数据库原理及应用课后习题答案第1到3章

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1、1.3 习题1. 数据库的发展历史分为哪几个阶段？各有什么特点？答：从数据管理的角度看，数据库技术到目前共经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。人工管理阶段数据管理特点：数据不保存，没有对数据进行管理的软件系统，没有文件的概念，数据不具有独立性。文件系统阶段数据管理特点：数据可以长期保存，由文件系统管理数据，文件的形式已经多样化，数据具有一定的独立性。数据库系统阶段数据管理特点：采用复杂的结构化的数据模型，较高的数据独立性，最低的冗余度，数据控制功能。2. 简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。答：数据是指描述事物的符号记录。人们通过数据来认识世界，交流信息。数据库是

2、存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能，它位于用户和操作系统之间，是一层数据管理软件。数据库系统（DataBase System，简称DBS）是指在计算机系统中引入了数据库后的系统，由计算机硬件、数据库、数

3、据库管理系统、应用程序和用户构成，即由计算机硬件、软件和使用人员构成。3. 使用数据库系统有什么好处？答：简化管理，提高效率，提供安全。4. 试述数据库系统的三级模式结构和二级映象的特点。答：从数据库管理系统的角度看，数据库系统通常采用三级模式结构：外模式、模式和内模式。数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑地、抽象地处理数据。为了实现这三个层次上的联系和转换，数据库系统在这三级模式中提供了两层映象：外模式/模式的映象和模式/内模式的映象。5. 什么是数据与程序的逻辑独立性？什么是数据与程序的物理独立性？答：对于每一个外模式，数据库都有一个

4、外模式/模式的映象，它定义并保证了外模式与数据模式之间的对应关系。当模式改变时，外模式/模式的映象要作相应的改变以保证外模式保持不变。应用程序是根据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，即数据的逻辑独立性。数据库的内模式依赖于它的全局逻辑结构，即模式。它定义并保证了数据的逻辑模式与内模式之间的对应关系。当数据库的存储结构改变了，模式/内模式的映象也必须作相应的修改，使得模式保持不变，保证了数据与程序的物理独立性，即数据的物理独立性。6.举例说明，在实际工作生活中，有哪些单位部门使用数据库？这些数据库所起的作用如何？答：电信、图书馆、银行等部门。2.4 习题1.

5、 信息有哪三种世界？分别都有什么特点？它们之间有什么联系？答：信息的三种分为现实世界，信息世界，计算机世界。信息的现实世界是指人们要管理的客观存在的各种事物、事务之间的相互联系及事物的发生、变化过程。它客观存在而不依赖于人们的思想。信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，人们用思维，以现实世界为基础作进一步的抽象，对事物进行选择、命名、分类等抽象工作之后，并用文字符号表示出来，就形成了信息世界。计算机世界是将信息世界中的信息经过人们的抽象和组织，按照特定的数据结构，即数据模型，将数据存储在计算机中。信息的三种世界之间是可以进行转换的。人们常常首先将现实世界中客观存在的事物或对象抽象为某一种信息结

6、构，这种结构并不依赖于计算机系统，是人们认识的概念模型。然后再将概念模型转换为计算机上某一具体的DBMS支持的数据模型。2. 什么是概念模型？答：概念模型是用于信息世界的建模，是对现实世界的抽象和概括。它应真实、充分地反映现实世界中事物和事物之间的联系，有丰富的语义表达能力，能表达用户的各种需求，包括描述现实世界中各种对象及其复杂联系、用户对数据对象的处理要求和手段。是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。3. 解释概念模型中常用的概念：实体，属性，码，域，实体型，实体集，联系。答：客观存在并且可以互相区别的事物称

7、为实体。实体所具有的某一特征称为属性。能在一个实体集中惟一标识一个实体的属性称为码。某个（些）属性的取值范围称为该属性的域。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画的同类实体，称为实体型。同类型的实体集合称为实体集。联系在信息世界中反映为实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系。4. 实体的联系有哪3种？答：实体之间的联系根据所表现的形式的不同，分为三种：一对一联系，一对多联系，多对多联系。5. 试给出一个E-R图用来描述一个实际部门。要求该部门至少有三个实体，每个实体之间还有联系。答：举二个例子：一个是教学部门，一个是生产部门。教学部门有“学生、教师、教室”等实体，ER图如下：生产部门有“供应商

8、、零件、产品、零件库存、部门”等实体，ER图如下。6. 数据模型通常由哪三部分组成？答：数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。7. 在实际的数据库系统中，用到哪些数据模型？比较关系数据模型与非关系数据模型的优缺点。答：实际的数据库系统中最常见的数据组织方法有四种：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型。关系模型的优点：使用表的概念来表示实体之间的联系，简单直观；关系型数据库都使用结构化查询语句，存取路径对用户是透明的，从而提供了数据的独立性，简化了程序员的工作；关系模型是建立在严格的数学概念的基础上的，具有坚实的理论基础。关系模型的缺点：关系模型的联结等查询操作开销较大，

9、需要较高性能计算机的支持，所以必须提供查询优化功能。8. 试举出三个分别是属于层次、网状和关系模型的实例。答：操作系统的文件系统属于层次模型。计算机网属于网状模型。路由器的路由表属于关系模型。9. 解释关系模型中常用的概念：关系，元组，属性，主码，域，分量，关系模式。答：一个关系对应通常所说的一张二维表。表中的一行称为一个元组。表中的一列称为一个属性。表中的某个属性或属性组，它们的值可以惟一地确定一个元组，且属性组中不含多余的属性，这样的属性或属性组称为关系的主码。属性的取值范围称为域。元组中的一个属性值称为分量。关系的型称为关系模式，关系模式是对关系的描述。10. 关系模型中实体之间的联系分

10、为哪3类？答：联系可以分为三种：一对一的联系，一对多的联系，多对多的联系。11. 解释在面向对象模型中的对象、封装和类的概念，并一个实例说明面向对象模型。答：现实世界的任一实体都被称为模型化的一个对象，每一个对象有一个惟一的标识，称为对象标识。每一个对象都将其状态、行为封装起来，其中状态就是该对象的属性值的集合，行为就是该对象的方法的集合。有相同属性和方法的对象的集合称为类。3.6 习题1. 常见的关系数据语言可以分为哪三类？答：关系数据语言可以分为三类：关系代数、关系演算、介于关系代数和关系演算之间的SQL语言。2. 简述概念：关系，域，笛卡儿积，属性，候选键，主键。答：关系模型的数据结构简

11、单清晰，关系单一。在关系模型中，现实世界的实体以及实体间的各种联系都可以使用关系来表示。从用户角度来看，关系模型中数据的逻辑结构就是一张二维表，由行列组成。在二维表中，存放数据库数据。域是一组具有相同数据类型的值的集合。设D1，D2，Dn为任意域，定义D1，D2，Dn的笛卡尔积（Cartesian Product）为：表中的每一行对应一个元组，表中的每一列对应一个域。为了区分每一列，必须给它起一个名字，称为属性。如果关系中的某一属性组的值能惟一地标识一个元组，则称该属性组为候选键。若一个关系有多个候选键，则选定其中一个作为主码或主键。3. 关系具有哪些基本属性？答：关系具有以下性质：1) 列是

12、同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域。2) 不同的列可以出自同一个域，每一列称为一个属性。在同一关系中，属性名不能相同。3) 列的顺序无关紧要，即列的顺序可以任意转换。4) 任意两个元组（行或记录）不能完全相同5) 行的顺序也无关紧要，即行的顺序也可以任意转换。6) 行列的交集称为分量，每个分量的取值必须是原子值，即分量不能再分。4. 在关系模型中，常见的关系操作有哪些？答：关系模型中常用的关系操作包括：选择（Select）、投影（Project）、连接（Join）、除（Divide）、并（Union）、交（Intersection）、差（Difference）等查询（Que

13、ry）操作和增加（Insert）、删除（Delete）、修改（Update）操作。5. 简述关系模型的三类完整性约束。答：关系模型提供了三类完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。实体完整性：若属性（或属性组）A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。参照完整性：若属性（或属性组）A不是基本关系R的主码，它与基本关系S的主码B相对应（基本关系R和关系S不一定是不同的关系），称A是关系S的外（部）码（Foreign Key）。则对于R中的每个元组在A上的值必须为：或者取空值，或者等于S的主码B的某个元组的主码值。用户定义的完整性：用户针对某一具体数据库的约束条件，它反映某一具体应

14、用所涉及的数据必须满足的语义要求。6. 试述关系代数中并、差、交、选择、投影、连接、除法的定义。答：略。7. 现有一个工程公司数据库，包括职工、部门、工程、客户四个关系模式：职工（职工编号，姓名，性别，出生日期，部门编号）部门（部门编号，部门名称）工程（工程编号，工程名称，职工编号，客户编号）客户（客户编号，客户名称，地址）每个关系模式中见表3-22、表3-23、表3-24、表3-25中的数据。表3-22 职工表职工编号姓名性别出生日期部门编号1001张鹏男1980-12-112005刘荧荧女1978-3-1912007李庆亮女1074-2-1023001陈莉女1982-7-1244009王建

15、中男1989-6-15表3-23 部门表部门名称部门编号人事部1财务部2技术部3办公室4工程部5表3-24 工程表工程编号工程名称职工编号客户编号1市第2医院5号楼10011012京都花园20052013梁苑广场20052014大华商场3001302表3-25 客户表客户编号客户名称地址101大宏公司北京201新新公司上海302金石集团北京405秀华公司广州试用关系的集合运算并、差、交、广义笛卡尔积四种运算，求出结果。答：（本题的题目要求不明确）。8. 用第7题的公司数据库，试用专门的关系运算选择、投影、连接求出以下结果：(1) 查询所有男职工的信息。(2) 查询在1980年之前出生的职工姓名

16、。(3) 查询客户大宏公司的工程信息。(4) 查询人事部职工负责的工程信息。答：(1) (2) (3) (4) 9. 简述概念：规范化，函数依赖，1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF。答：（参见教材）。10. 判断表3-26、表3-27、表3-28每个关系属于第几范式。如果不规范，将其规范化。表3-26 学生成绩表学号姓名计算机网络数据库应用英语5040105蒙会宾8090705040106秦虎峰86855040107樊继伟7065605040111张顺心9050表3-27 商品表编号名称数量仓库编号仓库地址204电视2011号楼104301冰箱1511号楼104220计算机2021号楼1

17、05509微波炉2652号楼305表3-28 教师表编号姓名性别院系编号院系名称院系负责人编号2003聂义乐男1计算机20061004徐志华女4中文10041020王跃州女6体育10292168占超女9艺术1143答：表3-26：（修选）码：学号，主码：学号，主属性：学号，非主属性：姓名、计算机网络、数据库应用、英语；函数依赖：学号姓名、计算机网络、数据库应用、英语；非主属性对码没有部分和传递函数依赖；主属性也没有部分和传递函数依赖；没有非平凡的多值依赖，则学生成绩表满足4NF。表3-27：（候选）码：编号，主码：编号，主属性：编号，非主属性：名称、数量、仓库编号、仓库地址；函数依赖：编号名称

18、、数量、仓库编号、仓库地址，仓库编号仓库地址；非主属性对码没有部分函数依赖，但存在对码的传递函数依赖，即：编号仓库编号，仓库编号仓库地址，则：编号仓库地址是传递依赖，所以商品表满足2NF。分解成BCNF，即：商品表1（编号，名称，数量，仓库编号），商品表2（仓库编号，仓库地址）。表3-28：（候选）码：编号，主码：编号，主属性：编号，非主属性：姓名、性别、院系编号、院系名称、院系负责人编号；函数依赖：编号姓名、性别、院系编号、院系名称、院系负责人编号，院系编号院系名称、院系负责人编号；非主属性对码没有部分函数依赖，但存在对码的传递函数依赖，即：编号院系编号，院系编号院系名称、院系负责人编号，则

19、：编号院系名称、院系负责人编号是传递依赖，所以商品表满足2NF。分解成BCNF，即：教师表1（编号，姓名，性别，院系编号），教师表2（院系编号，院系名称，院系负责人编号）。11. 简述全关系型的关系系统应遵循的十二条基本准则。答：【准则1】信息准则。【准则2】保证访问准则。【准则3】空值的系统化处理。【准则4】基于关系模型的动态的联机数据字典。【准则5】统一的数据子语言准则。【准则6】视图更新准则所有理论上可更新的视图也应该允许由系统更新。【准则7】高级的插入、修改和删除操作。【准则8】数据物理独立性。【准则9】数据逻辑独立性。【准则10】数据完整性的独立性。【准则11】分布独立性。【准则12】无破坏准则。11