于概念級和內(nèi)部級之間，用于定義概念模式和內(nèi)模式

間的對應(yīng)性，即概念記錄和內(nèi)部記錄間的對應(yīng)性。此映象一般在內(nèi)模式中描述。

(17)外模式/模式映象：這人映象存在于外部級和概念級之間，用于定義外模式和概念模式

間的對應(yīng)性，即外部記錄和內(nèi)部記錄間的對應(yīng)性。此映象都是在外模式中描述。

(18)數(shù)據(jù)獨立性：在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，數(shù)據(jù)獨立性是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間相互獨立，不受

影響。數(shù)據(jù)獨立性分成物理數(shù)據(jù)獨立性和邏輯數(shù)據(jù)獨立性兩級。

(19)物理數(shù)據(jù)獨立性：如果數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式要進(jìn)行修改，即數(shù)據(jù)庫的存儲設(shè)備和存儲方法

有所變化，那么模式/內(nèi)模式映象也要進(jìn)行相應(yīng)的修改，使概念模式盡可能保持不變。也就

是對模式的修改盡量不影響概念模式。

(20)邏輯數(shù)據(jù)獨立性：如果數(shù)據(jù)庫的概念模式要進(jìn)行修改(如增加記錄類型或增加數(shù)據(jù)項)，

那么外模式/模式映象也要進(jìn)行相應(yīng)的修改，使外模式盡可能保持不變。也就是對概念模式

的修改盡量不影響外模式和應(yīng)用程序。

(21)宿主語言：在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，編寫應(yīng)用程序的語言仍然是一些高級程序設(shè)計語言，這

些語言稱為宿主語言(hostlanguage),簡稱主語言。

(22)DDL：數(shù)據(jù)定義語言(DataDefinitionLanguage),用于定義數(shù)據(jù)庫的三級結(jié)構(gòu)，包括外模

式、概念模式、內(nèi)模式及其相互之間的映象，定義數(shù)據(jù)的完整性、安全控制等約束。

(23)DML：數(shù)據(jù)操縱語言(DataManipulationLanguage),由DBMS提供，用于讓用戶或程序

員使用，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作。DML分成交互型DML和嵌入型DML兩類。依據(jù)

語言的級別，DML又可分成過程性DML和非過程性DML兩種。

(24)交互型DML：如果DML自成系統(tǒng)，可在終端上直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，這種DML

稱為交互型DML。

(25)嵌入型DML：如果DML嵌入在主語言中使用，此時主語言是經(jīng)過擴(kuò)充能處理DML

語句的語言，這種DML稱為嵌入型DML。

(26)過程性DML：用戶編程時，不僅需要指出“做什么”(需要什么樣的數(shù)據(jù))，還需要指

出“怎么做”(怎么獲得數(shù)據(jù))。層狀、網(wǎng)狀的DML屬于過程性語言。

(27)非過程性DML：用戶編程時，只需要指出“做什么”，不需要指出“怎么做

Notice:以上關(guān)于DML的各個概念單獨出現(xiàn)時，首先要解釋DML的含義。

(28)DD：數(shù)據(jù)字典(DataDictionary),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中存放三級結(jié)構(gòu)定義的數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)字

典。對數(shù)據(jù)庫的操作都要通過訪問DD才能實現(xiàn)。

(29)DD系統(tǒng)：管理DD的實用程序稱為“DD系統(tǒng)”。

1.2文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有些什么缺陷？試舉例說明。

文件系統(tǒng)有三個缺陷：

(1)數(shù)據(jù)冗余性(redundancy)。由于文件之間缺乏聯(lián)系，造成每個應(yīng)用程序都有對應(yīng)的

文件，有可能同樣的數(shù)據(jù)在多個文件中重復(fù)存儲。

(2)數(shù)據(jù)不一致性(inconsistency)。這往往是由數(shù)據(jù)冗余造成的，在進(jìn)行更新操作時，

稍不謹(jǐn)慎，就可能使同樣的數(shù)據(jù)在不同的文件中不一樣。

(3)數(shù)據(jù)聯(lián)系弱(poordatarelationship)。這是由文件之間相互獨立，缺乏聯(lián)系造成的。

1.3數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理有些什么特點？

(1)采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(2)有較高的數(shù)據(jù)獨立性(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分成用戶的邏輯結(jié)構(gòu)、整體邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)三級)

（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供方便的用戶接口，可以使用查詢語言、終端命令或程序方式操

作數(shù)據(jù)，也可以用程序方式操作數(shù)據(jù)庫。

（4）系統(tǒng)提供了四個方面的數(shù)據(jù)控制功能：數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)

安全性，以保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是安全的、正確的和可靠的。

（5）對數(shù)據(jù)的操作不一定以記錄為單位，還可以數(shù)據(jù)項為單位，增加了系統(tǒng)的靈活性。

1.4你怎樣理解實體、屬性、記錄、字段這些概念的類型和值的差

別？試舉例說明。

實體（entity）：是指客觀存在可以相互區(qū)別的事物。實體可以是具體的對象，如：一個學(xué)

生，一輛汽車等；也可以是抽象的事件，如：一次借書、一場足球賽等。

屬性（attribute）:實體有很多特性，每一個特性稱為屬性。每個屬性有一個值域，其類型

可以是整數(shù)型、實數(shù)型、字符串型。比如，學(xué)生（實體）有學(xué)號、姓名、年齡、性別等屬性,

相應(yīng)值域為字符、字符串、整數(shù)和字符串型。

鍬（field）:標(biāo)記實體屬性的命名單位稱為字段或數(shù)據(jù)項。它是可以命名的最小信息單位,

所以又稱為數(shù)據(jù)元素或初等項。字段的命名往往和屬性名相同，比如，學(xué)生有學(xué)號、姓名、

年齡、性別等字段。

記錄（record）:字段的有序集合稱為記錄。一般用一個記錄描述一個實體，所以記錄又可

以定義為能完整地描述一個實體的字段集。如：?個學(xué)生記錄，由有序的字段集（學(xué)號、姓

名、年齡、性別等）組成。

1.5邏輯記錄與物理記錄，邏輯文件與物理文件有些什么聯(lián)系和區(qū)

別？

聯(lián)系：

（1）邏輯記錄與物理記錄都是記錄，是字段的有序集合；

（2）邏輯文件與物理文件都是文件，是同一類記錄的匯集。

區(qū)別:

（1）邏輯記錄與邏輯文件是邏輯數(shù)據(jù)描述，物理記錄與物理文件是物理數(shù)據(jù)描述。

（2）物理數(shù)據(jù)描述是指數(shù)據(jù)在存儲設(shè)備上的存儲方式，物理記錄、物理文件（還有物理聯(lián)

系、物理結(jié)構(gòu)等術(shù)語），都是用來描述實際存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)。

（3）邏輯數(shù)據(jù)描述是指程序員或用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念化數(shù)據(jù)。邏輯記

錄、邏輯文件（還有邏輯聯(lián)系、邏輯結(jié)構(gòu)等術(shù)語），都是用戶觀點的數(shù)據(jù)描述。

1.6為某百貨公司設(shè)計一個ER模型。

百貨管轄若干個連鎖商店，每家商店經(jīng)營若干商品，每家商店有若干職工，但每個職工只能服

務(wù)于一家商店。實體類型“商店”的屬性有：商店編號，店名，店址，店經(jīng)理。實體類型“商品”

的屬性有：商品編號，商品名，單價，產(chǎn)地。實體類型“職工”的屬性有：職工編號，職工名，性

別，工資。在聯(lián)系中應(yīng)反映出職工參加某商店工作的開始時間，商店銷售商品的月銷售量。

試畫出反映商店、商品、職工實體類型及聯(lián)系類型的ER圖，并將其轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集。

實體：商店（商店編號，店名，店址，店經(jīng)理）

商品（商品編號，商品名，單價，產(chǎn)地）

職工（職工編號，職工名，性別，工資）

聯(lián)系：SC（商店一商品之間1：N的聯(lián)系，聯(lián)系屬性為“職工參加商店工作的開始時間”。

SE（商店一職工之間1：N的聯(lián)系），聯(lián)系屬性為“月銷售量”。

ER圖:

關(guān)系模式集：商店模式(商店編號，店名，店址，店經(jīng)理)

商品模式(商品編號，商品名，單價，產(chǎn)地，商店編號，月銷售量)

職工模式(職工編號，職工名，性別，工資，商店編號，開始時間)

1.7試述ER模型、層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

的主要特點。

ER模型的主要特點：

(1)優(yōu)點：接近于人的思維，容易理解；與計算機(jī)無關(guān)，用戶容易接受。

(2)缺點：只能說明實體間語義的聯(lián)系，不能進(jìn)一步說明詳細(xì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

層次模型的特點：

(1)優(yōu)點：記錄之間的聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，查詢效率較高。

(2)缺點：只能表示1：N聯(lián)系，實現(xiàn)M:N結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；由于層次順序的嚴(yán)格和復(fù)雜，

引起數(shù)據(jù)的查詢和更新操作也很復(fù)雜。

網(wǎng)狀模型的特點：

(1)優(yōu)點：記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)，M：N聯(lián)系也容易實現(xiàn)(每個M：N聯(lián)系可拆

成兩個1：N聯(lián)系)，查詢效率較高。

(2)缺點：編寫應(yīng)用程序比較復(fù)雜，程序員必須熟悉數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)。

關(guān)系模型的特點：

用關(guān)維碼而不是用指針導(dǎo)航數(shù)據(jù)，表格簡單，用戶易懂，編程時并不涉及存儲結(jié)構(gòu)、訪

問技術(shù)等細(xì)節(jié)。

1.8試述概念模式在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中的重要地位。

概念模式是數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。它由若干個概念記錄類型組成。

概念模式不僅要描述概念記錄類型，還要描述記錄間的聯(lián)系、操作、數(shù)據(jù)的完整性、安全性

等要求。數(shù)據(jù)按外模式的描述提供給用戶，按內(nèi)模式的描述存儲在磁盤中，而概念模式提

供了連接這兩級的相對穩(wěn)定的中間觀點，并使得兩級的任何一級的改變都不受另一級的牽

制。

1.9數(shù)據(jù)獨立性與數(shù)據(jù)聯(lián)系這兩個概念有什么區(qū)別？

數(shù)據(jù)獨立性是指應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間相互獨立，不受影響。

數(shù)據(jù)聯(lián)系是指同一記錄內(nèi)部各字段間的聯(lián)系，以及記錄之間的聯(lián)系。

1.10試述DBMS在用戶訪問數(shù)據(jù)庫過程中所起的作用.

用戶對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，DBMS把操作從應(yīng)用程序帶到外部級、概念級、再導(dǎo)向內(nèi)部級,

進(jìn)而操作存儲器中的數(shù)據(jù)。

(結(jié)合P22“用戶訪問數(shù)據(jù)的過程”來理解)

1.11試述DBMS的主要功能。

DBMS的主要功能有：

(1)數(shù)據(jù)庫的定義功能

(2)數(shù)據(jù)庫的操縱功能

(3)數(shù)據(jù)庫的保護(hù)功能

(4)數(shù)據(jù)庫的存儲管理

(5)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能

(6)數(shù)據(jù)字典

1.12試敘DBMS對數(shù)據(jù)庫的保護(hù)功能。

DBMS對數(shù)據(jù)庫的保護(hù)主要通過四個方面實現(xiàn)：

(1)數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)。

(2)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制。

(3)數(shù)據(jù)庫的完整性控制。

(4)數(shù)據(jù)庫的安全性控制。

1.13試敘DBMS對數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能。

DBMS中有一些程序提供給數(shù)據(jù)庫管理員運行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時使用，這些程序起著數(shù)據(jù)庫維

護(hù)的功能。

主要有四個實用程序：

(1)數(shù)據(jù)裝載程序(loading)

(2)備份程序(backup)

(3)文件重組織程序

(4)性能監(jiān)控程序

1.14從模塊結(jié)構(gòu)看，DBMS由哪些部分組成？

從模塊結(jié)構(gòu)看，DBMS由兩大部分組成：查詢處理器和存儲管理器

(1)查詢處理器有四個主要成分：DDL編譯器，DML編譯器，嵌入型DML的預(yù)編譯

器，查詢運行核心程序

(2)存儲管理器有四個主要成分：授權(quán)和完整性管理器，事務(wù)管理器，文件管理器，

緩沖區(qū)管理器

(以上幾題具體可參照書上p20-21)

1.15DBS由哪幾個部分組成？

DBS由四部分組成：數(shù)據(jù)庫、硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫管理員。

1.16什么樣的人是DBA?DBA應(yīng)具有什么素質(zhì)？DBA的職責(zé)是什

么？

DBA是控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的人，負(fù)責(zé)DBS的正常運行。DBA可以是一個人，在大型系

統(tǒng)中也可以是由幾個人組成的小組。DBA承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)整個數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的責(zé)任。

DBA應(yīng)具有下列素質(zhì)：

(1)熟悉企業(yè)全部數(shù)據(jù)的性質(zhì)和用途；

(2)對用戶的需求有充分的了解；

(3)對系統(tǒng)的性能非常熟悉。

DBA的主要職責(zé)有五點：

(1)概念模式定義

(2)內(nèi)模式定義

(3)根據(jù)要求修改數(shù)據(jù)庫的概念模式和內(nèi)模式

(4)對數(shù)據(jù)庫訪問的授權(quán)

(5)完整性約束的說明

1.17試對DBS的全局結(jié)構(gòu)作詳細(xì)解釋。

參照教材p24-25?

1.18使用DBS的用戶有哪幾類？

使用DBS的用戶有四類：

1)DBA

2）專業(yè)用戶

3）應(yīng)用程序員

4）最終用戶

1.19DBMS的查詢處理器有哪些功能？

DBMS的查詢處理器可分成四個成分：

1）DML編譯器

2）嵌入型DML的預(yù)編譯器

3）DDL編譯器

4）查詢運行核心程序

（各成分功能參照P24）

1.20DBMS的存儲處理器有哪些功能？

DBMS的存儲處理器提供了應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的界面，可分成四個成分:

1）授權(quán)和完整性管理器

2）事務(wù)管理器

3）文件管理器

4）緩沖區(qū)管理器

（各成分功能參照P25）

1.21磁盤存儲器中有哪四類主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？

數(shù)據(jù)文件:存儲了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)字典（DD）：存儲三級結(jié)構(gòu)的描述；

索引文件：為提高查詢速度而設(shè)置的邏輯排序手段；

統(tǒng)計數(shù)據(jù)組織：存儲DBS運行時統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫原理之關(guān)系模型課后習(xí)題及答案

2.1名詞解釋

(1)關(guān)系模型：用二維表格結(jié)構(gòu)表示實體集，外鍵表示實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。

(2)關(guān)系模式：關(guān)系模式實際上就是記錄類型。它的定義包括：模式名，屬性名，值域名以

及模式的主鍵。關(guān)系模式不涉及到物理存儲方面的描述，僅僅是對數(shù)據(jù)特性的描述。

(3)關(guān)系實例：元組的集合稱為關(guān)系和實例，一個關(guān)系即一張二維表格。

(4)屬性：實體的一個特征。在關(guān)系模型中，字段稱為屬性。

(5)域：在關(guān)系中，每一個屬性都有一個取值范圍，稱為屬性的值域，簡稱域。

(6)元組：在關(guān)系中，記錄稱為元組。元組對應(yīng)表中的一行；表示一個實體。

(7)超鍵：在關(guān)系中能唯一標(biāo)識元組的屬性集稱為關(guān)系模式的超鍵。

(8)候選鍵：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。

(9)主鍵：用戶選作元組標(biāo)識的一個候選鍵為主鍵。(單獨出現(xiàn)，要先解釋“候選鍵”)

(10)外鍵：某個關(guān)系的主鍵相應(yīng)的屬性在另一關(guān)系中出現(xiàn)，此時該主鍵在就是另一關(guān)系的外

鍵，如有兩個關(guān)系S和SC,其中S#是關(guān)系S的主鍵，相應(yīng)的屬性S#在關(guān)系SC中也出現(xiàn)，

此時S#就是關(guān)系SC的外鍵。

(11)實體完整性規(guī)則：這條規(guī)則要求關(guān)系中元組在組成主鍵的屬性上不能有空值。如果出

現(xiàn)空值，那么主鍵值就起不了唯一標(biāo)識元組的作用。

(12)參照完整性規(guī)則：這條規(guī)則要求“不引用不存在的實體”。其形式定義如下：如果屬性

集K是關(guān)系模式R1的主鍵，K也是關(guān)系模式R2的外鍵，那么R2的關(guān)系中，K的取值只

允許有兩種可能，或者為空值，或者等于R1關(guān)系中某個主鍵值。這條規(guī)則在使用時有三

點應(yīng)注意：1)外鍵和相應(yīng)的主鍵可以不同名，只要定義在相同值域上即可。2)R1和R2也

可以是同一個關(guān)系模式，表示了屬性之間的聯(lián)系。3)外鍵值是否允許空應(yīng)視具體問題而定。

(13)過程性語言：在編程時必須給出獲得結(jié)果的操作步驟，即“干什么”和“怎么干”。如Pascal

和C語言等。

(14)非過程性語言：編程時只須指出需要什么信息，不必給出具體的操作步驟。各種關(guān)系

查詢語言均屬于非過程性語言。

(15)無限關(guān)系：當(dāng)一個關(guān)系中存在無窮多個元組時，此關(guān)系為無限關(guān)系。如元組表達(dá)式

｛由R(t))表示所有不在關(guān)系R中的元組的集合，這是一個無限關(guān)系。

(16)無窮驗證：在驗證公式時需對無窮多個元組進(jìn)行驗證就是無窮驗證。如驗證公式(W

u)(P(u))的真假時需對所有的元組u進(jìn)行驗證，這是一個無窮驗證的問題。

2.2為什么關(guān)系中的元組沒有先后順序？

因為關(guān)系是一個元組的集合，而元組在集合中的順序無關(guān)緊要。因此不考慮元組間的順

序，即沒有行序。

2.3為什么關(guān)系中不允許有重復(fù)元組？

因為關(guān)系是?個元組的集合，而集合中的元素不允許重復(fù)出現(xiàn)，因此在關(guān)系模型中對關(guān)

系作了限制，關(guān)系中的元組不能重復(fù)，可以用鍵來標(biāo)識唯一的元組。

2.4關(guān)系與普通的表格、文件有什么區(qū)別？

關(guān)系是一種規(guī)范化了的二維表格，在關(guān)系模型中，對關(guān)系作了下列規(guī)范性限制：

1)關(guān)系中每一個屬性值都是不可分解的。

2)關(guān)系中不允許出現(xiàn)相同的元組(沒有重復(fù)元組)。

3)由于關(guān)系是?個集合，因此不考慮元組間的順序，即沒有行序。

4)元組中，屬性在理論上也是無序的，但在使用時按習(xí)慣考慮列的順序。

2.5笛卡爾積、等值聯(lián)接、自然聯(lián)接三者之間有什么區(qū)別？

笛卡爾積對兩個關(guān)系R和S進(jìn)行乘操作，產(chǎn)生的關(guān)系中元組個數(shù)為兩個關(guān)系中元組個

數(shù)之積。

等值聯(lián)接則是在笛卡爾積的結(jié)果上再進(jìn)行選擇操作，從關(guān)系R和S的笛卡兒積中選擇

對應(yīng)屬性值相等的元組:

自然連接則是在等值聯(lián)接（以所有公共屬性值相等為條件）的基礎(chǔ)上再行投影操作，并去

掉重復(fù)的公共屬性列。當(dāng)兩個關(guān)系沒有公共屬性時，自然連接就轉(zhuǎn)化我笛卡爾積。

2.6設(shè)有關(guān)系R和S（如下：）

RABCS：ABC

6745

5723

23

43

計算:

RUS,R-S,RAS,RXS,兀3,2⑸，B<C5'（R）-RXS,RMSO

2<2

RUSABCR-SABC

RCISABC

—

677

577723

23443

43

345

°5'?

RXSR.AR.BR.CS.AS.BS.C冗3,2⑸

3674ABC

672CB

~72~3

57351-r

5773443

32

72335

723723

5RMSR.AR.BR.CS.AS.BS.C

4432<2___________________________

4433

723345

RMS.ABC

723

2.7設(shè)有關(guān)系R和S(如下：)

RR黑sABc

XsABCs.

abbc

acabbd

ad

cbbc

cbccbbd

cbd

dea

°A=C(RXS)AR-BS.BC

abea

cbbc

debd

2.8如果R是二元關(guān)系，那么下列元組表達(dá)式的結(jié)果是什么？

{tl(3u)(R(t)AR(u)A(t[l]^u[l]Vt[2]#u[2]))}

這個表達(dá)式的意思是：從關(guān)系R中選擇元組，該元組滿足：第1分量值或第2分量值

至少有一個不等于其他某元組。由于R是二元關(guān)系，只有兩個分量，由于沒有重復(fù)元

組，上述條件顯然滿足。所以，這個表達(dá)式結(jié)果就是關(guān)系R。

2.9假設(shè)R和S分別是三元和二元關(guān)系，試把表達(dá)式n1,5(。2=4

V3=4(RXS))轉(zhuǎn)換成等價的：(1)漢語查詢句子；(2)元組表達(dá)式;

(3)域表達(dá)式。

(I)漢語表達(dá)式：

從RxS關(guān)系中選擇滿足下列條件的元組：

第2分量(R中第2分量)與第4分量(S中第1分量)值相等，或第3分量(R中第3

分量)與第4分量(S中第1分量)值相等；并取第1列與第5列組成的新關(guān)系。

(2)元組表達(dá)式：{tl(Bu)(3v)(R(u)AS(v)A(u[2]=v[l]Vu[3]=v[l])At[l]=u[l]At[2]=v[2])}

(3)域表達(dá)式:{xvl(3y)(3z)(3u)(R(xyz)AS(uv)A(y=uVz=u))}

2.10假設(shè)R和S都是二元關(guān)系，試把元組表達(dá)式{HR(t)A0u)(S(u)八

uU]#[2])}轉(zhuǎn)換成等價的：(1)漢語查詢句子；(2)域表達(dá)式：(3)關(guān)系代數(shù)表達(dá)

式。

(1)漢語表達(dá)式:選擇R關(guān)系中元組第2分量值不等于S關(guān)系中某元組第1分量值的元組。

(2)域表達(dá)式:{xy0u)(3v)(R(xy)AS(uv)A(u/y)))

(3)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式：兀1.2(?25t3(RXS))

2.11試把域表達(dá)式{ablR(ab)AR(ba)}轉(zhuǎn)換成等價的：

(1)漢語查詢句子；(2)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式；(3)元組表達(dá)式。

(1)漢語查詢句子：選擇R中元組第1分量值與第2分量值互換后仍存在于R中的元組。

(2)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式：兀1，2(O1=4A2=3(RXR));

(3)元組表達(dá)式:{tl(3u)(R(t)AR(u)At[l]=u[2]At[2]=u[l])}

2.12設(shè)有兩個關(guān)系R(A,B,C)和S(D,E,F),試把下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)

換成等價的元組表達(dá)式：

(I)TTA(R)；(2RB=17(R);⑶RXS；(4)隊F(OC=D(RXS))

(l){tl(3u)(R(u)At[l]=u[l])}

(2){tlR(t)At[2]='17')}

(3){tl(3u)(3v)(R(u)AS(v)At[l]=u[l]At[2]=u[2]At[3]=u[3]At[4]=v[l]At[5]=v[2]A

tL6]=v[3])}

(4){tl(3u)(3v)((R(u)AS(v)Au[3]=v[l]At[l]=u[l]At[2]=v[3])}

2.13設(shè)有三個關(guān)系：

S(S#,SNAME,AGE,SEX)

SC(S#,C#,GRADE)

C(C#,CNAME,TEACHER)

試用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式表示下列查詢語句。(見下一題)

2.14試用元組表達(dá)式表示上題中各個查詢語句。

(1)檢索LIU老師所授課程的課程號、課程名。

兀C#,CNAME(0TEACHER='L1U'(C))

{tl(3u)(C(u)AC[31='LIU'At[l]=u[l]At[2]=u[2])}

⑵檢索年齡大于23歲的男學(xué)生的學(xué)號與姓名。

兀S#.SNAME(CAGE>'23"SEX="?(S))

⑶檢索學(xué)號為S3學(xué)生所學(xué)課程的課程名與任課教師名。

JtCNAME,TEACHER(O.S#='S3'(SCMC))

{tl(3U)(3v)(SC(u)AC(v)Au[l>'S3'Av[l]=u[2]At[l]=v[2]八t[2]=v[3])}

(4)檢索至少選修LIU老師所授課程中一門課程的女學(xué)生的姓名。

兀SNAMEBsEXgkATEACHERMLIulSMSCMC))

{tl&u)dv)0w)(S(u)ASC(v)AC(w)Au[4]=，女△v[l]=u[l]/\v[2]=wU]/\w[3]=，LIU'A

tfl]=u⑵)}

(5)檢索WANG同學(xué)不學(xué)的課程號。

JtC#(C)-7rc#(0SNAME='WANG'(SXSC))

或者，

7IC#(SC)-7tc#(OsNAME='WANG'(StXlSC))(全部課程號減去WANG同學(xué)所學(xué)的課程號)

{tl(3u)(Vv)(C(u)ASC(v)A(U[1]=V[2]=>(3W)(S(W)Aw[l]=v[l]AW[2]#wang'))At[1]=u[l]))

(從C中選擇滿足條件的元組：SC中的所有元組，如果學(xué)號與C中所選元組相同的話，其在S

中對應(yīng)的姓名肯定不是'wangl)

Notice:"pl=>p2”的含義是：如果pl為真，則p2為真。

(6)檢索至少選修兩門課程的學(xué)生學(xué)號。

兀S#(e=4A2#5(SCxSC))

SC自乘之后，再選擇(同一個學(xué)號中兩個課程號不同的元組)，投影。

{tl(3u)(3v)(SC(u)ASC(v)Au[l]=v[l]Au[2]^v[2])At[l]=u[l])

(7)檢索全部學(xué)生都選修的課程的課程號與課程名。

&#.CNAME(CXl(ZC#(SC)+7rs#(S)))(涉及到全部值時，應(yīng)用除法，“除數(shù)"是"全部")

{tl(￥U)(3V)(3w)(s(u)ASC(v)AC(w)Au[l]=v[l]Av[2]=w[1]At[1]=v[1]At[2]=V[2]))

(8)檢索選修課程包含LIU老師所授課程的學(xué)生學(xué)號。

兀S#(6TEACHER=，LIU,(SC1X1C))

{tl(3U)(3v)(SC(u)AC(v)Au[2]=v[l]Av⑶=LIU，At[l]=u[l]))

如果LIU老師有多門課程，則選修課程包含LIU老師所授全部課程的學(xué)生學(xué)號為：

兀#S.C#(SC)+7rc#(GTEACHER='LIU'(C))

2.15在教學(xué)數(shù)據(jù)庫S、SC、C中，用戶有一查詢語句：檢索女同學(xué)選修課程

的課程名和任課教師名。(1)試寫出該查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式；(2)試寫出查詢

優(yōu)化的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。

(1)兀CNAME/TEACHERSsEXnd'lSMSSdC))

(2)優(yōu)化為：7TCNAME-TEACHER(CtX17rc#(7Cs#.C#(SCjtXln：s#(OSEX=.<c.(S))))

(基本思路：盡量提前做選擇操作；在每個操作后，應(yīng)做個投影操作，去掉不用的屬性值。

2.16在2.15題中，

(1)畫出該查詢初始的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的語法樹。

(2)使用2.4.4節(jié)的優(yōu)化算法，對語法樹進(jìn)行優(yōu)化，并畫出優(yōu)化后的語法樹。

n

7T

CNAJffi,TEACHER

CNAME,TEACHER

o

SEX=＞女'

n

S#,SNAME,ACE,SEX,C#,

CNM&TEACHER,GRADE

OX

ISC.CQC.C#A9C.S#=S.S#

|SC.S?,SC.C#

sc?

ISEX=，攵

scc

該查詢初始的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的語法樹優(yōu)化后的語法樹

2.17為什么要對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化?

在美系代數(shù)運算中，各個運算所費時間和空間是不一樣的。如何安排若干關(guān)系的運算操作步

驟，直接影響到整個操作所需要的時間和空間。對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化，可以提高系統(tǒng)的

操作效率，達(dá)到執(zhí)行過程即省時間又省空間的目的。

數(shù)據(jù)庫原理之關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL語言課后習(xí)題及答案

3.1名詞解釋

(l)SQL模式：SQL模式是表和授權(quán)的靜態(tài)定義。一個SQL模式定義為基本表的集合。

個由模式名和模式擁有者的用戶名或賬號來確定，并包含模式中每一個元素(基本表、視圖、

索引等)的定義。

(2)SQL數(shù)據(jù)庫：SQL(StructuredQueryLanguage),即'結(jié)構(gòu)式查詢語言'，采用英語單詞表示

和結(jié)構(gòu)式的語法規(guī)則。一個SQL數(shù)據(jù)庫是表的匯集，它用一個或多個SQL模式定義。

(3)基本表：在SQL中，把傳統(tǒng)的關(guān)系模型中的關(guān)系模式稱為基本表(BaseTable)?；颈?/p>

是實際存儲在數(shù)據(jù)庫中的表，對應(yīng)一個關(guān)系。

(4)存儲文件：在SQL中，把傳統(tǒng)的關(guān)系模型中的存儲模式稱為存儲文件(StoredFile)。每

個存儲文件與外部存儲器上一個物理文件對應(yīng)。

⑸視圖：在SQL中，把傳統(tǒng)的關(guān)系模型中的子模式稱為視圖(View),視圖是從若干基本表

和(或)其他視圖構(gòu)造出來的表。

(6)行：在SQL中，把傳統(tǒng)的關(guān)系模型中的元組稱為行(row)。

(7)列：在SQL中，把傳統(tǒng)的關(guān)系模型中的屬性稱為列(coloumn)。

(8)實表：基本表被稱為“實表”，它是實際存放在數(shù)據(jù)庫中的表。

(9)虛表：視圖被稱為“虛表”，創(chuàng)建一個視圖時;只把視圖的定義存儲在數(shù)據(jù)詞典中，而不

存儲視圖所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

(10)相關(guān)子查詢：在嵌套查詢中出現(xiàn)的符合以下特征的子查詢：子查詢中查詢條件依賴于外

層查詢中的某個值，所以子查詢的處理不只一次，要反復(fù)求值，以供外層查詢使用。

(11)聯(lián)接查詢：查詢時先對表進(jìn)行笛卡爾積操作，然后再做等值聯(lián)接、選擇、投影等操作。

聯(lián)接查詢的效率比嵌套查詢低。

(12)交互式SQL：在終端交互方式下使用的SQL語言稱為交互式SQL。

(13)嵌入式SQL：嵌入在高級語言的程序中使用的SQL語言稱為嵌入式SQL。

(14)共享變量：SQL和宿主語言的接口。共享變量有宿主語言程序定義，再用SQL的

DECLARE語句說明，SQL語句就可引用這些變量傳遞數(shù)據(jù)庫信息。

(15)游標(biāo)：游標(biāo)是與某一查詢結(jié)果相聯(lián)系的符號名，用于把集合操作轉(zhuǎn)換成單記錄處理方式。

(16)卷游標(biāo)：為了克服游標(biāo)在推進(jìn)時不能返回的不便，SQL2提供了卷游標(biāo)技術(shù)。卷游標(biāo)在

推進(jìn)時不但能沿查詢結(jié)果中元組順序從頭到尾一行行推進(jìn)，也能一行行返回。

3.2對于教學(xué)數(shù)據(jù)庫的三個基本表

學(xué)生S(S#,SNAME,AGE,SEX)

學(xué)習(xí)SC(S#,C#,GRADE)

課程C(C#,CNAME,TEACHER)

試用SQL的查詢語句表達(dá)下列查詢：

(1)檢索LIU老師所授課程的課程號和課程名。

SELECTC#,CNAME

FROMC

WHERETEACHER=，LIU'

(2)檢索年齡大于23歲的男學(xué)生的學(xué)號和姓名。

SELECTS#,SNAME

FROMS

WHERE(AGE>23)AND(SEX='M')

(3)檢索至少選修LIU老師所授課程中一門課程的女學(xué)生姓名。

SELECTSNAME

FROMS

WHERESEX='F'ANDS#IN

(SELECTS#

FROMSC

WHEREC#IN

(SELECTC#

FROMC

WHERETEACHER=4LIU,)

NOTICE：有多種寫法，比如聯(lián)接查詢寫法：

SELECTSNAME

FROMS,SC,C

WHERESEX二FANDSC.S#=S.S#

ANDSC.C#=C.C#

ANDTEACHER=,LIU'

但上一種寫法更好一些。

(4)檢索WANG同學(xué)不學(xué)的課程的課程號。

SELECTC#

FROMC

WHEREC#NOTIN

(SELECTC#

FROMSC

WHERES#IN

(SELECTS#

FROMS

WHERESNAME=,WANG'))

(5)檢索至少選修兩門課程的學(xué)生學(xué)號。

SELECTDISTINCTX.SNO

FROMSCX,SCY

WHEREX.SNO=Y.SNOANDX.CNOoY.CNO

Notice:對表SC進(jìn)行自連接，X,Y是SC的兩個別名。

(6)檢索全部學(xué)生都選修的課程的課程號與課程名。

SELECTC#,CNAME

FROMC

WHERENOTEXISTS

(SELECT*

FROMS

WHERES#NOTIN

(SELECT*

FROMSC

WHERESC.C#=C.C#))

要從語義上分解：(1)選擇課程的課程號與課程名，不存在不選這門課的同學(xué)。

其中，“不選這門課的同學(xué)”可以表示為:

或者SELECT*

SELECT*FROMS

FROMSWHERENOTEXISTS

WHERES#NOTIN(SELECT*

(SELECT*FROMSC

FROMSCWHERES.S#=C.S#

WHERESC.C#=C.C#)AND

SC.C#=C.C#)

(7)檢索選修課程包含LIU老師所授課的學(xué)生學(xué)號。

SELECTDISTINCTS#

FROMSC

WHEREC#IN

(SELECTC#

FROMC

WHERETEACHER=,LIU,))

3.3設(shè)有兩個基本表R(A,B,C)和S(D,E,F),試用SQL查詢語句

表達(dá)下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式：

(1)兀A(R)(2)OB=17(R)(3)RXS(4))兀A,F(OC=D(RXS))

(l)SELECTAFROMR

(2)SELECT*FROMRWHEREB±17'

(3)SELECTA,B,C,D,E,FFROMR,S

(4)SELECTA,FFROMR,SWHERER.C=S.D

3.43.4設(shè)有兩個基本表R(A,B,C)和S(A,B,C)試用SQL查詢語

句表達(dá)下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式：

(1)RUS(2)RAS(3)R-S(4)兀A、B(R)X兀B,C(S)

(l)SELECTA,B,C

FROMR

UNION

SELECTA,B,C

FROMS

(2)SELECTA,B,C

FROMR

INTERSECT

SELECTA,B,C

FROMS

(3)SELECTA,B,C

FROMR

WHERENOTEXISTS

(SELECTA,B,C

FROMS

WHERER.A=S.AANDR.B=S.BANDR.C=S.C)

(4)SELECTR.A,R.B,S.C

FROMR,S

WHERER.B=S.B

3.5試敘述SQL語言的關(guān)系代數(shù)特點和元組演算特點。

(P61-62)

3.6試用SQL查詢語句表達(dá)下列對教學(xué)數(shù)據(jù)庫中三個基本表S、SC、C的查

詢：

(1)統(tǒng)計有學(xué)生選修的課程門數(shù)。

SELECTCOUNT(DISTINCTC#)FROMSC

(2)求選修C4課程的學(xué)生的平均年齡。

SELECTAVG(AGE)

FROMS

WHERES#IN

(SELECTS#

FROMSC

WHEREC#=,C4,)

或者，

SELECTAVG(AGE)

FROMS,SC

WHERES.S#=SC.S#ANDC#=,004'

(3)求LIU老師所授課程的每門課程的學(xué)生平均成績。

SELECTCNAME,AVG(GRADE)

FROMSC,C

WHERESC.C#=C.C#ANDTEACHER=,LIU,

GROUPBYC#

(4)統(tǒng)計每門課程的學(xué)生選修人數(shù)(超過10人的課程才統(tǒng)計)。要求輸出課程號和選

修人數(shù)，查詢結(jié)果按人數(shù)降序排列，若人數(shù)相同，按課程號升序排列。

SELECTDISTINCTC#,COUNT(S#)

FROMSC

GROUPBYC#

HAVINGCOUNT(S#)>10

ORDERBY2DESC,C#ASC

(5)檢索學(xué)號比WANG同學(xué)大，而年齡比他小的學(xué)生姓名。

SELECTX.SNAME

FROMSASX,SASY

WHEREY.SNAME='WANG'ANDX.S#>Y.S#ANDX.AGE<Y.AGE

(6)檢索姓名以WANG打頭的所有學(xué)生的姓名和年齡。

SELECTSNAME,AGE

FROMS

WHERESNAMELIKE'WANG%1

(7)在SC中檢索成績?yōu)榭罩档膶W(xué)生學(xué)號和課程號。

SELECTS#,C#

FROMSC

WHEREGRADEISNULL

(8)求年齡大于女同學(xué)平均年齡的男學(xué)生姓名和年齡。

SELECTSNAME,AGE

FROMSASX

WHEREX.SEX='男,ANDX.AGE>(SELECTAVG(AGE)FROMSASY

WHEREY.SEX='女')

(9)求年齡大于所有女同學(xué)年齡的男學(xué)生姓名和年齡。

S