《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》試題與答案解讀.doc

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《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》試題A 一、選擇題（20分，每小題2分）： 2．對關(guān)系模型敘述錯誤的是____。 A．建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論、集合論和謂詞演算公式的基礎(chǔ)之上 B．微機DBMS絕大部分采取關(guān)系數(shù)據(jù)模型 C．用二維表表示關(guān)系模型是其一大特點 D．不具有連接操作的DBMS也可以是關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 5. FoxBASE、FoxPro屬于________。 A．表式系統(tǒng) B．最小關(guān)系系統(tǒng) C．關(guān)系完備的系統(tǒng) D．全關(guān)系系統(tǒng) 二、填空題（20分，每小空2分）： 3．關(guān)系操作的特點是集合操作。 4．關(guān)系代數(shù)中，從兩個關(guān)系中找出相同元組的運算稱為⑤運算。 5．在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論中，在執(zhí)行“分解”時，必須遵守規(guī)范化原則：保持原有的函數(shù)依賴和⑥。 6．SQL語言的數(shù)據(jù)定義功能包括⑦、⑧、⑨和⑩。 4．⑤交 5．⑥無損連接 6．⑦定義數(shù)據(jù)庫 ⑧定義基本表 ⑨定義視圖 ⑩定義索引 三、簡答題（15分，每小題5分）： 1．使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？ 答查詢迅速、準(zhǔn)確，而且可以節(jié)約大量紙面文件； 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，并由DBMS統(tǒng)一管理； 數(shù)據(jù)冗余度?。? 具有較高的數(shù)據(jù)獨立性； 數(shù)據(jù)的共享性好； DBMS還提供了數(shù)據(jù)的控制功能。 2． 敘述數(shù)據(jù)字典的主要任務(wù)和作用？ 答：數(shù)據(jù)字典的任務(wù)就是管理有關(guān)數(shù)據(jù)的信息，所以又稱為“數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫”。它的任務(wù)主要有： （1）描述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有對象，并確定其屬性。如一個模式中包含的記錄型與一個記錄型包含的數(shù)據(jù)項；用戶的標(biāo)識、口令；物理文件名稱、物理位置及其文件組織方式等。數(shù)據(jù)字典在描述時賦給每個對象一個惟一的標(biāo)識。 （2）描述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對象之間的各種交叉聯(lián)系。如哪個用戶使用哪個子模式，哪些模式或記錄型分配在哪些區(qū)域及對應(yīng)于哪些物理文件、存儲在何種物理設(shè)備上。（3）登記所有對象的完整性及安全性限制等。 （4）對數(shù)據(jù)字典本身的維護、保護、查詢與輸出。 數(shù)據(jù)字典的主要作用是： （1）供數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)快速查找有關(guān)對象的信息。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在處理用戶存取時，要經(jīng)常查閱數(shù)據(jù)字典中的用戶表、子模式表和模式表等。 （2）供數(shù)據(jù)庫管理員查詢，以掌握整個系統(tǒng)的運行情況。 （3）支持?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計與系統(tǒng)分析。 3．簡要敘述關(guān)系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點？ 答：關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)的組織方式，關(guān)系模型是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)上的，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的主要優(yōu)點是概念簡單清晰，用戶不需了解復(fù)雜的存取路徑，不需說明“怎么干”，只需說明“干什么”，易懂易學(xué)。 四、綜合題（45分）： 1．某醫(yī)院病房計算機管理中需要如下信息：（10分） 科室：科名，科地址，科電話，醫(yī)生姓名 病房：病房號，床位號，所屬科室名 醫(yī)生：姓名，職稱，所屬科室名，年齡，工作證號 病人：病歷號，姓名，性別，診斷，主管醫(yī)生，病房號 其中，一個科室有多個病房、多個醫(yī)生，一個病房只能屬于一個科室，一個醫(yī)生只屬于一個科室，但可負責(zé)多個病人的診治，一個病人的主管醫(yī)生只有一個。 完成如下設(shè)計： （1）設(shè)計該計算機管理系統(tǒng)的E－R圖；（5分） （2）將該E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型結(jié)構(gòu)；（3分） （3）指出轉(zhuǎn)換結(jié)果中每個關(guān)系模式的候選碼。（2分） 2．設(shè)有關(guān)系S、SC、C，試用關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算表達式和SQL完成下列操作。（15分，每小題5分） S(S#,SNAME,AGE,SEX) 例：（001,李強,23,’男） SC(S#,C#,SCORE) 例：（003,C1,83） C(C#,CNAME,TEACHER) 例：（C1,數(shù)據(jù)庫原理,王華） （1）用關(guān)系代數(shù)檢索選修課程號（C#）為C1和C2的學(xué)生學(xué)號（S#）。 （2）用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生姓名。 （2）用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生學(xué)號。 （3）用SQL找出選修了“程軍”老師教的所有課程的學(xué)生姓名。 3．設(shè)有關(guān)系模式R（U，F(xiàn)），其中： （10分） U={E，F(xiàn)，G，H}，F(xiàn)={E→G，G→E，F(xiàn)→EG，H→EG，F(xiàn)H→E} 求F的最小依賴集。 4．設(shè)有關(guān)系R和函數(shù)依賴F：（10分） R（W，X，Y，Z），F(xiàn) = { X→Z，WX→Y }。 試求下列問題： （1）關(guān)系R屬于第幾范式？（5分） （2）如果關(guān)系R不屬于BCNF，請將關(guān)系R逐步分解為BCNF。（5分） 要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。 四、綜合題（45分）： 1． 解：（1）本題的E-R圖如圖2所示。 （2）對應(yīng)的關(guān)系模型結(jié)構(gòu)如下： 科室（科名，科地址，科電話） 病房（病房號，床位號，科室名） 醫(yī)生（工作證號，姓名，職稱，科室名，年齡） 病人（病歷號，姓名，性別，診治，主管醫(yī)生，病房號） （3）每個關(guān)系模式的候選碼如下： 科室的候選碼是科名； 病房的候選碼是科室名十病房號； 醫(yī)生的候選碼是工作證號； 病人的候選碼是病歷號。 n 病人 入住 病房 1 病房號 床位號 工作證號 姓 名 性 別 病歷號 n 醫(yī)生 從屬 科室 1 科 名 科電話 科地址 職 稱 年 齡 姓 名 診治 組成 n 1 n 1 圖2 E－R圖 2．設(shè)有關(guān)系S、SC、C，試用關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算表達式和SQL完成下列操作。（15分，每小題5分） S(S#,SNAME,AGE,SEX) 例：（001,李強,23,’男） SC(S#,C#,SCORE) 例：（003,C1,83） C(C#,CNAME,TEACHER) 例：（C1,數(shù)據(jù)庫原理,王華） （1）用關(guān)系代數(shù)檢索選修課程號（C#）為C1和C2的學(xué)生學(xué)號（S#）。 ΠS＃，C＃（SC）ΠC＃（σC＃=’C1’ C＃=’C2’（C））-σC#’C1’ C# ’C2’（ΠS＃，C＃（SC）ΠC＃（σC＃=’C1’ C＃=’C2’（C））） （2）用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生姓名。 {T(1)|($U)($V)($W)(S(U)∧SC(V)∧C(W)∧T[1]=U[1]∧U[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]=程軍)} （2）用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生學(xué)號。 {T(1)| ($V)($W)( SC(V)∧C(W)∧T[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]=程軍)} （3）用SQL找出選修了“程軍”老師教的所有課程的學(xué)生姓名。 SELECT S.SNAME FROM S WHERE NOT EXISTS ( SELECT * FROM C WHERE C.TEACHER=程軍 AND NOT EXISTS ( SELECT * FROM SC WHERE SC.C#=C.C# AND SC.S#=S.S# ) ) 本題解釋: SELECT * FROM C WHERE C.TEACHER=程軍 AND EXISTS ( SELECT * FROM SC WHERE SC.C#=C.C# ) 這條SQL是查詢程軍所授的所有課程,外層查詢中C.C#作為變量在內(nèi)層查詢中被使用,外層教師程軍所授課程的課程號C#給內(nèi)層,內(nèi)層根據(jù)該課程號C#在SC中查詢是否存在這樣的課程號,即程軍所授的課程,如果存在則括號中的記錄集不空,EXISTS條件為TRUE。因此，執(zhí)行結(jié)果是顯示程軍所授的所有課程。 SELECT * FROM C WHERE C.TEACHER=程軍 AND NOT EXISTS ( SELECT * FROM SC WHERE SC.C#=C.C# ) 這條SQL語句在剛才語句的EXISTS前加了NOT,變成當(dāng)內(nèi)層查詢?nèi)渴浅誊娝谡n程時NOT EXISTS條件為假。 SELECT S.SNAME FROM S WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM C WHERE C.TEACHER=程軍 AND NOT EXISTS ( SELECT * FROM SC WHERE SC.C#=C.C# AND SC.S#=S.S# ) 這條是完整的語句，比上面一條語句多了一個AND SC.S#=S.S#表示某個學(xué)生的學(xué)號，加上最外層的NOT EXISTS的整個語句的含義是，對該某個學(xué)生，如果最內(nèi)層查詢中查詢結(jié)果全部是‘程軍’所授課程時，條件C.CNAME=程軍 AND NOT EXISTS為FALSE，所以SELECT * FROM C的查詢結(jié)果為空（第二層），這時最外層的NOT EXISTS為TRUE，最外層查找成功，該學(xué)生是選修了‘程軍’所授全部課程的。 3．設(shè)有關(guān)系模式R（U，F(xiàn)），其中： （10分） U={E，F(xiàn)，G，H}，F(xiàn)={E→G，G→E，F(xiàn)→EG，H→EG，F(xiàn)H→E} 求F的最小依賴集。 解： ⑴ 將F中右部屬性單一化： （2分） F1= {E→G，G→E，F(xiàn)→E，F(xiàn)→G，H→E，H→G，F(xiàn)H→E} ⑵ 去掉左部冗余的屬性。對于FH→E，由于有F→E，則為多余的。 F2= {E→G，G→E，F(xiàn)→E，F(xiàn)→G，H→E，H→G} （2分） ⑶ 去掉冗余的函數(shù)依賴。F2中的F→E和F→G，以及H→E，H→G之一是冗余的，則： F3= {E→G，G→E，F(xiàn)→G，H→G} （6分） 4．設(shè)有關(guān)系R和函數(shù)依賴F：（10分） R（W，X，Y，Z），F(xiàn) = { X→Z，WX→Y }。 試求下列問題： 1.關(guān)系R屬于第幾范式？（5分） 2.如果關(guān)系R不屬于BCNF，請將關(guān)系R逐步分解為BCNF。（5分） 要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。 解：R是1NF。侯選碼為WX，則Y，Z為非主屬性，又由于X→Z，因此F中存在非主屬性對侯選碼的部分函數(shù)依賴。 W XY Y ZY 　 將關(guān)系分解為： R1（W，X，Y），F(xiàn)1 = { WX→Y } R2（X，Z），F(xiàn)2 = { X→Z } 消除了非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴。 F1和F2中的函數(shù)依賴都是非平凡的，并且決定因素是候選碼，所以上述關(guān)系模式是BCNF。 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》試題B 1．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心是____。 A．?dāng)?shù)據(jù)庫 B．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) C．?dāng)?shù)據(jù)模型 D．軟件工具 3．SQL語言具有____的功能。 A．關(guān)系規(guī)范化、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)控制 B．?dāng)?shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)控制 C．?dāng)?shù)據(jù)定義、關(guān)系規(guī)范化、數(shù)據(jù)控制 D．?dāng)?shù)據(jù)定義、關(guān)系規(guī)范化、數(shù)據(jù)操縱 10．設(shè)有兩個事務(wù)T1、T2，其并發(fā)操作如圖1所示，下面評價正確的是____。 A．該操作不存在問題 B．該操作丟失修改 C．該操作不能重復(fù)讀 D．該操作讀“臟”數(shù)據(jù) T1 T2 ①讀A=10 ② 讀A=10 ③A=A-5寫回 ④ A=A-8寫回 圖1 事務(wù)并發(fā)操作圖 2、 填空題（20分，每小空2分）： 7 完整性約束是指②和③。實體完整性 參照完整性 3．關(guān)系數(shù)據(jù)庫中可命名的最小數(shù)據(jù)單位是④。屬性名 4．保護數(shù)據(jù)安全性的一般方法是⑤。設(shè)置用戶標(biāo)識和存取權(quán)限控制 5．“為哪些表，在哪些字段上，建立什么樣的索引”這一設(shè)計內(nèi)容應(yīng)該屬于數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的⑥設(shè)計階段。物理 6．若關(guān)系為1NF，且它的每一非主屬性都⑦候選碼，則該關(guān)系為2NF。不部分函數(shù)依賴于 7．關(guān)系代數(shù)運算中，專門的關(guān)系運算有．選擇 投影 連接 三、簡答題和綜合題（15分，每小題5分）： 1．舉例說明關(guān)系參照完整性的含義。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有哪些功能？ 3．事務(wù)中的提交和回滾是什么意思？ 四、綜合題（45分）： 1．假定一個部門的數(shù)據(jù)庫包括以下的信息： （10分） 職工的信息：職工號、姓名、住址和所在部門。 部門的信息：部門所有職工、經(jīng)理和銷售的產(chǎn)品。 產(chǎn)品的信息：產(chǎn)品名、制造商、價格、型號及產(chǎn)品內(nèi)部編號。 制造商的信息：制造商名稱、地址、生產(chǎn)的產(chǎn)品名和價格。 完成如下設(shè)計： （1）設(shè)計該計算機管理系統(tǒng)的E－R圖；（5分） （2）將該E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型結(jié)構(gòu)；（3分） （3）指出轉(zhuǎn)換結(jié)果中每個關(guān)系模式的候選碼。（2分） 2．設(shè)有關(guān)系S、SC、C，試用關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算表達式和SQL完成下列操作。（15分，每小題5分） S(S#,SNAME,AGE,SEX) 例：（001,李強,23,’男） SC(S#,C#,SCORE) 例：（003,C1,83） C(C#,CNAME,TEACHER) 例：（C1,數(shù)據(jù)庫原理,王華） （1）用關(guān)系代數(shù)檢索既選修了C1課程，又選修了C2課程的學(xué)生學(xué)號（S#）。 （2）用元組關(guān)系演算表達式檢索年齡大于21的男生的學(xué)號和姓名。 （3）用SQL找出“程序設(shè)計”課程成績在90分以上的學(xué)生姓名。 3．設(shè)有函數(shù)依賴集F = { D→G，C→A，CD→E，A→B}，計算閉包D+，(AC)+，(ACD)+ 。 （10分） 4．設(shè)有關(guān)系R和函數(shù)依賴F： （10分） R（X，Y，Z），F(xiàn) = { Y→Z，XZ→Y}。 試求下列問題： （1）關(guān)系R屬于第幾范式？（5分） （2）如果關(guān)系R不屬于BCNF，請將關(guān)系R逐步分解為BCNF。（5分） 要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。 試題答案 三、簡答題（15分，每小題5分）： 1．舉例說明關(guān)系參照完整性的含義。 答：假如有下表所示的兩個關(guān)系表，在成績表中，學(xué)號是主碼，課程號是外碼：在課程表中課程號是主碼，根據(jù)關(guān)系參照完整性的定義，R2是成績表，R1是課程表，也就是成績表中課程號的值或者為空或者在課程表中的課程號中能夠找到。 成績表 課程表 學(xué)號 姓名 課程號 成績 101 劉軍 k5 80 212 王麗 k8 76 221 章華 k9 92 課程號 課程號 k5 高等數(shù)學(xué) k8 C語言n k9 計算機網(wǎng)絡(luò) 滿足這個條件是必須的，如果不滿足，假設(shè)成績表中課程號的值k20在課程表中課程號的值中找不到，則該課程號顯然是不正確的，這樣會造成數(shù)據(jù)的不一致性。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有哪些功能？ 答：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是位于操作系統(tǒng)與用戶之間的一個數(shù)據(jù)管理軟件，它主要功能包括以下幾個方面： ?數(shù)據(jù)定義功能 DBMS提供數(shù)據(jù)描述語言（DDL），用戶可通過它來定義數(shù)據(jù)。 ?數(shù)據(jù)操縱功能 DBMS還提供數(shù)據(jù)操縱語言（DML），實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作：查詢、插入、刪除和修改。 ?數(shù)據(jù)庫的運行管理 這是DBMS運行時的核心部分，它包括開發(fā)控制，安全性檢查，完整性約束條件的檢查和執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容維護等。 ?數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能 它包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入及轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲與恢復(fù)，數(shù)據(jù)庫的重組功能和性能的監(jiān)視與分析功能等。 3．事務(wù)中的提交和回滾是什么意思？ 答：事務(wù)中的提交（COMMIT）是提交事務(wù)的所有操作。具體說就是將事務(wù)中所有對數(shù)據(jù)庫的更新寫回到磁盤上的物理數(shù)據(jù)庫中去，事務(wù)正常結(jié)束。 事務(wù)中的回滾（ROLLBACK）是數(shù)據(jù)庫滾回到事務(wù)開始時的狀態(tài)。具體地說就是，在事務(wù)運行的過程中發(fā)生了某種故障，事務(wù)不能繼續(xù)執(zhí)行，系統(tǒng)將事務(wù)中對數(shù)據(jù)庫的所有已完成的更新操作全部撤消，使數(shù)據(jù)庫回滾到事務(wù)開始時的狀態(tài)。 四、綜合題（45分）： 1． （1）設(shè)計該計算機管理系統(tǒng)的E－R圖；（5分） （2）將該E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型結(jié)構(gòu)；（3分） （3）指出轉(zhuǎn)換結(jié)果中每個關(guān)系模式的候選碼。（2分） 解：本題對應(yīng)的E-R圖如圖2 所示。 圖2 E－R圖 2． （1）用關(guān)系代數(shù)檢索既選修了C1課程，又選修了C2課程的學(xué)生學(xué)號。 (∏SNAME(S C#=C1（SC）))∩(∏SNAME(S C#=C2（SC）)) （2）用元組關(guān)系演算表達式檢索年齡大于21的男生的學(xué)號和姓名。 {t(2)|($r)(S(r)∧t[1]=r[1]∧t[2]=r[2]∧r[3]>21∧r[4]=男)} （3）用SQL找出“程序設(shè)計”課程成績在90分以上的學(xué)生姓名。 解： SELECT SNAME FROM S,SC,C WHERE S.S#=SC.S# AND SC.C#=C.C# AND SCORE>=90 AND CNAME=程序設(shè)計 或者 SELECT SNAME FROM S WHERER S.S# IN ( SELECT S# FROM SC WHERE SCORE>=90 AND C.C# IN ( SELECT C# FROM C WHERE CNAME=程序設(shè)計) 3．設(shè)有函數(shù)依賴集F = { D→G，C→A，CD→E，A→B}，計算閉包D+，(AC)+，(ACD)+ 。 （10分） 解： 令X={D}，X(0)= D，X(1)= DG，X(2)=DG，故D+=DG。 令X={AC}，X(0)= AC，X(1)=ABC，X(2)=ABC，故(AC)+ =ABC。 令X={ACD}，X(0)= ACD，X(1)=ABCD，X(2)=ABCDG，X(3)=ABCDEG，故(ACD)+ =ABCDEG。 4．設(shè)有關(guān)系R和函數(shù)依賴F： （10分） R（X，Y，Z），F(xiàn) = { Y→Z，XZ→Y}。 試求下列問題： （1）關(guān)系R屬于第幾范式？（5分） （2）如果關(guān)系R不屬于BCNF，請將關(guān)系R逐步分解為BCNF。（5分） 要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。 解：R是3NF。侯選碼為XY和XZ，R中所有屬性都是主屬性，不存在非主屬性對碼的傳遞依賴。 R1（X，Y，Z），F(xiàn) = { XZ→Y} R2（Y，Z），F(xiàn) = { Y→Z } 消除了非主屬性對碼的傳遞依賴。 F1和F2中的函數(shù)依賴都是非平凡的，并且決定因素是候選碼，所以上述關(guān)系模式是BCNF。 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》試題C 1．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的主要區(qū)別是____。 A．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)復(fù)雜，而文件系統(tǒng)簡單 B．文件系統(tǒng)不能解決數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)獨立性問題，而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以解決 C．二文件系統(tǒng)只能管理程序文件，而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠管理各種類型的文件 D．文件系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)量較少，而數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以管理龐大的數(shù)據(jù)量 8．?dāng)?shù)據(jù)庫的____是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。 A．安全性 B．完整性 C．并發(fā)控制 D．恢復(fù) 9．授權(quán)編譯系統(tǒng)和合法性檢查機制一起組成了____子系統(tǒng)。 A．安全性 B．完整性 C．并發(fā)控制 D．恢復(fù) 1．DBMS的基本工作單位是事務(wù)，它是用戶定義的一組邏輯一致的程序序列；并發(fā)控制的主要方法是①機制。封鎖 3．關(guān)系數(shù)據(jù)庫中基于數(shù)學(xué)上兩類運算是③和④。關(guān)系代數(shù) 關(guān)系演算 4．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計的幾個步驟是⑤。需求分析，概念設(shè)計，邏輯設(shè)計，物理設(shè)計，編碼和調(diào)試 關(guān)系操作的特點是⑩操作集合。 三、簡答題（15分，每小題5分）： 1．什么是數(shù)據(jù)庫？ 2．什么是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立性？ 3．?dāng)⑹龅戎颠B接與自然連接的區(qū)別和聯(lián)系。 四、綜合題（45分）： 1．設(shè)有如下實體： （10分） 學(xué)生：學(xué)號、單位、姓名、性別、年齡、選修課程名 課程：編號、課程名、開課單位、任課教師號 教師：教師號、姓名、性別、職稱、講授課程編號 單位：單位名稱、電話、教師號、教師名 上述實體中存在如下聯(lián)系： （1） 一個學(xué)生可選修多門課程，一門課程可為多個學(xué)生選修； （2） 一個教師可講授多門課程，一門課程可為多個教師講授； （3） 一個單位可有多個教師，一個教師只能屬于一個單位。 試完成如下工作： （1）分別設(shè)計學(xué)生選課和教師任課兩個局部信息的結(jié)構(gòu)E-R圖。 （4分） （2）將上述設(shè)計完成的E-R圖合并成一個全局E-R圖。 （3分） （3）將該全局E-R圖轉(zhuǎn)換為等價的關(guān)系模型表示的數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)。 （3分） 2．設(shè)有關(guān)系S、SC、C，試用關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算表達式和SQL完成下列操作。（15分，每小題5分） S(S#,SNAME,AGE,SEX) 例：（001,李強,23,’男） SC(S#,C#,SCORE) 例：（003,C1,83） C(C#,CNAME,TEACHER) 例：（C1,數(shù)據(jù)庫原理,王華） （1）試用關(guān)系代數(shù)檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生姓名。 （2）試用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生姓名。 （2）試用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生學(xué)號。 （3）試用SQL找出“程序設(shè)計”課程成績在90分以上的學(xué)生姓名。 3．設(shè)有關(guān)系模式R（U，F(xiàn)），其中： （10分） U={A，B，C，D，E}，F(xiàn) = { A→BC，CD→E，B→D，E→A}。 ⑴ 計算B+。 （2分） ⑵ 求R的所有候選碼。 （8分） 4．設(shè)有關(guān)系STUDENT(S#,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE)，S#,CNAME為候選碼，設(shè)關(guān)系中有如下函數(shù)依賴： （10分） S#,CNAME→SNAME,SDEPT,MNAME S#→SNAME,SDEPT,MNAME S#,CNAME→GRADE SDEPT→MNAME 試求下列問題： （1）關(guān)系STUDENT屬于第幾范式？ （5分） （2）如果關(guān)系STUDENT不屬于BCNF，請將關(guān)系STUDENT逐步分解為BCNF。（5分） 要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。　 試題答案 三、簡答題（15分，每小題5分）： 1．什么是數(shù)據(jù)庫？ 答：數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫是按某種數(shù)據(jù)模型進行組織的、存放在外存儲器上，且可被多個用戶同時使用。因此，數(shù)據(jù)庫具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性。 2．什么是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立性？ 答：數(shù)據(jù)獨立性表示應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)不存在依賴關(guān)系，包括邏輯數(shù)據(jù)獨立性和物理數(shù)據(jù)獨立性。 邏輯數(shù)據(jù)獨立性是指局部邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（外視圖即用戶的邏輯文件）與全局邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（概念視圖）之間的獨立性。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的全局邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（概念視圖）發(fā)生變化（數(shù)據(jù)定義的修改、數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的變更或增加新的數(shù)據(jù)類型等）時，它不影響某些局部的邏輯結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，應(yīng)用程序不必修改。 物理數(shù)據(jù)獨立性是指數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法（內(nèi)視圖）改變時，對數(shù)據(jù)庫的全局邏輯結(jié)構(gòu)（概念視圖）和應(yīng)用程序不必作修改的一種特性，也就是說，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法獨立。 數(shù)據(jù)獨立性的好處是，數(shù)據(jù)的物理存儲設(shè)備更新了，物理表示及存取方法改變了，但數(shù)據(jù)的邏輯模式可以不改變。數(shù)據(jù)的邏輯模式改變了，但用戶的模式可以不改變，因此應(yīng)用程序也可以不變。這將使程序維護容易，另外，對同一數(shù)據(jù)庫的邏輯模式，可以建立不同的用戶模式，從而提高數(shù)據(jù)共享性，使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有較好的可擴充性，給 DBA維護、改變數(shù)據(jù)庫的物理存儲提供了方便。 3．?dāng)⑹龅戎颠B接與自然連接的區(qū)別和聯(lián)系。 答：等值連接表示為RA=BS，自然連接表示為RS；自然連接是除去重復(fù)屬性的等值連接。兩者之間的區(qū)別和聯(lián)系如下： l 自然連接一定是等值連接，但等值連接不一定是自然連接。 等值連接不把重復(fù)的屬性除去；而自然連接要把重復(fù)的屬性除去。 l 等值連接要求相等的分量，不一定是公共屬性；而自然連接要求相等的分量必須是公共屬性。 l 等值連接不把重復(fù)的屬性除去；而自然連接要把重復(fù)的屬性除去。 四、綜合題（45分）： 1．試完成如下工作： （10分） （1）分別設(shè)計學(xué)生選課和教師任課兩個局部信息的結(jié)構(gòu)E-R圖。 （4分） （2）將上述設(shè)計完成的E-R圖合并成一個全局E-R圖。 （3分） （3）將該全局E-R圖轉(zhuǎn)換為等價的關(guān)系模型表示的數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)。 （3分） 解： （1）學(xué)生選課局部E-R圖如圖2 所示，教師任課局部E-R圖如圖3所示。 （2）合并的全局E-R圖如圖4所示。 為避免圖形復(fù)雜，下面給出各實體屬性： 單位：單位名、電話 學(xué)生：學(xué)號、姓名、性別、年齡 教師：教師號、姓名、性別、職稱 課程：編號、課程名 （3）該全局E-R圖轉(zhuǎn)換為等價的關(guān)系模型表示的數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)如下： 單位（單位名，電話） 教師（教師號，姓名，性別，職稱，單位名） 課程（課程編號，課程名，單位名） 學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，年齡，單位名） 講授（教師號，課程編號） 選修（學(xué)號，課程編號） n 課程 開課 1 課程名 教師號 編 號 n 學(xué)生 擁有 單 位 1 年 齡 單位名 姓 名 性 別 學(xué) 號 選修 m n 圖2 學(xué)生選課局部E－R圖 課程 編 號 1 單位 屬于 教師 n 電 話 單位名 講授 m n 職 稱 姓 名 性 別 教師號 圖3 教師任課局部E－R圖 教師 n 學(xué)生 擁有 單位 1 屬于 1 n n 課程 講授 m m n 選修 開設(shè) 1 n 圖4 合并的全局E－R圖 2．設(shè)有關(guān)系S、SC、C，試用關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算表達式和SQL完成下列操作。（15分，每小題5分） S(S#,SNAME,AGE,SEX) 例：（001,李強,23,’男） SC(S#,C#,SCORE) 例：（003,C1,83） C(C#,CNAME,TEACHER) 例：（C1,數(shù)據(jù)庫原理,王華） （1）試用關(guān)系代數(shù)檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生姓名。 ∏SNAME(SSCTEACHER=程軍(C)) （2）試用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生姓名。 {T(1)|($U)($V)($W)(S(U)∧SC(V)∧C(W)∧T[1]=U[1]∧U[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]=程軍)} （2）試用元組關(guān)系演算表達式檢索選修了“程軍”老師所授課程之一的學(xué)生學(xué)號。 {T(1)| ($V)($W)( SC(V)∧C(W)∧T[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]=程軍)} （3）找出“程序設(shè)計”課程成績在90分以上的學(xué)生姓名。 SELECT SNAME FROM S,SC,C WHERE S.S#=SC.S# AND SC.C#=C.C# AND SCORE>=90 AND CNAME=程序設(shè)計 或者 SELECT SNAME FROM S WHERER S.S# IN ( SELECT S# FROM SC WHERE SCORE>=90 AND C.C# IN ( SELECT C# FROM C WHERE CNAME=程序設(shè)計) 3．設(shè)有關(guān)系模式R（U，F(xiàn)），其中： （10分） U={A，B，C，D，E}，F(xiàn) = { A→BC，CD→E，B→D，E→A}。 ⑴ 計算B+。 （2分） ⑵ 求R的所有候選碼。 （8分） 解： ⑴ 令X={B}，X(0)=B，X(1)=BD，X(2)=BD，故B+=BD。 ⑵ 根據(jù)候選碼的定義，R的候選碼只可能由F中各個函數(shù)依賴的左邊屬性組成，即A，B，C，D，E，由于A→BC（A→B，A→C），B→D，E→A，故： 可除去A，B，C，D，_ 組成候選碼的屬性可能是E。 計算可知：E+=ABCDE，即E→U，_ E是一個候選碼。 可除去A，B，E，_ 組成候選碼的屬性可能是CD。 計算可知：(CD)+=ABCDE，即CD→U，但C+=C，D+=D，_ CD是一個候選碼。 可除去B，C，D，E，_ 組成候選碼的屬性可能是A。 計算可知：A+=ABCDE，即A→U，_ A是一個候選碼。 可除去A，D，E，_ 組成候選碼的屬性可能是BC。 計算可知：(BC)+=ABCDE，即CD→U，但B+=BD，C+=C，_ BC是一個候選碼。 R的所有候選碼是A，BC，CD，E。 4．設(shè)有關(guān)系STUDENT(S#,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE)，S#,CNAME為候選碼，設(shè)關(guān)系中有如下函數(shù)依賴： （10分） S#,CNAME→SNAME,SDEPT,MNAME S#→SNAME,SDEPT,MNAME S#,CNAME→GRADE SDEPT→MNAME 試求下列問題： （1）關(guān)系STUDENT屬于第幾范式？（5分） （2）如果關(guān)系STUDENT不屬于BCNF，請將關(guān)系STUDENT逐步分解為BCNF。（5分） 要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。　 解： （1）關(guān)系STUDENT是1NF。 （2）首先消除部分函數(shù)依賴{S#,CNAME}→{SNAME,SDEPT,MNAME} 將關(guān)系分解為： R1(S#,SNAME,SDEPT,MNAME) R2(S#,CNAME,GRADE) 在關(guān)系R1中存在非主屬性對候選碼的傳遞函數(shù)依賴S#→SDEPT，SDEPT→MNAME，所以以上關(guān)系模式還不是BCNF，進一步分解R1： R11(S#,SNAME,SDEPT) R12(SDEPT,MNAME) R11,R12都是3NF。 關(guān)系模式 R2(S#,CNAME,GRADE) R11(S#,SNAME,SDEPT) R12(SDEPT,MNAME) R2,R11,R12關(guān)系模式存在的函數(shù)依賴 S#,CNAME→GRADE S#,SNAME→SNAME,SDEPT SDEPT→MNAME 上述函數(shù)依賴都是非平凡的，并且決定因素是候選碼，所以上述關(guān)系模式是BCNF。 綜合設(shè)計題 某單位資料室要建立一個圖書管理系統(tǒng)，初步的需求分析結(jié)果如下： l 資料室有圖書管理員若干名，他們負責(zé)已購入圖書的編目和借還工作，每名圖書管理員的信息包括工號和姓名； l 讀者可在閱覽室讀書，也可通過圖書流通室借還圖書，讀者信息包括讀者ID、姓名、電話和E-mail，系統(tǒng)為不同讀者生成不同的讀者ID； l 每部書在系統(tǒng)中對應(yīng)唯一的一條圖書在版編目數(shù)據(jù)（CIP，以下簡稱書目），書目的基本信息包括ISBN號、書名、作者、出版商、出版年月，以及本資料室擁有該書的冊數(shù),不同書目的ISBN號不相同； l 資料室對于同一書目的圖書可擁有多冊（本），圖書信息包括圖書ID、ISBN號、存放位置、當(dāng)前狀態(tài)，每一本書在系統(tǒng)中被賦予唯一的圖書ID； l 一名讀者最多只能借閱十本圖書，且每本圖書最多只能借兩個月，讀者借書時需由圖書管理員登記讀者ID、所借圖書ID、借閱時間和應(yīng)還時間，讀者還書時圖書管理員在對應(yīng)的借書信息中記錄歸還時間。 某書目的信息以及與該書目對應(yīng)的圖書信息如下表所示。 書目信息 書名 作者 出版商 ISBN號 出版年月 冊數(shù) 經(jīng)辦人 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 嚴(yán)蔚敏 清華大學(xué)出版社 ISBN7-302-02368-9 1997.4 4 01 圖書信息 圖書ID ISBN號 存放位置 狀態(tài) 經(jīng)辦人 C832.1 ISBN7-302-02368-9 圖書流通室 已借出 01 C832.2 ISBN7-302-02368-9 圖書閱覽室 不外借 01 C832.3 ISBN7-302-02368-9 圖書流通室 未借出 01 1. 根據(jù)上述語義設(shè)計此圖書管理的E-R模型，在E-R圖中需注明實體的屬性、聯(lián)系的類型及實體的標(biāo)識符。 2. 將E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并指出每個關(guān)系模式的主碼和外碼。 3. 分析每個關(guān)系模式已經(jīng)達到第幾范式。 1. 解： E-R圖： 實體及實體屬性描述如下： 管理員(工號，姓名) 讀者(讀者ID，姓名，電話，E-mail) 書目(ISBN號，書名，作者，出版商，出版年月，冊數(shù)) 圖書(圖書ID，存放位置，狀態(tài)) 2．該E-R圖轉(zhuǎn)換為等價的關(guān)系模型表示的數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)如下： 管理員(工號，姓名) 讀者(讀者ID，姓名，電話，E-mail) 書目(ISBN號，書名，作者，出版商，出版年月，冊數(shù)，經(jīng)辦人) Foreigh key: 經(jīng)辦人 圖書(圖書ID，ISBN號，存放位置，狀態(tài)，經(jīng)辦人) Foreigh key: ISBN號 , 經(jīng)辦人 借閱(讀者ID，圖書ID，借出時間，應(yīng)還時間，歸還時間) Foreigh key : 讀者ID, 圖書ID 3．以上關(guān)系模式均達到BCNF。 24