第六章 关系数据理论
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第一章数据库系统概述及建模数据库系统一、填空题1. 数据库模型通常由()、()和()3要素组成。
2. 数据模型通常分为()、()和()。
3. 数据操作描述的是系统的动态特性,主要分为()和()两大类,共包括()、()、()和()4种操作。
4. 关系模型中,完整性约束主要是()和()。
5. 关系数据库是以()为基础的数据库系统。
7. 有了外模式/模式映像可以保证数据和应用程序之间();有了模式/内模式映像,可以保证数据和应用程序之间的()。
8. 事务的4个特性是()、()、()和()。
009. 数据库管理系统在3层结构之间提供的两层映像是()和()。
10. 当前数据库系统的主流是()。
11. DBMS的中文意思是()。
12. DBMS允许用户把一个或多个数据库操作组成(),它是一组按顺序执行的操作单位。
、13. ()是按照一定的数据模型组织的、长期储存在计算机内,可为多个用户共享的数据的聚集。
14. 数据库系统的基础是()。
15. ()处于数据库系统的核心位置。
16. 对数据库的操作要以()内容为依据。
17. 数据库系统3层结构的描述放在()中。
18. 查询处理最复杂最重要的部分是()。
19. ()是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述。
20. ()是数据库物理结构和存储方式的描述。
21. ()是用户可以看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
22. 随着计算机软硬件的发展,数据管理技术不断完善,先后经历了()、()和()3个阶段。
二、判断题1.数据库系统的基础是数据模型。
2.数据库系统的核心是数据库管理系统。
3.对数据库的操作要以运行日志为依据。
4.数据结构描述的是系统的静态特性。
5.事务的原子性是指整个事务要么都执行,要么都不执行。
三、简答题1.数据库系统有哪些特点?2.什么是数据库?3.什么是关系?4.什么是关系的码?5.什么是关系模型?6.关系模型有什么特点?7.数据库系统都包括什么?数据库建模一、填空题1. 在E-R图中,数据元素用()表示;属性用()表示,实体之间的联系用()和()表示。
数据库系统概论复习重点第一章绪论1.数据库系统的基本概念:数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统,一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成。
2.数据库管理系统的主要功能:数据定义功能、数据操作功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护。
3.数据模型的分类:概念模型、逻辑模型。
4.概念模型的表示:层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型。
5.数据管理技术的产生和发展经历的三个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。
6.实体是现实世界中客观存在,且能相互区别的。
7.数据模型的组成要素:数据结构、数据操作、数据的完整性的约束条件。
8.DBS包括DB和DBMS,而DB与DBSM是相互独立的。
9.概念模型独立于操作。
10.数据库三级结构有利于保证数据的安全性和独立性。
11.数据库物理存储视图为内模式12.用户通过DML语言对数据进行操作,其实是在操作外模式中的记录。
13.数据库系统的三级模式结构:外模式、模式、内模式。
14.有了“模式/内模式映像”可以保证数据的物理独立性。
15.数据库系统的核心是——数据库。
16.数据库系统的三级模式存在有二级映像,使之可以有较高的数据独立性。
17.数据库的外部存储方法和存储设备变化不影响逻辑结构,这种情况为物理数据独立性。
第二章关系数据库1.本章重点:关系数据库概念,可以用关系表达式来表达实际问题,可以用元祖表达式来表达实际问题,可以用域表达式来表达实际问题。
可以将这三种表达式相互转换。
2.关系代数运算:并、交、笛卡儿积、选择、投影。
3.常用的关系运算:关系代数、关系演算。
5.“列”可以出自一个域。
6.DBMS和OS之间的关系是:DBMS可以调用OS。
7.关系演算谓词变元可分为:元祖关系、演算关系、域关系演算。
8.若Sno由八位数组成,则此种情况称为:用户定义完整性。
9.一般情况下“R”“S”连接,则“R”“S”必有相同的属性。
第六章关系数据理论第六章讲解关系数据理论。
这是关系数据库的又一个重点。
学习本章的目的有两个。
一个是理论方面的,本章用更加形式化的关系数据理论来描述和研究关系模型。
另一个是实践方面的,关系数据理论是我们进行数据库设计的有力工具。
因此,人们也把关系数据理论中的规范化理论称为数据库设计理论,有的书把它放在数据库设计部分介绍以强调它对数据库设计的指导作用。
一、基本知识点本章讲解关系数据理论,内容理论性较强,分为基本要求部分(《概论》6.1~6.3)和高级部分《概论》6.4)。
前者是计算机大学本科学生应该掌握的内容;后者是研究生应该学习掌握的内容。
①需要了解的:什么是一个“不好”的数据库模式;什么是模式的插入异常和删除异常;规范化理论的重要意义。
②需要牢固掌握的:关系的形式化定义;数据依赖的基本概念(函数依赖、平凡函数依赖、非平凡的函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖的概念,码、候选码、外码的概念和定义,多值依赖的概念);范式的概念;从lNF 到4NF的定义;规范化的含义和作用。
③需要举一反三的:四个范式的理解与应用,各个级别范式中存在的问题(插入异常、删除异常、数据冗余)和解决方法;能够根据应用语义,完整地写出关系模式的数据依赖集合,并能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式。
④难点:各个级别范式的关系及其证明。
二、习题解答和解析1.理解并给出下列术语的定义:函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码(All-key)、lNF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF。
解析解答本题不能仅仅把《概论》上的定义写下来。
关键是真正理解和运用这些概念。
答函数依赖:设R(U)是一个关系模式,U是R的属性集合,X和Y是U的子集。
对于R(U)的任意一个可能的关系r,如果r中不存在两个元组,它们在X上的属性值相同,而在Y上的属性值不同,则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”,记作X→Y。
大学《数据库原理》课程教学大纲及课程重点、难点一、基本信息课程代码:学分:3总学时:48(其中实验9学时)适用对象:本科计算机、网络、软件工程、通讯等相关专业先修课程:数据结构二、课程性质、教学目的和要求(一)课程性质和目的数据库原理是计算机专业的一门专业必修课,面向高年级学生开设,本大纲以一学期51课时讲授。
本课程的目的是向学生介绍数据库的基本概念和原理,掌握常用数据库系统的使用,使学生能够使用数据库技术进行数据库设计和系统开发。
(二)教学方法与手段以课堂理论教学为主,上机实践为辅,配合多媒体教学。
在教学过程中注重能力的培养,以实际应用为例,提高理论教学的生动性,提高学生的动手能力。
(三)教学安排学时安排:16周X3学时二48学时,其中课堂教学13周X3学时=39学时,上机实验3周X3学时=9学时。
课堂讲授数据库的基本概念、基本理论和工作原理,上机实验练习理论的实现和一个典型的关系数据库系统。
课堂教学:第一章绪论(3学时)第二章关系数据库(6学时)第三章关系数据库标准语言SQL(6学时)第四章(数据库安全性)和第五章(数据库完整性)(3学时)第六章关系数据理论(6学时)第七章数据库设计(6学时)第八章数据库编程和第九章关系查询与优化(3学时)第十章数据库恢复技术(3学时)第十一章并发控制(3学时)上机实验:实验1(3课时):E-R模式设计和数据库设计与实现。
掌握数据库系统和DBMS的组成,练习SQLServer的配置和使用,E-R模式设计,设计并实现一个具体的数据库。
实验2(3课时):数据库的范式设计和数据库的数据操纵的设计与实现。
利用E-R模式设计,进行关系模式设计和模式规范化过程的练习,设计并实现数据库的查询、添加、修改、删除、更新以及视图的设计与实现。
实验3(3课时):数据库系统的安全性和、完整性和整体设计。
数据库系统的安全性和完整性的设计与实现;数据库系统的整体设计。
实验4(3课时):简单关系数据库系统的设计与实现。
数据库复习⼤纲及答案第⼀章绪论1.数据的语义数据的解释是对数据含义的说明,数据的含义称为数据的语义,数据与其语义是不可分的2.数据库的定义数据库是长期储存在计算机内,有组织的,可共享的⼤量数据的集合。
数据库中的数据按⼀定的数据模型组织,描述和储存,具有较⼩的冗余度,较⾼的数据独⽴性和易拓展性,并可为各种⽤户共享。
概括的讲,数据库具有永久储存,有组织和可共享三个基本特点3.DBMS的定义、功能定义:数据库管理系统(DBMS)是位于⽤户与操作系统之间的⼀层数据管理软件。
功能(5点):1.数据定义功能2.数据组织,储存和管理3.数据操控功能4.数据库的事务管理和运⾏管理 5.数据库的建⽴和维护功能4.数据库系统的组成组成:数据库,数据库管理系统,应⽤程序和数据库管理员5.数据管理技术的三个阶段1.⼈⼯管理阶段2.⽂件系统阶段3.数据库系统阶段6.数据库系统的特点1.数据结构化(最重要)2.数据的共享性⾼,冗余度低且易扩充3.数据独⽴性⾼(数据变化,程序不变) 4.数据由数据库管理系统统⼀管理和控制数据控制功能:1.数据的安全性保护2.数据的完整性检查3.并发控制4.数据库恢复7.数据模型的类型第⼀类:概念模型第⼆类:逻辑模型和物理模型8.概念模型的基本概念和表⽰⽅法基本概念:1.实体2.属性3.码 4.实体型 5.实体集6.联系表⽰⽅法:实体-联系⽅法该⽅法⽤E-R图来描述现实世界的概念模型,E-R法也称E-R模型9.数据模型的组成要素(三要素)重点1.数据结构:数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系2.数据操作:数据操作是指对数据库中的各种对象(型)的实例(值)允许执⾏的操作的集合,包括操作及有关的操作规则。
数据库主要有查询和更新(包括插⼊,删除,修改)3.数据的完整性约束条件:数据的完整性约束条件是⼀组完整性规则,它保障了数据的正确,有效和相容。
10.常⽤的逻辑数据模型a.层次模型b.⽹状模型c.关系模型11.关系模型的基本术语a.关系:⼀个关系对应通常说的⼀张表(⼆维表)b.元组:表中的⼀⾏即为⼀个元组c.属性:表中的⼀列即为⼀个属性d.码:也称码键,表中的某个属性组,它可以确定⼀个元组,如学号e.域:域是⼀组具有相同数据类型的值的集合。
一单项选择题1 关系规范化中的删除操作异常是指___①______,插入操作异常是指____②_______。
A 不该删除的数据被删除B 不该插入的数据被插入C 应该删除的数据未被删除D 应该插入的数据未被插入2 设计性能较优的关系模式称为规范化,规范化主要的理论依据是____________。
A 关系规范化理论B 关系运算理论C 关系代数理论D 数理逻辑3 规范化理论是关系数据库进行逻辑设计的理论依据。
根据这个理论,关系数据库中的关系必须满足:其每一个属性都是_______________。
A 互不相关的B 不可分解的C 长度可变的D 互相关联的4 关系数据库规范化是为解决关系数据库中____________问题而引入的。
A 插入、删除和更新异常以及数据冗余B 提高查询速度C 减少数据操纵的复杂性D 保证数据的安全性和完整性5 规范化过程主要为克服数据库逻辑结构中的插入异常、删除异常、更新异常以及__________缺陷。
A 数据的不一致性B 结构不合理C 冗余度大D 数据丢失6 当关系模式R属于3NF,则下列说法中____________是正确的。
A 它一定消除了插入和删除异常B 仍存在一定的插入和删除异常C 一定属于BCNFD A和C都是7 关系模型中的关系模式至少是______________。
A 1NFB 2NFC 3NFD BCNF8 在关系数据库中,数据函数依赖范畴内关系模式的最高范式必定是_______________。
A 1NFB 2NFC 3NFD BCNF9 在关系模式R中,若其函数依赖集中所有候选关键字都是决定因素,则R最高范式是_____________________。
A 1NFB 2NFC 3NFD BCNF10 当B属性函数依赖于A属性时,则属性A与B之间的联系类型为 ________________。
A 1:1B 1:NC M:ND 以上都不是11 在关系模式中,如果属性A和B存在1:1的联系,则说_____________。
A A→B B B→AC A←→BD 以上都不是12 候选关键字中的属性称为_______________。
A 非主属性B 主属性C 复合属性D 关键属性13 关系模式中各级模式之间的关系为______________________。
A 3NF⊂2NF⊂1NFB 3NF⊂1NF⊂2NFC 1NF⊂2NF⊂3NFD 2NF⊂1NF⊂3NF14 关系模式中,满足2NF的模式,__________________。
A 可能是1NFB 必定是1NFC 必定是3NF D必定是BCNF15 关系模式R中的属性全部是主属性,则R的最高范式必定是________________。
A 2NFB 3NFC BCNFD 4NF16 消除了部分依赖的1NF的关系模式必定是_______________。
A 1NFB 2NFC 3NFD 4NF17 关系模式的候选关键字可以有__________,主关键字有_____________。
A 0个B 1个C 1个或多个D 多个18 候选关键字中的属性可以有__________________。
A 0个B 1个C 1个或多个D 多个19 关系模式的分解_____________。
A 唯一B 不唯一20 如图6.1给定的关系R______________。
A 不是3NFB 是3NF但不是2NFC 是3NF但不是BCNFD 是BCNF21 如图6.2给定的关系R________________。
A 1NFB 2NFC 3NFD BCNF22 根据关系规范化理论,关系数据库中的关系必须要满足第一范式。
下面“部门”关系中,因那个属性而使它不满足第一范式?________。
部门(部门号,部门名,部门成员,部门总经理)A 部门号B 部门名C 部门成员D 部门总经理23 设有关系W(工号,姓名,工种,定额),将其规范化到第三范式正确的答案是_____。
A W1(工号,姓名)、W2(工种、定额)B W1(工号,工种、定额)、W2(工号、姓名)C W1(工号,姓名、工种)、W2(工种、定额)D 以上都不对24 在关系模式R(A,B,C,D)中,有函数依赖集F={ B→C,C→D,D→A },则R能达到___。
A 1NFB 2NFC 3NFD 以上三者都不行25 能够消除多值依赖引起的冗余的是_________________。
A 2NFB 3NFC 4NFD BCNF26 设关系模式R<U,F>,U为R的属性集合,F为U上的函数依赖集,如果X→Y为F所蕴涵,且Z⊆U,则XZ→YZ为F所蕴涵。
这是函数依赖的__________。
A 传递律B 合并律C 自反律D 增广律27 X→Ai(i = 1,2,…,k)成立是X→A1A2…Ak成立的__________。
A 充分条件B 必要条件C 充要条件D 既不充分也不必要28 若关系R的候选码都是由单属性构成的,则R的最高范式必定是__________。
A 1NFB 2NFC 3NFD 无法确定29 下列有关范式的叙述中正确的是________。
A 如果关系模式R ∈ 1NF,且R中主属性完全函数依赖于码,则R是2NFB 如果关系模式R ∈ 3NF,X,Y⊆U,若X→Y,则R是BCNFC 如果关系模式R ∈ BCNF,若X→→Y(Y不包含于X)是平凡的多值依赖,则R∈4NFD 一个关系模式如果属于4NF,则一定属于BCNF,反之不成立30 有关系模式:学生(学号,课程号,名次),若每一名学生每门课程有一定的名次,每门课程每一名次只有一名学生,则以下叙述错误的是_________。
A (学号,课程号)和(课程号,名次)都可以作为候选码B 只有(学号、课程号)能作为候选码C 关系模式属于3NFD 关系模式属于BCNF31 下列叙述错误的是_________。
A 若X→→Y,其中Z = U – X – Y = ∅,则称X→→Y为非平凡的多值依赖B 若X→Y,其中Z = U – X – Y = ∅,则称X→Y为平凡的函数依赖C 对于函数依赖(A1,A2,…,An)→B来说,如果B是A中的某一个,则称为非平凡的函数依赖D 对于函数依赖(A1,A2,…,An)→B来说,如果B是A中的某一个,则称为平凡的函数依赖32 关系模式STJ(S#,T,J#)中,存在函数依赖:(S#,J#)→T,(S#,T)→J#,T→J#,则___________。
A 关系STJ满足1NF,但不满足2NFB 关系STJ满足2NF,但不满足3NFC 关系STJ满足3NF,但不满足BCNFD 关系STJ满足BCNF,但不满足4NF二填空题1 关系规范化的目的是_______________________________________________。
2 在关系A(S,SN,D)和B(D,CN,NM)中,A的主键是S,B的主键是D,则D在S中称为_______________________。
3 对于非规范化的模式,经过___________转变为1NF,将1NF经过____________________转变为2NF,将2NF经过______________________________转变为3NF。
4 在一个关系R中,若每个数据项都是不可再分的,那么R一定属于_______________。
5 1NF、2NF、3NF和BCNF之间的关系是:_________________________________________。
6 若关系为1NF,且把它的每一非主属性都_________________________候选关键字,则该关系为2NF。
7 在关系数据库的规范化理论中,在执行“分解”时,必须遵守规范化原则:保持原有的依赖关系和____________________。
三综合题1 指出下列关系模式是第几范式?并说明理由。
(1)R(X,Y,Z) F = { XY → Z }(2)R(X,Y,Z) F = { Y→Z,XZ→Y }(3)R(X,Y,Z) F = { Y→Z, Y→X, X→YZ }(4)R(X,Y,Z) F = { X→Y, X→Z }(5)R(X,Y,Z) F = { XY→Z }(6)R(X,Y,Z) F = { X→Z, WX→Y }2 设有关系模式R(U,F),其中:U = {A,B,C,D,E,P},F = {A→B,C→P,E→A,CE→D},求出R的所有候选关键字。
3 设有关系模式R(C,T,S,N,G),其上的函数依赖集:F = {C→T,CS→G,S→N},求出R的所有候选关键字。
4 设有关系模式R(A,B,C,D,E),其上的函数依赖集:F = {A→BC,CD→E,B→D,E→A}(1)计算B+;(2)求出R的所有候选关键字。
5 设有关系模式R(U,F),其中:U = { A,B,C,D,E };F = {A→D,E→D,D→B,BC→D,DC→A };(1)求出R的所有候选关键字;(2)判断ρ= {AB,AE,CE,BCD,AC}是否为无损连接分解?6 设有关系模式R(A,B,C,D,E)及其上的函数相关性集合F = {A→C,B→D,C→D,DE→C,CE→A},试问分解ρ = {AD,AB,BE,CDE,AE}是否为R的无损连接分解?7 设有函数依赖集F = {AB→CE,A→C,GP→B,EP→A,CDE→P,HB→P,D→HG,ABC→PG},计算属性集D关于F的闭包D+。
8 已知关系模式R的全部属性集U = {A,B,C,D,E,G}及函数依赖集:F = {AB→C,C→A,BC→D,ACD→B,D→EG,BE→C,CG→BD,CE→AG},求属性集闭包(BD)+。
9 设有函数依赖集F = {D→G,C→A,CD→E,A→B},计算闭包:D+,C+,A+,(CD)+,(AD)+,(AC)+,(ACD)+。
10 设有函数依赖集F = {AB→CE,A→C,GP→B,EP→A,CDE→P,HB→P,D→HG,ABC→PG},求与F等价的最小函数依赖集。
11 设有关系模式R(U,F),其中:U = {E,F,G,H},F = {E→G,G→E,F→EG,H→EG,FH→E},求F的最小依赖集。
12 设有关系模式R(U,F)其中:U = {A,B,C,D},F = {A→B,B→C,D→B},把R分解成BCNF模式集;(1)如果首先把R分解成{ACD,BD},试求F在这两个模式上的投影。
(2)ACD和BD是BCNF吗?如果不是,请进一步分解。
13 设有关系模式R(A,B,C,D),其上的函数依赖集:F = {A→C,C→A,B→AC,D→AC}。