4.4 数据库系统习题及参考答案
练习题
1.指出下列缩写的含义
（1）DML；（2）DBMS；(3)DDL；（4）DBS；（5）SQL；（6）DB；（7）DBA；（8）DCL
2.分析文件系统与数据库系统之间的区别和联系
3.什么是数据库系统的数据独立性？
4.层次模型、网状模型和关系模型等三种基本数据模型是根据什么来划分的？
5.设有商业销售记帐数据库，一个顾客可以买多种商品，一种商品可以供应多个顾客。
顾客：顾客姓名，单位，电话号码
商品：商品名称，型号，单价
（1） 试画出对应的E-R图。
（2） 将E-R图转换成关系模型，并指出主关键字及外部关键字。
6.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，任课老师号
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
上述实体间存在如下联系：
（1） 一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修；
（2） 一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授；
（3） 一个单位可以有多个教师，一个教师只能属于一个单位。
要求完成如下工作：
（1） 分别设计学生选课和教师任课两个局部信息结构的E-R图。
（2） 将上述局部E-R图合并成一个全局E-R图。
（3）将全局E-R图转换为等价的关系模型。
7.已知三个局部模型如图4.13所示，将其合并成一个全局信息模型结构。各实体的构成为：
图4.13 三个局部模型图
部门：部门号，部门名，电话，地址
职工：职工号，职工名。职务，年龄，性别
设备处：单位号，电话，地址
工人：编号，姓名，年龄，性别
设备：设备号，名称，规格，价格
零件：零件号，名称，规格，价格
生产厂：单位号，名称，电话，地址
8.一个图书借阅管理数据库，要求提供下述服务：
（1）可随时查询书库中现有书籍的品种、数量与存放位置。所有各类书籍均可由书号唯一标识。
（2）可随时查询书籍借还情况，包括借书人单位、姓名、借书证号、借书日期和还书日期。
约定：任何人可以借多种书，任何一种书可以为多个人所借，借书证号具有唯一性。
（4） 需要时，可通过数据库中保存的出版社的电报编号、电话、邮编及地址等信息向有关书籍的出版社增购有关书籍。
约定：一个出版社可以出版多种书籍，同一本书仅为一个出版社出版，出版社名具有唯一性。
根据以上情况，作如下设计：
（1） 构造满足需要的E-R图。
（2） 转换为等价的关系模型结构。
9. 设有图4.14所示的关系R和S，计算
图4.14 关系R和S
（1） R1=R–S
（2） R2=R∪S
（3） R3=R∩S
（4） R4=RχS
10.设有关系R，S，T如图4.15 所示，计算：
图4.15 关系R，S和T
（1） R1=R∪S
（2） R2=R–S
（3） R3=R∞S
（4） R4=R∞S
A<C
（5） R5=∏A（R）
（6） R6=σA=C（RχT）
11.设有关系R，W和D如图4.16所示。计算：
图4.16 关系R，W和D
(1) R1=∏Y,T(R)
(2) R2=σP>5∧T=C(R)
(3) R3=R∞W
(4) R4=∏[2],[1],[6]( σ[3]=[5](RχD))
12.设有图4.17所示的三个关系S，C，SC，将下列关系表达式用自然语言表达出来，并求其结果。
图4.17 S，C，SC
（1）∏[2]，[6]，[7]( σ籍贯=上海（S∞SC）)
（2）∏[2]，[9]，[8]（S∞SC∞σ课程名=操作系统（C））
13.对上题的关系S，C，SC，试用关系代数表达式表示下列查询语句：
（1）查询赵旭老师所授课程的课程号和课程号。
（2）查询年龄大于19的男学生学好和课程名。
（3）查询“李军”同学不选修的课程的课程号。
（4）查询至少选修两门课程的学生号。
（5）查询选修课程包含“赵旭”老师所授课程之一的学生学号。
（6）查询选修课程名为“数据库系统”的学生学号和姓名。
14.设有关系R，S，T如下：
R（BH，XM，XB，DWH）
S（DWH，DWM）
T（BH，XM，XB，DWH）
写出下述功能的SQL语句：
（1） 实现σDWH=‘100’(R)
（2） 实现∏XM,DWH( σXB=‘女’（R）)
（3） 实现∏XM，XB（R）
（4） 实现R∞S
（5） 实现∏XM，XB，DWM（σXB=‘男’（R）)
15.设有如下关系：
R（NO，NAME，SEX，AGE，CLASS）主关键字为NO
其中NO为学号，NAME为姓名，SEX为性别，AGE为年龄，ClASS为班号。写出实现如下功能的SQL语言：
（1） 插入一个记录（0204，‘王燕’，‘女’，20。‘9903’）。
（2） 插入‘9903’班学号为0244，姓名为‘李甲’的学生纪录。
（3） 将学号为‘0112’的学生姓名改为‘赵军’。
（4） 将班号‘9903’改为‘9900’
（5） 删除学号为‘0205’的学生记录。
（6） 删除所有姓“李”的学生记录。
16.已知关系R和S如图4.18所示。
图4.18 关系R1和S1
执行如下的SQL语言：
（1） CREATE VIEW H(A,B,C,D,E)
AS SELECT A,B,R1.C,D,E
FROM R1,S1
WHERE R1.C=S1.C;
（2） SELECT B,D,E
FROM H
WHERE C=’c2’;
试给出：
（1） 视图H。
（2） 对视图H的查询结果。
17. 已知学生表S和选课表SC，其关系模式如下：
S（SNO，SN，SD，PROV）
SC(SNO,CN,GR)
其中，SNO为学号，SN为姓名，SD为系名，PROV为省区，CN为课程名，GR为分数。
试用SQL语言实现下列操作：
（1） 查询“信息工程系”的学生来自哪些省区。
（2） 按分数降序排序，输出“人文学院”学生选修“计算机概论”课程的学生姓名和分数。
18. 设有学生表S（SNO,SN）和学生选修课程表SC（SNO，CNO，CN，G），其中SNO为学生学号，SN为姓名，CNO为课程号，G为成绩。试用SQL语言完成以下操作：
（1）建立一个视图V-SSC（SNO，SN，CNO，CN，G）并按CNO升序排序。
（2）从视图V-SSC上查询课程成绩在90分以上的SN，CN和G。
19. 分析关系模式STUDENT（学号，姓名，出生日期，系名，班号，宿舍区），指出其中的候选关键字，最小依赖集和存在的传递函数依赖。
20. 设有一教学管理数据库，其属性为：学号（S#），课程号（C#），成绩（G），任课教师（TN），教师所在系（D），这些数据有如下语义：
学号和课程号分别与其所代表的学生和课程一一对应。
一个学生所修的每一门课程都有一个成绩。
教师中没有重名，每个教师只属于一个系。
（1） 根据上述语义确定函数依赖集。
（2） 如果用上述属性组成一个关系模式，那么该关系模式为何种范式？并举例说明在进行插入、删除操作失当异常现象。
（3） 将上述关系模式分解成满足3NF的模式。
21. 如图4.19所给出的关系R为第几范式？是否存在操作异常？若存在，则将其分解为高一级范式。分解完成的范式中是否可以避免分解前关系中存在的操作异常？
图4.19 关系R
22. 设有如图4.20所示的关系S
图4.20 关系S
（1） 它为第几范式？为什么？
（2） 是否存在删除操作异常？若存在，说明在什么情况下发生。
（3） 将它分解成高一级范式，分解后的关系是如何解决分解前可能存在的删除操作异常问题的？
23. 设有如图4.21所示的关系P
图4.21 关系P
试问P是否属于3NF？为什么？若不是，它属于第几范式？并如何规范化为3NF？
参考文献
1. 史嘉权等.数据库系统教程.北京：清华大学出版社，2001
2. 李春葆.数据库原理与应用——习题解析.北京：清华大学出版社，2001
3. 吴保国等.数据库应用基础.北京：清华大学出版社，1998
参考答案
1. （1）数据操纵语言
（2）数据库管理系统
（3）数据描述语言
（4）数据库系统
（5）结构化查询系统
（6）数据库
（7）数据库管理员
（8）数据控制语言
2. （1）文件系统与数据库之间的区别：
（2）文件系统与数据库系统之间的联系：
它们均为数据组织管理技术；均由数据管理软件来管理数据；程序与数据分离；数据库系统是在文件系统的基础上发展而成的。
3. 数据独立性是指应用程序与数据库中存储的数据不存在依赖关系，它包括逻辑数据独立性和物理数据独立性。
逻辑数据独立性是指局部逻辑数据结构（用户视图）与全局逻辑数据结构（概念视图）之间的独立性。当数据的全局逻辑数据结构发生变化（数据定义的修改、数据之间联系的变更或者增加新的数据类型等）时，不影响某些局部的逻辑数据结构的性质，不必修改应用程序。
物理数据独立性是指数据的存储结构与存取方法（内视图）改变时，对数据库的全局逻辑结构和应用程序没有影响，即数据库的存储结构与存取方法独立。
数据独立性的好处是，如果数据的物理存储设备更新了，物理表示及存取方法改变了，但数据的逻辑模式可以不改变，便于程序维护。同时对同一数据库的逻辑模式，可以建立不同的用户模式，提高了数据的共享性，使数据库系统有较好的可可扩充性。
4. 它们是依据描述实体与实体之间联系的不同方式来划分的。用树结构来表示实体和实体之间联系的模型叫做层次模型；用图结构来表示实体和实体之间的联系的模型叫做网状模型；用二维表格来表示实体和实体之间联系的模型叫做关系模型。
5. （1）E-R图如图4.22所示。
（2）关系模型为：
顾客（顾客姓名，单位，电话号码）主关键字：顾客姓名
商品（商品名称，型号，单价）主关键字：型号
购买（顾客姓名，型号）主关键字：（顾客姓名，型号）；外部关键字（顾客姓名，型号）
图4.22 E-R图
6. （1）学生选课局部E-R图如图4.23所示，教师任课局部E-R图如图4.24所示。
图4.23 学生选课局部E-R图
图4.24 教师任课局部E-R图
（2）合并后的全局E-R图如图4.25 所示。
图4.25 合并后的全局E-R图
为简化图形，各实体的属性为：
学生学号，姓名，性别，年龄
教师教师号，姓名，性别，职称
课程编号，课程名
单位单位名，电话
（3）转换成等价的关系模型为：
单位（单位名，电话）
教师（教师号，姓名，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，名称，单位号）
讲授（教师号，课程编号）
选修（学号，课程编号）
7. 汇总后的E-R图如图4.26所示。
图4.26 汇总后的E-R图
各类实体的属性为：
部门部门号，部门名，电话，地址
职工职工号，职工名，职务，年龄，性别
设备设备号，名称，规格，价格
零件零件号，名称，规格，价格
8. （1）满足上述需求的E-R图如图4.27所示。
图4.27 图书借阅管理数据库E-R图
（2）转换为等价的关系模型结构如下：
借书人（借书证号，姓名，单位）
图书（书号，书名，数量，位置，出版社名）
出版社（出版社名，电报编号，电话，编号，地址）
借阅（借书证号，书号，借阅日期，还书日期）
9. 各小题的结局4.28所示
图4.28 R、S各种计算结果
10. 各小题的结果如图4.29所示。
图4.29 R、S、T各种计算结果
11. 各小题的结果如果4.30所示。
图4.30 R、W、D各种计算结果
12. （1）查询籍贯为上海的学生姓名、学号和选修的课程号，其结果为图4.31中的R1。
（2）查询选修操作系统的学生姓名、课程号和成绩，其结果为4.31中的R2。
图4.31 关系S、C，SC计算结果
13. （1）∏课程号，课程名（σ教师姓名=‘赵旭’（C））
（2）∏学号，姓名（σ年龄>19∧性别=‘男’（S））
（3）∏课程号（C）-∏课程号（σ姓名=‘李军’（S）wvSC）
（4）∏学号（σ[1]=[4] ∧[2]≠[5]（SCΧSC））
（5）∏学号（S Cwv∏课程号（σ教师姓名=‘赵旭’（C）））
（6）∏学号，姓名（S∞∏学号（SC wv（σ课程名=‘数据库系统’（C）））
14. (1) SELECT*FROM R WHERE DWH=‘100’；
(2) SELECT XM,DWH FROM R WHERE XB=‘女’；
(3) SELECT XM,XB FROM R；
(4) SELECT R.BH,R.XM,R.XB,R.DWH,S.DWH,S.DWM FROM R,S WHERE R.DWH=S.DWH；
(5) SELECT R.XM,R.XB,S.DWM FROM R,S WHERE R.DWH=S.DWH AND R.XB=‘男’；
15. (1) INSERT INTO R VALUES(0204,‘王燕’,‘女’，20，‘9903’)；
(2) INSERT INTO R (NO,NAME,CLASS)VALUES(0244,‘李甲’，‘9903’)；
(3) UPDATE R SET NAME=‘赵军’WHERE NO=0112；
(4) UPDATE R STE CLASS=‘9900’WHERE CLASS =‘9903’；
(5) DELETE FROM R WHERE NO=0205；
(6) DELETE FROM R WHERE NAME LIKE‘李%’；
16. （1）H视图如图4.32所示。
（2）视图H的查询结果如图4.33所示。
图4.32 视图H 图4.33 视图H查询结果
17. （1）SELECT SNO，PROV
FROM S
WHERE SD=‘信息工程系’；
（2）SELECT SN，GR
FROM S，SC
WHERE SD=‘人文学院’AND CN=‘计算机概论’AND S.SNO=SC.NO
ORDER BY GR DESC；
18. （1）CHEATE VIEW V-SSC(SNO,SN,CNO,CN,G)
AS SELECT S.SNO,S.SN,SC.CNO,SC.CN,SC.G
FROM S,SC
WHERE S.SNO=SC.SNO
ORDER BY CNO;
(2) SELECT SN,CN,G
FROM V-SSC
WHERE G>90;
19. 候选关键字：学号（每个学生只有唯一的学号）。
最小依赖集：{学号→姓名，学号→出生年月，学号→班号，系名→宿舍区，班号→系名}
存在的传递函数依赖：
t
学号→系名→宿舍区，因此，学号→宿舍区。
t
班号→系名→宿舍区，因此，班号→宿舍区。
t
学号→班号→系名，因此，学号→系名。
20. （1）函数依赖关系有：
（S#，C#）→G,C#→TN,TN→D。
（2）此关系模式为1NF，因为该关系模式的候选关键字为（S#，C#）,而非主属性有G、TN、和D。其中C#→TN，存在非主属性TN对候选关键字（S#，C#）的部分依赖，即（S#，
p
C#）→TN。
如果新增设一门课程，而暂时没有学生选修时，因缺少关键字S#的值而不能进行插入操作；若某个教师调离学校要删除其相关信息时，将把有关的课程信息也删除了。
（3）分解成3NF的关系模式为：
R1=（S#,C#,G）
R2=（C#，TN）
R3=（TN，D）
21. 它是1NF，因为该关系的候选关系字为（工程号，材料号），而非主属性“开工日期”和“完工日期”部分函数依赖于候选关键字的子集“工程号”，即：
p
（工程号，材料号）→开工日期
p
（工程号，材料号）→完工日期
因此不满在足2NF
它存在的操作异常为：如果工程确定后，若暂时没有用材料，则该工程的数据因缺少关键字的一部分（材料号）而不能进入到数据库中，出现插入异常；若某工程下马，则删去该工程时将丢失有关材料方面的信息。
将上述关系中的部分函数依赖分解为一个独立的关系，则产生如图4.34所示的两个2NF的关系自模式R1，R2：
图4.34 关系R1和R2
分解后，若新工程确定后，尽管还没有用到材料，该工程的数据可在关系R2中插入。如果要删除某工程数据时，仅对关系R2操作，不会丢失材料方面的信息。
22. （1）它是2NF。
因为S的主关键字是课程名，而课程名→教师名，故教师名－﹨－＞课程名，教师名→教师地址，因此，课程名→教师地址，即存在非主属性教师地址对主属性课程名的传递函数依赖，所以S不是3NF。
又因为不存在非主属性对主属性的部分函数依赖，因此，R是2NF。
（2）存在。当删除某门课程时会删除不该删除的教师有关信息。
（3）分解为高一级范式3NF如图4.35所示。
分解后，若删除课程时，仅对关系S1进行操作，教师地址信息在关系S2中仍然保留，不会丢失。
23. P不属于3NF，它是2NF。因为P的主属性是职工号，而职工号→单位号，单位号－﹨－＞职工号，单位号→单位名。
因此，职工号→单位名，既存在非主属性单位名为主属性主属性职工号的传递函数依赖。
规范化后的关系模式为图4.36所示P1和P2。
图4.36 关系P1，P2