数据库习题及练习答案

简答题1.什么是数据库的数据独立性？数据独立性分为哪两个级别？答：数据独立性表示应用程序与数据库中存储的数据不存在依赖关系，包括逻辑数据独立性和物理数据独立性。2.DBMS的主要功能有哪5个方面？答：（1）数据定义功能。DBMS提供相应数据语言来定义（DDL）数据库结构，它们是刻画数据库框架，并被保存在数据字典中。（2）数据存取功能。DBMS提供数据操纵语言（DML），实现对数据库数据的基本存取操作：检索，插入，修改和删除。（3）数据库运行管理功能。DBMS提供数据控制功能，即是数据的安全性、完整性和并发控制等对数据库运行进行有效地控制和管理，以确保数据正确有效。（4）数据库的建立和维护功能。包括数据库初始数据的装入，数据库的转储、恢复、重组织，系统性能监视、分析等功能。（5）数据库的传输。DBMS提供处理数据的传输，实现用户程序与DBMS之间的通信，通常与操作系统协调完成。3.叙述等值连接和自然连接的区别和联系。答：等值连接表示为，自然连接表示为，自然连接是除去重复属性的等值连接。两者之间的区别和联系如下：（1）自然连接一定是等值连接，但等值连接不一定是自然连接。等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去；（2）等值连接要求相等的分量，不一定是公共属性；而自然连接要求相等的分量必须是公共属性。4.简单说明排它锁和它的作用。答：排它锁又称为写锁（(eXclusivelock,简记为X锁)），若事务T对数据对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其它任何事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁。它防止任何其它事务获取资源上的锁，直到在事务的末尾将资源上的原始锁释放为止。在更新操作（INSERT、UPDATE或DELETE）过程中始终应用排它锁。故而排他所得作用就是：防止并发操作引起的数据不一致性5.设有关系R和S，其中R为参照关系，S为信赖关系。为了实现完整性约束，SQL规定可以对R的删除操作采取哪三种措施？答：(1)RESTRICT(或约束删除)，(2)CASCADE(或级联删除)，(3)SETNULL(或外键值置空)6.简要说明事务的原子性。答：事务的所有操作必须完成，否则事务将被撤消。也就是说，事务是作为一个整体的单位处理，不可以被分割。7.两个函数信赖集F和G等价的充分必要条件是什么？答：F中每个FD在G+中，并且G中每个FD也在F+中。8.在数据库系统中有如下一个调度Ｓ，它涉及到３个不同的事务Ｔ1、Ｔ２和Ｔ３。请问调度Ｓ是冲突可串行化的吗？为什么？如果调度Ｓ是冲突可串行化的，就请给出与之等价的一个串行调度序列。Ｔ１Ｔ２Ｔ３Read(A)Read(B)Read(Q)Write(Q)Read(M)Write(Q)Read(Q)Write(M)Write(B)首先要给出该调度的优先图：T1→T2T2→T1T1→T3T2→T3调度的优先图中存在有向环，因此该调度不是冲突可串行化的。9.在同一个SQL语句中的having子句和where子句中的条件是什么样的关系？答：如果在同一个SQL语句中同时存在where子句和having子句，那么首先应该用where子句中的条件进行选择，满足where条件的记录通过groupby子句形成分组；然后在每个分组上应用having子句，不符合having条件的分组将被抛弃掉！having子句主要是针对分组进行条件限制。having子句中的条件只有在形成分组后才起作用，因此可以在having子句中使用聚集函数。10.解释文件系统为什么会存在数据冗余？这种数据冗余会导致哪两类典型的问题？答：由于文件系统难于实现数据共享，因此，相同的数据可能会在多个文件中重复出现，即产生数据冗余。数据冗余会导致数据（或更新）异常和数据不一致性。11.简述关系模型的实体完整性规则和参照完整性规则。答：实体完整性规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。参照完整性规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它对于基本关系S的主码K相对应（基本关系R和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。12.对DBS生存期的划分，一般分为哪7个阶段。答：DBS生存期分七个阶段：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护。13.函数依赖集F的最小依赖集G应满足哪4个条件？答：（1）G+=F+；（2）每个FD的右边都是单属性；（3）F中不存在这样的函数依赖X→Y，使得F与F-{X→Y}等价；（4）F中不存在这样的函数依赖X→Y，X有真子集W使得F-{X→Y}U{W→Y}与F等价。14.事务有哪几种状态?答：活动状态、局部提交状态、失败状态、异常中止状态、提交状态。15.ODBC的体系结构共分为哪几层？答：ODBC的体系结构共分为四层：应用程序、驱动程序管理器、DBMS驱动程序和数据源。16.简述模式分解的优缺点。答：优点：（1）模式分解能消除数据冗余和操作异常现象；（2）在分解了的数据库中可以存储悬挂元组，存储泛关系中无法存储的信息。缺点：（1）分解以后，检索操作需要做笛卡尔积或连接操作，这将付出时间代价；（2）在有泛关系假设时，对数据库中关系进行自然连接时，可能产生寄生元组，即损失了信息，在无泛关系时，由于数据库中可能存在悬挂元组，就有可能不存在泛关系。17.ODBC驱动程序有哪两种类型？主要区别是什么？答：ODBC驱动程序有两种类型：单层驱动程序和多层驱动程序。区别：单层驱动程序中包含了数据库引擎，解释执行SQL语句。在网络中传输的是整个数据库文件，所以网络的数据通信量很大。多层驱动程序中不包含数据库引擎，将SQL语句传递给数据源服务器，由DBMS解释执行。因此在网络中传输的只是用户请求和数据库处理的结果，从而使网络的数据通信量大大减少，减轻了网络的负担，均衡了服务器和客户机的负载，提高了应用程序的运行效率。18.ODBC应用程序初始化的基本流程是什么？答：分配环境句柄→分配连接句柄→与服务器连接→分配语句句柄。19.ODBC应用程序终止的基本流程是什么？答：与服务器断开→释放语句句柄→释放连接句柄→释放环境句柄。20.ODBC句柄有哪三个？答：有三种句柄：环境句柄，连接句柄和语句句柄。21.JDBC的总体结构由哪4部分组成？答：JDBC的总体结构由Java程序、JDBC管理器、驱动程序和数据库四部分组成。22.JDBC驱动程序有哪4类？答：JDBC驱动程序有四类：本地库Java驱动程序，独立于DBMS的网络协议驱动程序，DBMS协议Java驱动程序，JDBC-ODBC桥驱动程序。23.JDBCAPI主要完成哪三项任务？答：（1）同一个数据库建立连接；（2）向数据库发送SQL语句；（3）处理数据库返回结果。24.简述在DTD的属性声明中，类型声明的5种类型和默认声明的3种类型。答：类型声明的5种类型：（1）PCDATA或CDATA；（2）ID；（3）IDREF或IDREFS；（4）ENTITY或ENTITIES；（5）枚举类型。默认声明的3种类型：（1）#IMPLIED；（2）#REQUIRED（3）#FIXED。25.现在主要有哪三种语言提供了XML数据的查询和转换能力？答：XPath、XSLT、XQuery。26.论述并发操作对数据库带来的问题及解决的办法。答：并发操作带来3个问题：丢失更新问题、读脏数据问题、不可重复读问题。这些问题都需要并发控制子系统来解决。综合题1.设有如下实体学生：学号、单位、姓名、性别、年龄、选修课程名课程：编号、课程名、开课单位、任课教师号教师：教师号、姓名、性别、职称、讲授课程号单位：单位名称、电话、教师号、教师名上述实体中存在如下联系(1)一个学生可以选修多门课程，一门课程可以为多个学生选修；(2)一个教师可以讲授多门课程，一门课程可以为多个教师讲授；(3)一个单位可以有多个教师，一个教师只能属于一个单位。试完成如下工作：(1)将全局ER图转换为等价的关系模式的数据库逻辑结构。单位（单位名，电话）教师（教师号，姓名，性别，职称，单位名）课程（课程编号，课程名，单位名）学生（学号，姓名，性别，年龄，单位号）讲授（教师号，课程编号）选修（学号，课程编号）2.图书出版管理数据库中有两个基本表：图书（书号，书名，作者编号，出版社，出版日期）；作者（作者编号，作者名，年龄，地址）。试用SQL语句写出下列查询：检索年龄低于作者平均年龄的所有作者的作者名.书名和出版社。SELECT作者名，书名，出版社FROM图书，作者WHERE图书.作者编号=作者.作者编号AND年龄=(SELECTAVG(年龄)FROM作者）；3.设有关系S(S#,SNAME,AGE,SEX)、SC(S#,C#,SCORE)、C(C#,CNAME,TEACHER)，试用关系代数和SQL完成如下操作(1)用关系代数表达检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生姓名。ΠSNAME(SSCΠC#(σTEACHER=’程军’（C）))(2)用关系代数表达至少选修了S2和S4课程的学生的学号和姓名。ΠS#，SNAME（SΠS#（σ4=4∧2='s2'∧5='s4'(SC×SC)））(3)用SQL表达找出“程序设计”课程成绩在90分以上的学生。4.设有关系模式R(U)，函数依赖集为F，其中U={A,B,C,D,E},F={ABC,CDE,BD,EA}(1)计算B+，并给出计算步骤。解答：令X={B}，X(0)={B},由BD，且BX(0),X(1)=X(0){D}={BD}，由ABC，CDE，EA函数依赖的左部都不在X(1)中，所以B+={BD}(2)证明CD是R的候选键证明：由已有的函数依赖得：CDU，所以，CD是超键，又由于C+=C,D+=D,所以C和D都不是超键，因此，CD是候选键。5.设有关系模式STUDENT(S#,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE)S#，CNAME组成候选键，函数依赖集合为F={S#,CNAMESNAME,SDEPT,MNAMES#SNAME,SDEPT,MNAMES#,CNAMEGRADESDEPTMNAME}试问：(1)关系模式STUDENT属于第几范式？给出理由。答：由于S#,CNAMESDEPT,和S#SDEPT,所以，存在非主属性局部依赖于候选键，所以关系模式不是2NF的，它是1NF的。(2)如果STUDENT不属于BCNF，试给出分解为BCNF的过程。答：首先消除S#,CNAMESNAME,SDEPT,MNAME部分函数依赖，构造R1(S#,SNAME,SDEPT,MNAME)和R2(S#,SNAME,GRADE)在关系R1中，其函数依赖为S#SNAME,SDEPT,MNAMESDEPTMNAME这里有非主属性MNAME传递依赖于候选键S#，将R1分解为R11(SDEPT,MNAME)和R12(S#,SNAME,SDEPT),它们和R2都是BCNF6.假设某商业集团数据库中有一关系模式R如下：R（商店编号，商品编号，数量，部门编号，负责人）如果规定：（1）每个商店的每种商品只在一个部门销售；（2）每个商店的每个部门只有一个负责人；（3）每个商店的每种商品只有一个库存数量。试回答下列问题：（1）根据上述规定，写出关系模式R的基本函数依赖；答：有三个函数依赖：（商店编号，商品编号）→部门编号（商店编号，部门编号）→负责人（商店编号，商品编号）→数量（2）找出关系模式R的候选码；答：R的候选码是：（商店编号，商品编号）（3）试问关系模式R最高已经达到第几范式？为什么？答：因为R中存在着非主属性“负责人”对候选码（商店编号，商品编号）的传递函数依赖，所以R属于2NF，R不属于3NF（4）如果R不属于3NF，请将R分解成3NF模式集。答：将R分解成：R1（商店编号，商品编号，数量，部门编号）R2（商店编号，部门编号，负责人）7.设有关系EMP（ENO，ENAME，SALARY，DNO），其中各属性的