数据库实用教程答案董健全清华大学出社.docx
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1、数据库实用教程答案董健全 清华大学出社数据库实用教程答案(第三版).doc 第1、2章 1.1 名词解释: DB:数据库实体有联系,而E2中每个实体至多和E1中的一个实体有联系,那么E1对E2的联系是“一对多联系”,记为“1:N”。 M:N联系:如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个实体有联系,反之亦然,那么E1对E2的联系是“多对多联系”,记为“M:N”。 数据模型:表示实体类型及实体类型间联系的模型称为“数据模型”。它可分为两种类型:概念数据模型和结构数据模型。 概念数据模型:它是独门于计算机系统的模型,完全不涉及信息在系统中的表示,只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构。 结构数
2、据模型:它是直接面向数据库的逻辑结构,是现实世界的第二层抽象。这类模型涉及到计算机系统和数据库管理系统,所以称为“结构数据模型”。结构数据模型应包含:数据结构、数据操作、数据完整性约束三部分。它主要有:层次、网状、关系三种模型。 层次模型:用树型结构表示实体间联系的数据模型 网状模型:用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。 关系模型:是由若干个关系模式组成的集合,其主要特征是用二维表格结构表达实体集,用外鍵表示实体间联系。 概念模式:是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成。概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要
3、求。 外模式:是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述。 内模式:是数据库在物理存储方面的描述,定义所有的内部记录类型、索引和文件的组成方式,以及数据控制方面的细节。 模式/内模式映象:这个映象存在于概念级和内部级之间,用于定义概念模式和内模式间的对应性,即概念记录和内部记录间的对应性。此映象一般在内模式中描述。 外模式/模式映象:这人映象存在于外部级和概念级之间,用于定义外模式和概念模式间的对应性,即外部记录和内部记录间的对应性。此映象都是在外模式中描述。 数据独立性:在数据库技术中,数据独立性是指应用程序和数据之间相互独立,不受影响。数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立
4、性两级。 物理数据独立性:如果数据库的内模式要进行修改,即数据库的存储设备和存储方法有所变化,那么模式/内模式映象也要进行相应的修改,使概念模式尽可能保持不变。也就是对模式的修改尽量不影响概念模式。 逻辑数据独立性:如果数据库的概念模式要进行修改,那么外模式/模式映象也要进行相应的修改,使外模式尽可能保持不变。也就是对概念模式的修改尽量不影响外模式和应用程序。 宿主语言:编写应用程序的语言在数据库技术中称为宿主语言和更新。DML分成交互型DML和嵌入型DML两类。依据语言的级别,DML又可分成过程性DML和非过程性DML两种。 交互型DML:这类DML自成系统,可在终端上直接对数据库进行操作。
5、 嵌入型DML:这类DML是嵌入在主语言中使用。此时主语言是经过扩充能处理DML语句的语言。 过程性DML:用户编程时,不仅需要指出“做什么”,还需要指出“怎么做”。层状、网状的DML属于过程性语言。 非过程性DML:用户编程时,只需要指出“做什么”,不需要指出“怎么做”。关系型DML属于非过程性语言。 DD:数据字典 DD系统:管理DD的实用程序称为“DD系统”。 1.2 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷?试举例说明。 答:文件系统有三个缺陷: 数据冗余性数据不一致性数据联系弱(poor data relationship)。这是由文件之间相互独立,缺乏联系造成的。 1.3 数据库阶段的数
6、据管理有些什么特点? 答:有五方面的特征: 采用复杂的数据模型表示数据结构。 有较高的数据独立性。 数据库系统为用户提供方便的用户接口。 系统提供四个方面的数据控制功能:数据库的恢复、并发控制、数据完整性、数据安全性,以保证数据库中数据是安全的、正确的、可靠的。 对数据的操作不一定以记录为单位,也可以以数据项为单位,增加了系统的灵活性。 1.4 你怎样理解实体、属性、记录、字段这些概念的类型和值的差别?试举例说明。 答:实体有学号、姓名、年龄、性别等属性,相应值域为字符、字符串、整数和字符串型。 字段组成。 2.2 逻辑记录与物理记录,逻辑文件与物理文件有些什么联系和区别? 答:数据描述有两形
7、式:物理描述和逻辑描述。 物理数据描述是指数据在存储设备上的存储方式,物理数据是实际存放在存储设备上的数据。 物理记录、物理文件,都是用来描述存储数据的细节。 逻辑数据描述是指程序员或用户用以操作的数据形式,是抽象的概念化数据。 逻辑记录、逻辑文件,都是用户观点的数据描述。 2.3 为某百货公司设计一个ER模型。 百货管辖若干个连锁商店,每家商店经营若干商品,每家商店有若干职工,但每个职工只能服务于一家商店。 实体类型“商店”的属性有:商店编号,店号,店址,店经理。实体类型“商品”的属性有:商品编号,商品名,单价,产地。实体类型“职工”的属性有:职工编号,职工名,性别,工资。在联系中应反映出职
8、工参加某商店工作的开始时间,商店销售商品的有销售量。 试画出反映商店、商品、职工实体类型及联系类型的ER图,并将其转换成关系模式集。 答:实体:商店 商品 职工 联系:P1商店销售商品的有销售量间 P2职工参加某商店工作的开始时 ER图: 关系模式集:商店模式 商品模式 职工模式 P1模式 P2模式 2.4 试述ER模型、层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型的主要特点。 答:ER模型的主要特点:接近于人的思维,容易理解;与计算机无关,用户容易接受。 层次模型的特点:记录之间的联系通过指针实现,查询效率较高。 网状模型的特点:记录之间联系通过指针实现,M:N联系也容易实现,查询效率较高。
9、关系模型的特点:用关鍵码而不是用指针导航数据,表格简单,用户易懂,编程时并不涉及存储结构、访问技术等细节。 2.7 试述概念模式在数据库结构中的重要地位。 答:概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成。概念模式不仅要描述概念记录类型,还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性、安全性等要求。 数据按外模式的描述提供给用户,按内模式的描述存储在磁盘中,而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间观点,并使得两级的任何一级的改变都不受另一级的牵制。 2.9 数据独立性与数据联系这两个概念有什么区别? 答:数据独立性是指应用程序与数据之间相互独立,不受影响。 数据联系是
10、指同一记录内部各字段间的联系,以及记录之间的联系。 2.11 试述DBMS的主要功能。 答:DBMS的主要功能有: 数据库的定义功能 数据库的操纵功能 数据库的保护功能 数据库的存储管理 数据库的维护功能 数据字典 2.12 试叙DBMS对数据库的保护功能。 答:DBMS对数据库的保护主要通过四个方面实现: 数据库的恢复。 数据库的并发控制。 数据库的完整性控制。 数据库的安全性控制。 2.13 试叙DBMS对数据库的维护功能。 答:DBMS中主要有四个实用程序提供给数据库管理员运行数据库系统时使用,起着数据库维护的功能: 数据装载程序(loading) 备份程序(backup) 文件重组织程
11、序 性能监控程序 2.14 从模块结构看,DBMS由哪些部分组成? 答:从模块结构看,DBMS由两大部分组成:查询处理器和存储管理器 查询处理器有四个主要成分:DDL编译器,DML编译器,嵌入型DML的预编译器,查询运行核心程序 存储管理器有四个主要成分:授权和完整性管理器,事务管理器,文件管理器,缓冲区管理器 2.15 DBS由哪几个部分组成? 答:DBS由四部分组成:数据库、硬件、软件、数据库管理员。 2.17 什么样的人是DBA?DBA应具有什么素质?DBA的职责是什么? 答:DBA是控制数据整体结构的人,负责DBS的正常运行。DBA可以是一个人,在大型系统中也可以是由几个人组成的小组。
12、 DBA应具有下列素质: 熟悉企业全部数据的性质和用途; 对用户的需求有充分的了解; 对系统的性能非常熟悉。 DBA的主要职责有五点: 概念模式定义 内模式定义 根据要求修改数据库的概念模式和内模式 对数据库访问的授权 完整性约束的说明 2.19 使用DBS的用户有哪几类? 答:使用DBS的用户有四类: 1)DBA 2)专业用户 3)应用程序员 4)最终用户 3.1 名词解释: 关系模型:用二维表格结构表示实体集,外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。关系模型是由若干个关系模式组成的集合。 关系模式:关系模式实际上就是记录类型。它包括:模式名,属性名,值域名以及模式的主键。关系模式仅是对数
13、据特性的描述。 关系实例:就是一个关系,即一张二维表格。 属性:在关系模型中,字段称为属性。 域:在关系中,每一个属性都有一个取值范围,称为属性的值域。 元组:在关系中,记录称为元组。 超键:在一个关系中,能唯一标识元组的属性或属性集。 候选键:不含有多余属性的超键称为候选键。 主键:用户选作元组标识的一个候选键为主键。 外键:某个关系的主键相应的属性在另一关系中出现,此时该主键在就是另一关系的外键,如有两个关系S和SC,其中S#是关系S的主键,相应的属性S#在关系SC中也出现,此时S#就是关系SC的外键。 实体完整性规则:这条规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。如果出现空值,那么
14、主键值就起不了唯一标识元组的作用。 参照完整性规则:这条规则要求“不引用不存在的实体”。其形式定义如下:如果属性集K是关系模式R1的主键,K也是关系模式R2的外键,那么R2的关系中,K的取值只允许有两种可能,或者为空值,或者等于R1关系中某个主键值。 这条规则在使用时有三点应注意: 1)外键和相应的主键可以不同名,只要定义在相同值域上即可。 2)R1和R2也可以是同一个关系模式,表示了属性之间的联系。 3)外键值是否允许空应视具体问题而定。 过程性语言:在编程时必须给出获得结果的操作步骤,即“干什么”和“怎么干”。如Pascal和C语言等。 非过程性语言:编程时只须指出需要什么信息,不必组出具
15、体的操作步骤的语言,各种关系查询语言均属于非过程性语言。 3.2 为什么关系中的元组没有先后顺序? 答:因为关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序,即没有行序。 3.3 为什么关系中不允许有重复元组? 答:如果关系中有重复元组,那么就无法用键来标识唯一的元组。因此在关系模型中对关系作了限制。 3.4 关系与普通的表格、文件有什么区别? 答:总而言之,关系是一种规范化了的二维表格,在关系模型中,对关系作了下列规范性限制: 1)关系中每一个属性值都是不可分解的。 2)关系中不允许出现相同的元组(没有重复元组)。 3)由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序,即没有行序。 4)元组中,属性在理论上
16、也是无序的,但在使用时按习惯考虑列的顺序。 3.5 笛卡尔积、等值联接、自然联接三者之间有什么区别? 答:笛卡尔积对两个关系R和S进行操作,产生的关系中元组个数为两个关系中元组个数之积。等值联接则是在笛卡尔积的结果上再进行选择操作,挑选关系第i个分量与第(r+j)个分量值相等的元组;自然连接则是在等值联接(以公共属性值相等为条件)的基础上再行投影操作,去掉S中的公共属性列,当两个关系没有公共属性时,自然连接就转化笛卡尔积。 3.8 假设R和S分别是三元和二元关系,试把表达式1,5(2=43=4(RS)转换成等价的:(1)汉语查询句子;(2)元组表达式;(3)域表达式。 解:(1)汉语表达式:选
17、择RS关系中元组第2分量或第3分量与第4分量值相等的元组并取第1列与第5列组成的新关系。 (2)元组表达式:t|(u)(v)(R(u)S(v)(u2=v4u3=v4)t1=u1t2=v2) (3)域表达式:xv|(y)(z)(u)(R(xyz)S(uv)(y=uz=u) 3.10 试把域表达式ab|R(ab)R(ba)转换成等价的:(1)汉语查询句子;(2)关系代数表达式;(3)元组表达式。 解:(1)汉语查询句子:选择R中元组第1分量值与第2分量值互换后仍存在于R中的元组。 (2)关系代数表达式:1,2(1=42=3(RR); (3)元组表达式:t|(u)(R(t)R(u)t1=u2t2=u
18、1) 3.11 设有两个关系R(A,B,C)和S(D,E,F),试把下列关系代数表达式转换成等价的元组表达式: (1)A(R);(2)B=17(R);(3)RS;(4)A,F(C=D(RS) 解:(1)t|(u)(R(t)R(u)t1=u1) (2)t|R(t)t2=17) (3)t|(u)(v)(R(u)S(v)t1=u1t2=u2t3=u3t4=v1t5=v2t6=v3) (4)t|(u)(v)(R(u)S(v)u3=v4t1u1t2=v3) 3.12 设有三个关系: S(S#,SNAME,AGE,SEX) SC(S#,C#,GRADE) C(C#,CNAME,TEACHER) 试用关系代
19、数表达式表示下列查询语句。 3.13 试用元组表达式表示上题中各个查询语句。 解:上两题一并作答:(前者为关系代数表达式,后者为元组表达式。) (1)检索LIU老师所授课程的课程号、课程名。 C#,CNAME(TEACHER=LIU(C) t|(u)(C(u)t3=LIUt1=u1t2=u3) (2)检索年龄大于23岁的男学生的学号与姓名。 S#,SNAME(AGE23SEX=男(S) t|(u)(S(u)uAGE23uSEX=男t1=uS#t2=uSNAME) (这里分量用属性表示,当然也可用数字) 检索学号为S3学生所学课程的课程名与任课教师名。 CNAME,TEACHER(影) S#=S
20、3SC.C#=C.C#(SCC) (也可将两个关系自然连接后选择、投 t|(u)(v)(w)(S(u)SC(v)C(w)u1=S3v1=u1v2=w1t1=w2t2=w3) 检索至少选修LIU老师所授课程中一门课程的女学生的姓名。 SNAME(SEX=女TEACHER=LIU(S|X|SC|X|C) t|(u)(v)(w)(S(u)SC(v)C(w)uSEX=女vS#=uS#vC#=wC#wTEACHER=LIUt1=uSNAME) 检索WANG同学不学的课程号。 C#(SC)-C#(t|(u)(v)(S(u)SC(v)uSNAME=WANGuS#vS#t1=vC#) SNAME=WANGS.
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