【正文】 課后作業(yè)習(xí)題《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》課程部分習(xí)題及參考答案 第一章緒論（教材 41頁） １．試述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念。 　　數(shù)據(jù)： 　　描述事物的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有文字、圖形、圖象、聲音、正文等等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。 　　數(shù)據(jù)庫： 　　數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)： 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ DBS）是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu)成。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： 　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。用于科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)。DBMS主要功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫的運行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。 ２．使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有什么好處？ 　　使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點或優(yōu)點決定的。 　　使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的好處很多，例如可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率，方便用戶的使用，減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護的負擔(dān)等。 　　為什么有這些好處，可以結(jié)合第 5題來回答。 　　使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以大大提高應(yīng)用開發(fā)的效率。因為在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中應(yīng)用程序不必考慮數(shù)據(jù)的定義、存儲和數(shù)據(jù)存取的具體路徑，這些工作都由 DBMS來完成。 　　此外，當應(yīng)用邏輯改變，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)需要改變時，由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的獨立性。數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的改變是 DBA的責(zé)任，開發(fā)人員不必修改應(yīng)用程序，或者只需要修改很少的應(yīng)用程序。從而既簡化了應(yīng)用程序的編制，又大大減少了應(yīng)用程序的維護和修改。 　　使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減輕數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理人員維護系統(tǒng)的負擔(dān)。因為 DBMS在數(shù)據(jù)庫建立、運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制，包括數(shù)據(jù)的完整性、安全性，多用戶并發(fā)控制，故障恢復(fù)等等都由DBMS執(zhí)行。 　　總之，使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點是很多的，既便于數(shù)據(jù)的集中管理，控制數(shù)據(jù)冗余，可以提高數(shù)據(jù)的利用率和一致性，又有利于應(yīng)用程序的開發(fā)和維護。 ３．試述文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系。 　　文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的區(qū)別： 　　文件系統(tǒng)面向某一應(yīng)用程序，共享性差、冗余度大，獨立性差，紀錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)、整體無結(jié)構(gòu)，應(yīng)用程序自己控制。 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向現(xiàn)實世界，共享性高、冗余度小，具有高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性，整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型描述，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力。 　　文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)系是： 　　文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是計算機系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)的軟件。 ５．試述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點有： 　　一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，這是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。 　　二、數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴充 　　數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不再面向某個應(yīng)用而是面向整個系統(tǒng)，因此可以被多個用戶、多個應(yīng)用、用多種不同的語言共享使用。由于數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)，是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個應(yīng)用共享使用，而且容易增加新的應(yīng)用，這就使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)彈性大，易于擴充。 　　三、數(shù)據(jù)獨立性高 　　數(shù)據(jù)獨立性包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。 　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)和二級映象功能保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有很高的物理獨立性和邏輯獨立性。 　　四、數(shù)據(jù)由 DBMS統(tǒng)一管理和控制 　　數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的共享，即多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)甚至可以同時存取數(shù)據(jù)庫中同一個數(shù)據(jù)。為此， DBMS必須提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能，包括數(shù)據(jù)的安全性保護，數(shù)據(jù)的完整性檢查，并發(fā)控制和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。 ６．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能有哪些？ 　?、贁?shù)據(jù)庫定義功能； 　　②數(shù)據(jù)存取功能； 　?、蹟?shù)據(jù)庫運行管理； 　?、軘?shù)據(jù)庫的建立和維護功能。 ７．試述數(shù)據(jù)模型的概念、數(shù)據(jù)模型的作用和數(shù)據(jù)模型的三個要素。 　　數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中用來對現(xiàn)實世界進行抽象的工具，是數(shù)據(jù)庫中用于提供信息表示和操作手段的形式構(gòu)架。 　　一般地講，數(shù)據(jù)模型是嚴格定義的概念的集合。這些概念精確地描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性和完整性約束條件。因此數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分組成。 　?、贁?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是所研究的對象類型的集合，是對系統(tǒng)的靜態(tài)特性的描述。 　?、跀?shù)據(jù)操作：是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許進行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則，是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。 　?、蹟?shù)據(jù)的約束條件：是完整性規(guī)則的集合，完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。 ８．試述概念模型的作用。 　　概念模型實際上是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次。概念模型用于信息世界的建模，是現(xiàn)實世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交流的語言。 ９．定義并解釋概念模型中以下術(shù)語： 　　實體，實體型，實體集，屬性，碼，實體聯(lián)系圖（ ER圖） 　　實體：客觀存在并可以相互區(qū)分的事物叫實體。 　　實體型：具有相同屬性的實體具有相同的特征和性質(zhì)，用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體稱為實體型。 　　實體集：同型實體的集合稱為實體集。 　　屬性：實體所具有的某一特性，一個實體可由若干個屬性來刻畫。 　　碼：唯一標識實體的屬性集稱為碼。 　　實體聯(lián)系圖： ER圖提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法： 　　 實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。 　　 屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來。 　　聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯(lián)系的類型（ 1 : 1，1 : n或m : n）。 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 （教材81頁） 。 　　答：關(guān)系模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合和關(guān)系完整性約束三部分組成。 。 　　答：關(guān)系數(shù)據(jù)語言可以分為三類： 　　 關(guān)系代數(shù)語言 例如 ISBL 　　 關(guān)系演算語言 （元組關(guān)系演算語言 例如 APLHA，QUEL 和 域關(guān)系演算語言 例如QBE） 　　 具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點的語言 例如 SQL 　　 這些關(guān)系數(shù)據(jù)語言的共同特點是，具有完備的表達能力，是非過程化的集合操作語言，功能強，能夠嵌入高級語言中使用。 3. 定義并理解下列術(shù)語，說明它們之間的聯(lián)系與區(qū)別: 　?。?1）域，關(guān)系，元組，屬性 　　答： 　　域：域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。 　　關(guān)系：在域 D1，D2，…，Dn上笛卡爾積D1D2…Dn的子集稱為關(guān)系，表示為 R（D1，D2，…，Dn） 　　元組：關(guān)系中的每個元素是關(guān)系中的元組。 　　屬性：關(guān)系也是一個二維表，表的每行對應(yīng)一個元組，表的每列對應(yīng)一個域。由于域可以相同，為了加以區(qū)分，必須對每列起一個名字，稱為屬性（ Attribute）。 　?。?2）主碼，候選碼，外部碼 　　答： 　　候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性組為候選碼（ Candidate key）。 　　主碼：若一個關(guān)系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼（ Primary key）。 　　外部碼：設(shè) F是基本關(guān)系R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼，如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則稱F是基本關(guān)系R的外部碼（Foreign key），簡稱外碼。 　　基本關(guān)系 R稱為參照關(guān)系（Referencing relation），基本關(guān)系S稱為被參照關(guān)系（Referenced relation）或目標關(guān)系（Target relation）。關(guān)系R和S可以是相同的關(guān)系。 (3)關(guān)系模式，關(guān)系，關(guān)系數(shù)據(jù)庫 　　關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（ Relation Schema）。它可以形式化地表示為： R（U，D，dom，F(xiàn)） 　　其中 R為關(guān)系名，U為組成該關(guān)系的屬性名集合，D為屬性組U中屬性所來自的域，dom為屬性向域的映象集合，F(xiàn)為屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合。 　　關(guān)系：在域 D1，D2，…，Dn上笛卡爾積D1D2…Dn的子集稱為關(guān)系，表示為 R（D1，D2，…，Dn） 　　關(guān)系是關(guān)系模式在某一時刻的狀態(tài)或內(nèi)容。關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動態(tài)的、隨時間不斷變化的，因為關(guān)系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。 　　關(guān)系數(shù)據(jù)庫：關(guān)系數(shù)據(jù)庫也有型和值之分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，是對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述，它包括若干域的定義以及在這些域上定義的若干關(guān)系模式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的值是這些關(guān)系模式在某一時刻對應(yīng)的關(guān)系的集合，通常就稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。 。在參照完整性中，為什么外部碼屬性的值也可以為空？什么情況下才可以為空？ 　　答： 　　關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型中可以有三類完整性約束：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。參見教材 　　在參照完整性中，外部碼屬性的值可以為空，它表示該屬性的值尚未確定。但前提條件是該外部碼屬性不是其所在關(guān)系的主屬性。 　　例如，在下面的 “學(xué)生”表中，“專業(yè)號”是一個外部碼，不是學(xué)生表的主屬性，可以為空。其語義是，該學(xué)生的專業(yè)尚未確定。 　　學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)號，年齡） 　　專業(yè)（專業(yè)號，專業(yè)名） 　　而在下面的 “選修”表中的“課程號”雖然也是一個外部碼屬性，但它又是“選修”表的主屬性，所以不能為空。因為關(guān)系模型必須滿足實體完整性。 　　課程（課程號，課程名，學(xué)分） 選修（學(xué)號，課程號，成績） 5．等值連接與自然連接的區(qū)別是什么？ 答：自然連接（ Natural join）是一種特殊的等值連接，它要求兩個關(guān)系中進行比較的分量必須是相同的屬性組，并且要在結(jié)果中把重復(fù)的屬性去掉。 第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言 SQL （教材148頁） 1. 試述SQL語言的特點。 　　答： 　?。?1）綜合統(tǒng)一。 SQL語言集數(shù)據(jù)定義語言DDL、數(shù)據(jù)操縱語言DML、數(shù)據(jù)控制語言DCL的功能于一體。 　?。?2）高度非過程化。用SQL語言進行數(shù)據(jù)操作，只要提出“做什么”，而無須指明“怎么做”，因此無需了解存取路徑，存取路徑的選擇以及SQL語句的操作過程由系統(tǒng)自動完成。 　?。?3）面向集合的操作方式。SQL語言采用集合操作方式，不僅操作對象、查找結(jié)果可以是元組的集合，而且一次插入、刪除、更新操作的對象也可以是元組的集合。 　?。?4）以同一種語法結(jié)構(gòu)提供兩種使用方式。SQL語言既是自含式語言，又是嵌入式語言。作為自含式語言，它能夠獨立地用于聯(lián)機交互的使用方式，也能夠嵌入到高級語言程序中，供程序員設(shè)計程序時使用。 　?。?5）語言簡捷，易學(xué)易用。 2. 試述SQL的定義功能。 　　答： SQL的數(shù)據(jù)定義功能包括定義表、定義視圖和定義索引。 SQL語言使用CREATE TABLE語句定義建立基本表，；ALTER TABLE語句修改基本表定義，DROP TABLE語句刪除基本表；建立索引使用CREATE INDEX語句建立索引， DROP INDEX語句刪除索引表；SQL語言使用CREATE VIEW命令建立視圖，DROP VIEW語句刪除視圖。 3. 用SQL語句建立第3章習(xí)題3中的四個表。 　　答： 　　 對于 S表：S( SNO，SNAME，STATUS，CITY)； 　　 建 S表 CREATE TABLE S (SNO CHAR(3)， SNAME CHAR(10)， STATUS CHAR(2)， CITY CHAR(10))； P(PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT)； 　　 建 P表、 建J表、建SPJ表略。 4. 針對上題中建立的四個表試用SQL語言完成第3章習(xí)題3中的查詢。 　　答： 　　（ 1） 求供應(yīng)工程J1零件的供應(yīng)商號碼SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J139。； 　?。?2） 求供應(yīng)工程J1零件P1的供應(yīng)商號碼SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J139。 AND PNO=‘P139。； 　?。?3） 求供應(yīng)工程J1零件為紅色的供應(yīng)商號碼SNO； SELECT SNO FROM SPJ WHERE JNO=‘J139。 AND PNO IN (SELECT PNO FROM P WHERE COLOR=‘紅39。)； 　　（ 4） 求沒有使用天津供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零件的工程號JNO； 　略， 注意：從 J 表入手，以包含那些尚未使用任何零件的工程號。 5. 針對習(xí)題3中的四個表試用SQL語言完成以下各項操作： 　　 （ 1）找出所有供應(yīng)商的姓名和所在城市。 　　 （ 2）找出所有零件的名稱、顏色、重量。 　　 （ 3）找出使用供應(yīng)商S1所供應(yīng)零件的工程號碼。 　　 （ 4）找出工程項目J2使用的各種零件的名稱及其數(shù)量。 　　 （ 5）找出上海廠商供應(yīng)的所有零件號碼。 　　 （ 6）找出使用上海產(chǎn)的零件的工程名稱。 　　 （ 7）找出沒有使用天津產(chǎn)的零件的工程號碼。 　　 （ 8）把全部紅色零件的顏色改成藍色。 　　 （ 9）由S5供給J4的零件P6改為由S3供應(yīng)，請作必要的修改。 　　 （ 10）從供應(yīng)商關(guān)系中刪除S2的記錄，并從供應(yīng)情況關(guān)系中刪除相應(yīng)的記錄。 　　 （ 11）請將 (S2，J6，P4，200) 插入供應(yīng)情況關(guān)系。 　　 答： (1) 找出所有供應(yīng)商的姓名和所在城市。 SELECT SNAME, CITY FROM