数据库系统和应用课后习题答案

1、第二章 关系数据模型1试述数据模型的概念、作用及三个要素。 答：数据模型是严格定义的一组概念的集合。这些概念精确地描述了系统的静态特征、动 态特征和完整性约束条件。数据模型的目的是为了表示数据并使数据容易理解，它是对现实世界数据特征的抽象。 一般地，一个数据库的基本数据模型至少必须包含以下三个组成部分：数据结构、数 据操作和完整性约束。1）数据结构 是指所研究的对象类型的集合。这些对象是数据库的组成成分。2）数据操作 数据操作是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作集合，包括操作和有关的操 作规则。数据结构是对系统静态时特性的描述；数据操作时对系统动态特性的描述。3）数据的完整性约束条件 数

2、据的完整性约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数 据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变 化，以保证数据的正确、有效、相容。2试述各种数据模型的优缺点。答：层次模型优点：1）概念简单、层次清晰，易于理解；2）数据库的安全性是由 DBMS提供并保证的 ;3）提供了良好的完整性支持。4 ）数据独立，减少了程序编写和维护的工作量。5 ）当数据库包含了大量具有 1 M联系的数据，并且用户所要求的大量事务使用联系 固定的数据时，层次数据库模型效率非常高。层次模型缺点：1）在层次模型中，处理非层次性联系如多对多比较麻烦, 只能通过引入冗余结点

3、或虚拟结点来实现2）缺乏结构独立性，查询子结点必须通过父结点;3）实现复杂，难于管理。设计人员必须对数据的物理存储特性有非常深入的了解， 另外系统对插入和删除有较多限制。4 ）缺乏标准。网状模型优点：1）概念简单2）对更多联系类型的处理。 M： N 联系在网状数据库模型中比在层次数据模型中更 易实现。3）数据访问的灵活性。一个应用程序可以访问一个首记录和一个系中所有的属记 录。4）提高了数据库的完整性。 网状数据库模型加强了数据库的完整性， 因为用户必须 首先定义首记录，然后才能定义属记录。5）符合标准。网状数据模型基于由 DBTG/CODASY提L出和 ANSI.SPARC扩展的通用标 准。

4、6）数据独立。 网状数据模型获得了足够的数据独立性， 至少在一定程度上将程序从 复杂物理存储细节中隔离开了。网状模型缺点：1) 系统复杂性，没有设计成一个对用户友好的系统。2) 缺乏结构独立性，一旦数据库结构做了改变，所有的应用程序必须重新授权。3) 用户不容易掌握和使用。 关系模型优点：1) 关系模型结构简单，概念单一，易学易用。无论是实体还是实体间的联系，都用 关系 - 即用二维表表示；2) 关系模型是数学化的模型；3) 关系模型的存取路径对用户是透明的； 关系模型缺点：1) 关系模型的查询效率往往不如非关系模型，必须进行优化，以提高性能，这一定 程度上要增加用户的负担，并对用户在数据库的

5、整体知识上有较高的要求；2) 关系模型在处理如计算机辅助设计数据、多媒体数据时就有了局限性，必须要和 其他的新技术相结合。3解释实体、属性、实体型、实体集、联系、E-R模型的概念答：实体：实体是客观世界中存在的且可互相区分的事物。属性：实体所具有的某种特性。一个实体可以由若干属性来刻画。 实体型：具有相同属性的实体具有相同的特征和性质，用实体名及其属性名集合来抽 象和刻画同类实体，称为实体型。实体集：具有同一实体型的集合。 联系：联系表示一个或多个实体之间的关联关系。E-R模型：提供了表示实体型、属性和联系的方法。实体型用矩形表示，矩形框内写明 实体名； 属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应

6、的实体连接起来；联系用菱形表示， 菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的 类型( 1 : 1 , 1 : n或 m : n )。5试给出医院信息管理中三个实际的E-R 图，要求实体型之间具有一对一、一对多、多对多各种不同的联系。科室科室医生负责人 医生 患者6关系数据库中关系的性质答： 列是同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域。 不同的列可以出自同一个域，称其中的每一列为一个属性，不同的属性要给予不同 的属性名。 列的顺序无所谓。 任意两个元组不能完全相同。 行的顺序无所谓。 分量必须取原子值，即每一个分量必须是不可分的数据项。7试述关

7、系模型的三个组成部分。 答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。8试述关系数据语言的特点和分类。 答：关系数据语言可以分为三类： 关系代数语言。关系演算语言：元组关系演算语言和域关系演算语言。SQL：具有关系代数和关系演算双重特点的语言。 这些关系数据语言的共同特点是，语言具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言， 功能强，能够嵌入高级语言中使用。9关系模型的三个组成部分 ? 答：关系数据结构，关系数据操作，关系完整性约束条件。10试述关系模型的完整性约束条件。 关系模型有三类完整性：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性 1）实体完整性规则：若属性 A是基本

8、关系 R的主属性，则属性 A不能取空值。 2）参照完整性规则：若属性（或属性组）F是基本关系 R的外码，它与基本关系 S的主码KS相对应（基本关系 R和关系 S不一定是不同的关系） ，则对于 R中的每个元组在 F上的值必须 为：或者取空值（ F的每个属性值均为空值） ；或者等于 S中某个元组的主码值。3）用户定义的完整性：用户针对某一具体数据库的约束条件，它反映某一具体应用所涉 及的数据必须满足的语义要求。11 试述等值连接与自然连接的区别和联系。答：连接运算符是“ =”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。自然连接是一种特殊的等值连接，它要

9、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。12 解释如下术语： 域、笛卡尔积、关系、键、候选键、主键、外键、关系模式。 域：一组具有相同数据类型的值的集合。笛卡尔积：给定一组域 D1，D2， Dn，这些域中可以有相同的域。 D1， D2， Dn的笛 卡尔积为：D1×D2××Dn（d1，d2，dn）diDi，i1，2， n 其中每一个元素 （d1 ， d2， dn） 叫作一个 n元组（ n-tuple ），元组中每一个值 di 叫作一个 分量。关系：笛卡儿积 D1× D2×× Dn的子集叫做在域 D

10、1，D2， Dn上的 n元关系 键：关系中能惟一区分、确定不同元组的属性或属性组合。候选键：关系中能够成为关键字的属性或属性组合可能不是唯一的。凡在关系中能够唯一 区分确定不同元组的属性或属性组合，称为候选健。主键：当一个关系中有多个候选健的时候，则从中选定一个作为关系的主键，关系中主关 键字是惟一的。每个关系中都必定有一个且只有一个主键。外键：设 F是关系 R中某个属性或属性组合而并非该关系的键，但却是另一个关系S的主键，称F为关系 R的外键。关系模式： 即对关系的描述， 它是型， 是静态的， 一般表示为： 关系名（属性 1，属性2， 属性 n）13关系代数的基本运算有哪些？ 并、差、笛卡尔

11、积、投影和选择 5种运算为基本的运算。其他 3种运算，即交、连接和除， 均可以用这 5种基本运算来表达。14为一家汽车保险公司构造一个 E-R图。公司有一些客户，每一客户拥有1辆或多辆汽车。每一辆汽车都与 0项或很多项交通事故相关。15 为一家银行设计一个数据库。包括客户以及他们的账户信息。客户信息包括姓名、地 址、电话、身份证号码。账户信息包括号码和余额，账户分为储蓄账户和信用卡账户两种， 储蓄账户需为用户进行利息结算，信用卡账户需记录用户的透资上线。为该数据库设计一 个E-R图。若客户有多个地址和电话号码， E-R图又该如何设计？若客户有多个地址和电话号码，将 E-R图中地址和电话属性用双椭圆形表示。16某企业集团有若干工厂，每个工厂生产多种产品，且每一种产品可以在多个工厂生产，E-R图。每个工厂按照固定的计划数量生产产品；每个工厂聘用多名职工，且每名职工只能在一个 工厂工作，工厂聘用职工有聘期和工资。工厂的属性有工厂编号、厂名、地址，产品的属 性有产品编号、产品名、规格，职工的属性有职工号、姓名。根据上述语义画上17设有如下关系 R,S：给出下列关系代数式的结果。（1）R÷S （2）R×S （3）R S（4）, （ B=b（R） ）答：18 设有两个关系如下图所示，计算A,D（RS） 的值。RABC123456789SBCD246568