数据库系统原理及应用教程后答案苗雪兰刘瑞新机械工业出版社
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第7章关系数据库理论1 本章概要前面已经讲述了关系数据库、关系模型的基本概念以及关系数据库的标准语言。
如何使用关系模型设计关系数据库,也就是面对一个现实问题,如何选择一个比较好的关系模式的集合,每个关系又应该由哪些属性组成。
这属于数据库设计的问题,确切地讲是数据库逻辑设计的问题,有关数据库设计的全过程将在第6章详细讨论。
本章讲述关系数据库规范化理论,这是数据库逻辑设计的理论依据。
要求了解规范化理论的研究动机及其在数据库设计中的作用,掌握函数依赖的有关概念,第一范式、第二范式、第三范式的定义,重点掌握并能够灵活运用关系模式规范化的方法和关系模式分解的方法,这也是本章的难点。
2 规范化问题的提出规范化理论的主要内容关系数据库的规范化理论最早是由关系数据库的创始人E.F.Codd提出的,后经许多专家学者对关系数据库理论作了深入的研究和发展,形成了一整套有关关系数据库设计的理论。
在该理论出现以前,层次和网状数据库的设计只是遵循其模型本身固有的原则,而无具体的理论依据可言,因而带有盲目性,可能在以后的运行和使用中发生许多预想不到的问题。
3 在关系数据库系统中,关系模型包括一组关系模式,各个关系不是完全孤立的,数据库的设计较层次和网状模型更为重要。
如何设计一个适合的关系数据库系统,关键是关系数据库模式的设计,一个好的关系数据库模式应该包括多少关系模式,而每一个关系模式又应该包括哪些属性,又如何将这些相互关联的关系模式组建一个适合的关系模型,这些工作决定了到整个系统运行的效率,也是系统成败的关键所在,所以必须在关系数据库的规范化理论的指导下逐步完成。
4 关系数据库的规范化理论主要包括三个方面的内容:函数依赖范式(Normal Form)模式设计其中,函数依赖起着核心的作用,是模式分解和模式设计的基础,范式是模式分解的标准。
4.1.2 关系模式的存储异常问题数据库的逻辑设计为什么要遵循一定的规范化理论?什么是好的关系模式?某些不好的关系模式可能导致哪些问题?下面通过例子进行分析: 5例如,要求设计教学管理数据库,其关系模式SCD如下:SCDSNOSNAGEDEPTMNCNOSCORE 其中,SNO表示学生学号,SN表示学生姓名,AGE表示学生年龄,DEPT表示学生所在的系别,MN表示系主任姓名,CNO表示课程号,SCORE表示成绩。
第一章1、(1)数据:数据用于载荷信息的物理符号。
123(2)数据的特征;之分;○数据受数据类型和取值范围的约束;○○数据有“型”和“值”4数据应具有载体和多种表现形式。
数据有定性表示和定量之分;○1组织和保存数据功能,即将收集到的数据合理地分类组织,将3、(1)数据管理的功能:○2数据维护功能,即根据需要随时进行其存储在物理载体上,使数据能够长期的被保存;○3数据查询和数据统计功能,即快速的插入新数据,修改原数据和删除失效数据的操作;○4数据的安全和完整性控制功能,即能保护数据得到需要的正确数据,满足各种使用要求;○的安全和完整性。
(2)数据管理的目标:收集完整的信息,将信息用数据表示,按数据结构合理科学的组织并保存数据;为各种使用快速地提供需要的数据,并保护数据的安全和完整性。
4、(1)数据库:是数据管理的新方法和技术,他是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。
1数据库中的数据具有整体性,即数据库中的数据要保(2)数据库中的数据具有的特点:○2数据库中的数据具有数据共享性,持自身完整的数据结构;○不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据,多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。
5、(1)数据库管理系统:它是专门用于管理数据库的计算机管理软件。
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、安全性进行操作的功能。
(2)数据库管理系统主要功能:是数据存储、数据操作和数据控制功能。
其数据存储和数据操作是:数据库的定义功能,指未说明库中的数据情况而进行的建立数据库结构的操作;数据库建立功能,指大批数据录入到数据库的操作,它使得库中含有需要保护的数据记录;数据库维护功能,指对数据的插入、删除和修改操纵,其操作做能满足库中信息变化或更新的需求;数据库查询和统计功能,指通过对数据库的访问,为实际应用提供需要的数据。
数据库管理系统的数据控制功能为:数据安全性控制功能,即为了保证数据库的数据安全可靠,防止不合法的使用造成数据库泄露和破坏,也就是避免数据被人偷看、篡改或破坏;数据库完整性控制功能,指为了保证数据库中的数据的正确、有效和相容,防止不合语意的错误数据被输入或输出。
数据库原理及应⽤课后习题答案第1到3章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。
习题参考答案第1章习题参考答案一、选择题1. C2. B3. D4. C5. D6. A7. A8. B9. D、10. B11. C 12. D 13. A 14. D 15. B二、填空题1. 数据库系统2. 关系3. 物理独立性4. 操作系统5. 数据库管理系统(DBMS)6. 多对多7. 独立性8. 完整性控制9. 逻辑独立性10. 关系模型11. 概念结构(逻辑)12. 树有向图二维表嵌套和递归13. 宿主语言(或主语言)14. 数据字典15. 单用户结构主从式结构分布式结构客户/服务器结构浏览器/服务器结构第2章习题参考答案一、选择题1. A2. C3. C4. B5. B6. C7. B8. D9. C 10. A11. B 12. A 13. A 14. D 15. D二、填空题1. 选择(选取)2. 交3. 相容(或是同类关系)4. 并差笛卡尔积选择投影5. 并差交笛卡尔积6. 选择投影连接7. σf(R)8. 关系代数关系演算9. 属性10. 同质11. 参照完整性12. 系编号系名称,电话,办公地点13. 元组关系域关系14. 主键外部关系键15. R和S没有公共的属性三简答题(1)查询T1老师所授课程的课程号和课程名。
ΠCNO,CN(σTNO=’T1’(TC)*ΠCNO,CN(C))(2)查询年龄大于18岁男同学的学号、姓名、系别。
ΠSNO, SN, Dept(σAge>18∧Sex=’男’(S))(3)查询“李力”老师所授课程的课程号、课程名和课时。
ΠCNO (ΠTNO(σTN=’李力’(T))*TC) * C)(4)查询学号为S1的同学所选修课程的课程号、课程名和成绩。
ΠCNO,CN,Score(σSNO=’S1’(SC)*ΠCNO,CN(C))(5)查询“钱尔”同学所选修课程的课程号、课程名和成绩。
ΠCNO,CN,Score(ΠSNO(σSN=’钱尔’(S))*ΠCNO,CN (C)*SC)(6)查询至少选修“刘伟”老师所授全部课程的学生姓名。
练习题参考答案练习题1参考答案1.单项选择题(1)C (2)B (3)C (4)D (5)D(6)A (7)B (8)B (9)C (10)A(11)B (12)D (13)C (14)B (15)C(16)A (17)A (18)B2.简答题(1)答:文件系统中的文件是面向应用的,一个文件基本上对应于一个应用程序,文件之间不存在联系,数据冗余度大,数据共享性差,数据独立性差;数据库系统中的文件不再面向特定的某个或多个应用,而是面向整个应用系统,文件之间是相互联系着的,减少了数据冗余,实现了数据共享,数据独立性强。
(2)答:概念模式体现了数据库的总体观,简称DBA视图;内模式体现了数据库的存储观,称为系统程序员视图;外模式体现了数据库的用户观,称为用户视图。
用户视图有多个,而其它视图只有一个。
(3)答:数据独立性是指应用程序和数据之间相对独立、不受影响,及数据结构的修改不引起应用程序修改的特性。
数据独立性包括物理数据独立性和逻辑数据独立性。
物理数据独立性是指数据库物理结构改变时不必修改现有的应用程序。
逻辑数据独立性是指数据库逻辑结构改变时应用程序不用修改。
数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。
数据库系统通常采用外模式、模式、内模式三级结构,数据库管理系统在这三级模式之间提供了外模式/模式和模式/内模式两级映像,当整个系统要求改变模式(增加记录类型、增加数据项)时,由DBMS对各个外模式/模式的映像作相应改变,可以使外模式保持不变,应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据的逻辑独立性。
当数据的存储结构改变时,由DBMS 对模式/内模式映像作相应改变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改变,保证了数据的物理独立性。
练习题2参考答案1.单项选择题(1)D (2)D (3)A (4)A (5)D(6)D (7)C (8)B (9)B (10)B(11)A (12)C (13)A (14)B2.简答题(1)答:关系是一张二维表,即元组的集合。
第1章数据库概述1.试说明数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念。
答:数据是数据库中存储的基本对象。
数据库:是存放数据的场所。
数据库管理系统:管理数据库数据及其功能的系统软件。
数据库系统:由数据库、数据库管理系统、数据库管理员和数据库应用程序共同构成的系统。
2.数据管理技术的发展主要经历了哪几个阶段?答:文件管理和数据库管理。
3.文件管理方式在管理数据方面有哪些缺陷?答:(1)编写应用程序不方便。
(2)数据冗余不可避免。
(3)应用程序依赖性。
(4)不支持对文件的并发访问。
(5)数据间联系弱。
(6)难以满足不同用户对数据的需求。
4.与文件管理相比,数据库管理有哪些优点?答:(1)相互关联的数据集合;(2)较少的数据冗余;(3)程序与数据相互独立;(4)保证数据的安全可靠;(5)最大限度地保证数据的正确性;(6)数据可以共享并能保证数据的一致性。
5.比较用文件管理和用数据库管理数据的主要区别。
答:文件系统不能提供数据的独立性,也不能提供数据共享、安全性等功能,这些需要客户端编程实现。
而数据库管理系统可以很方便地提供这些功能。
6.在数据库管理方式中,应用程序是否需要关心数据的存储位置和存储结构?为什么?答:不需要。
因为这些都由数据库管理系统来维护。
7.在数据库系统中,数据库的作用是什么?答:数据库是存储数据的仓库,其作用是存储数据。
8.在数据库系统中,应用程序可以不通过数据库管理系统而直接访问数据文件吗?答:不可以。
9.数据独立性指的是什么?它能带来哪些好处?答:数据独立性包括逻辑独立性和物理独立性两部分。
物理独立性是指当数据的存储结构发生变化时,不影响应用程序的特性;逻辑独立性是指当表达现实世界的信息内容发生变化时,不影响应用程序的特性。
这两个独立性使用户只需关心逻辑层即可,同时增强了应用程序的可维护性。
10.数据库系统由哪几部分组成,每一部分在数据库系统中的作用大致是什么?答:数据库系统一般包括3个主要部分:数据库、数据库管理系统和应用程序。
习题一解答1.答:数据是用于载荷信息的物理符号。
数据的特征是:①数据有“型”和“值’之分;②数据受数据类型和取值范围的约束;③数据有定性表示和定量表示之分;④数据应具有载体和多种表现形式。
数据与信息的关系为:数据是信息的一种表现形式,数据通过能书写的信息编码表示信息。
信息有多种表现形式,它通过手势、眼神、声音或图形等方式表达,但是数据是信息的最佳表现形式。
由于数据能够书写,因而它能够被记录、存储和处理,从中挖掘出更深层的信息。
但是,数据不等于信息,数据只是信息表达方式中的一种。
正确的数据可表达信息,而虚假、错误的数据所表达的是谬误,不是信息。
2.答:数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作。
围绕着数据所做的工作均称为数据处理。
数据处理目的为:通过数据管理,收集信息并将信息用数据表示和保存,在需要的时候,为各种使用和数据处理提供数据;通过数据加工,对数据进行变换、抽取和运算,从而得到更有用的数据,以指导或控制人的行为或事物的变化趋势;通过数据传播,使更多的人得到并理解信息,从而使信息的作用充分发挥出来。
3.答:数据管理的功能为:①组织和保存数据功能,即将收集到的数据合理地分类组织,将其存储在物理载体上,使数据能够长期地被保存。
②数据维护功能,即根据需要随时进行插入新数据、修改原数据和删除失效数据的操作;③数据查询和数据统计功能,即快速地得到需要的正确数据,满足各种使用要求;④数据的安全和完整性控制功能,即保证数据的安全性和完整性。
数据管理的目标是:收集完整的信息,将信息用数据表示,按数据结构合理科学地组织并保存数据;为各种使用快速地提供需要的正确数据,并保证数据的安全性和完整性。
4.答:数据库是数据管理的新方法和技术,它是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。
数据库中的数据具有的特点是:①数据库中的数据具有数据整体性,即数据库中的数据要保持自身完整的数据结构;②数据库中的数据具有数据共享性,不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据,多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。