数据库原理及应用第2版课后答案（第一、第二章）

第一章

选择题

1、A。
从数据库管理系统的角度看，数据库系统的结构通常分为三级模式的总体结构，在这种模式下，形成了二级映像，实现了数据的独立性。其中三级模式结构指的是外模式、模式和内模式，二级映像指的是外模式/模式映像、模式/内模式映像。对于外模式/模式映像，当模式改变时，相应的外模式/模式映像作相应的改变，以使外模式保持不变，而应用程序是依据数据的外模式来编写的，外模式不变，应用程序就没必要修改，这保证了数据与程序的逻辑独立性。对于模式/内模式映像，当数据库的存储结构变了，模式/内模式映像会作相应的改变，以使模式保持不变，而模式不变，与模式没有直接联系的应用程序也不会改变，这保证了数据与程序的物理独立性。
数据逻辑独立性指的就是当模式改变时，外模式和应用程序不需要改变，所以选项A正确。
C选项的内模式改变，模式不变指的是数据的物理独立性，所以C选项不正确，B选项中前后两句与C选项相比顺序不符，所以B选项不正确。D选项中，应为“模式和应用程序不变”，不应为“外模式”，所以D选项不正确。

2、B。
DB指的是数据库（DataBase），DBMS指的是数据库管理系统（DataBase Management System），DBS指的是数据库系统（DataBase System），DBA指的是数据库管理员（Database Administrator），Data指的是数据。
由书中概念易得DBS（数据库系统）包括DBMS（数据库管理系统），DBMS管理和控制DB（数据库），而DB载入、存储、重组与恢复Data（数据）。所以B选项正确。

3、C。
数据库系统的特点有：、实现数据共享；、减少数据冗余度；、保持数据的一致性；、数据的独立性；、安全保密性；、并发控制；、故障恢复
由以上可得C选项错误，应改为数据冗余度“低”。

4、C。
DB是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合；DBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问计算机软件、硬件和数据资源组成的系统；DBMS是把用户对数据的操作转化为对系统存储文件的操作，有效地实现数据库三级（外模式、模式和内模式）之间的转化；MIS指的是管理信息系统（Management Information System），是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件及其他办公设备进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。由以上概念可知，位于用户和数据库之间的一层数据管理软件是DBMS。所以C选项正确。

5、C。
书中图1.6明确指出模式/内模式映像把概念数据库与物理数据库联系起来，所以C选项正确。

6、C。
数据库有这样三层关系，，第一层和第三层不能直接发生关系，所以D选项不正确，内模式与外模式没有直接关系，应改为“模式与应用程序不变”。由数据库的三级模式、两级映像概念可知，数据的物理独立性指的是内模式改变，模式（即概念模式）不变，所以C选项正确，而B选项先后顺序不正确。A选项指的是数据的逻辑独立性，与题意不符，故不正确。

7、D。
模式也称逻辑模式和概念模式，是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描述，描述现实世界中的实体及其性质与联系，是所有用户的公共数据视图；外模式也称子模式或用户模式，它是用以描述用户看到或使用的数据的局部逻辑结构和特性的，用户根据外模式用数据操作语句或应用程序去操作数据库中的数据；内模式也称存储模式，是整个数据库的最底层表示，它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。由以上概念可知，D选项正确。

8、A。
同第7题答案概念相同，故A选项正确。

9、C。
同第7题答案概念相同，故C选项正确。

10、D。
数据库系统的三级模式提供了两级映像，而两级映像实现了二级独立性，从而达到了数据独立性。

简答题
1、简述数据管理技术的发展历程。

答：数据管理技术的发展共经历了三个阶段。
（1）、人工管理阶段
20世纪50年代的计算机主要用于科学计算，数据处理都是通过手工方式进行的。当时外存没有磁盘等直接存取的存储设备，数据只能存放在卡片或纸带上；软件方面只有汇编语言，没有操作系统，数据的处理是批处理，程序运行结束后数据不保存。这些决定了当时的数据管理主要依赖于人工。
（2）、文件系统阶段
20世纪50年代年代末到60年代中期，计算机技术有了很大的发展，计算机的应用也从科学计算发展到了文档、工程管理。这时计算机在硬件上有了大容量的磁盘、磁鼓等外存设备；软件上有了操作系统、高级语言，出现了专门管理数据的文件系统；处理方式上不仅有批处理，还增加了联机处理方式。
（3）、数据库管理阶段
20世纪60年代后期，随着计算机应用越来越广泛，需要管理的数据规模也日益增长。这时硬件上已有大容量的硬盘出现，处理数据的方式上联机实时处理的需求也越来越多。在这种背景下，原先的以文件系统管理数据的方式已经不再适应发展的需要，于是人们对文件系统进行了扩充，研制了一种结构化的数据组织和处理方式，才出现了真正的数据库系统。数据库为统一管理与共享数据提供了有力支撑，这个时期数据库系统蓬勃发展形成了有名的“数据库时代”。数据库系统建立了数据与数据之间的有机联系，实现了统一、集中、独立地管理数据，使数据的存取独立于使用数据的程序，实现了数据的共享。

2、简述数据、数据库、数据库管理关系、数据库系统的概念。

答：（1）、数据（Data）：描述事物的符号记录，是数据库的处理对象
（2）、数据库（DataBase，简称 DB）：长期存放在计算机存储设备上有组织的、可共享的、相关的数据集合。是数据库系统DBS的核心，是被管理的对象。
（3）、数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）：把用户对数据的操作转化为对系统存储文件的操作，有效地实现数据库三级（外模式、模式和内模式）之间的转化，负责对DB进行管理与维护。
（4）、数据库系统（DataBase System，简称DBS）：实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即具有管理和控制数据库功能的计算机系统。

3、简述数据库系统的三级模式和两级映像的含义。

答：从数据库管理系统的角度看，数据库系统的结构通常分为三级模式的总体结构，在这种模式下，形成了二级映像，实现了数据的独立性。其中三级模式结构指的是外模式、模式和内模式，二级映像指的是外模式/模式映像、模式/内模式映像。
模式也称逻辑模式和概念模式，是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描述，描述现实世界中的实体及其性质与联系，是所有用户的公共数据视图；外模式也称子模式或用户模式，它是用以描述用户看到或使用的数据的局部逻辑结构和特性的，用户根据外模式用数据操作语句或应用程序去操作数据库中的数据；内模式也称存储模式，是整个数据库的最底层表示，它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。
对于外模式/模式映像，当模式改变时，相应的外模式/模式映像作相应的改变，以使外模式保持不变，而应用程序是依据数据的外模式来编写的，外模式不变，应用程序就没必要修改，这保证了数据与程序的逻辑独立性。对于模式/内模式映像，当数据库的存储结构变了，模式/内模式映像会作相应的改变，以使模式保持不变，而模式不变，与模式没有直接联系的应用程序也不会改变，这保证了数据与程序的物理独立性。

4、什么是数据独立性？简述数据库系统如何实现数据独立性。

答：（1）、数据独立性包括两个方面：数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的，即数据在磁盘上怎样存储由DBMS管理，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变；逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，即当数据的逻辑结构改变时，用户程序也可以不变。综上所述，数据独立性是由DBMS通过用户程序与数据的全局逻辑结构及数据的存储结构之间二级映像得到的。
（2）、数据库系统的二级独立性是指物理独立性和逻辑独立性。三个抽象级间通过两级映像进行相互转换，使得数据库的三级形成一个统一的整体，使得数据库系统实现了数据的独立性。

5、数据库管理系统的主要功能有哪些？

答：（1）、数据定义功能；
（2）、数据操纵功能；
（3）、数据组织、存取功能；
（4）、数据库运行管理功能；
（5）、数据库建立与维护功能

第二章

选择题

1、D。
全码的定义：若关系中只有一个候选码，且这个候选码中包含全部属性，则该候选码为全码。所以D选项正确。

2、C。
关系有如下几条性质：
（1）、关系中的每一个属性值都是不可分解的
（2）、关系中不允许出现重复行
（3）、行列无序
（4）、列是同质的，即这一列具有相同的数据类型
由以上四点性质可知，C选项正确。

3、A。
关系的完整性有以下几条规则：
（1）、实体完整性规则：若属性Ａ是基本关系Ｒ的主码所包含的属性，则属性Ａ不能取空值。（注：主码不能为空，且主码整体取值也不空）
（2）、参照完整性规则：如果属性集K是关系模式R1的外键，同时K也是关系模式R2的属性，但不是R2的主键，那么K为R2的外键。在R2关系中，K的取值只允许有两种可能：①、空值；①、不为空时，等于R1关系中某个主键值。
（3）、用户自定义的完整性规则：用户针对具体的数据约束，设置完整性规则。
同第二章数据模型课后练习选择题第八题答案相同，所以A选项正确。

4、A。
关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统，故关系数据库用关系实现数据之间的联系，所以A选项正确。

5、C。
在关系中，列是同质的，所以每一列的分量必须是相同的数据类型，故A选项不正确；
在关系中，行、列无序，所以列的顺序改变，关系的含义不会发生变化，故B选项不正确；
在关系中，不允许出现重复行，所以任意两个元祖的对应属性不允许相同，故C选项正确；
关系的性质中不包含“关系来自笛卡尔积的全部元祖”这条性质，故D选项不正确。
6、D。

关系代数的操作分为两类：
（1）、传统的集合操作：并、交、差、笛卡尔积
（2）、专门的关系运算：投影、选择、连接、除法
交：假设有关系R和S，R和S的交记为R∩S，由于R∩S=R-(R-S)，因此交操作不是一个独立的操作，所以交操作不是一个基本操作。
除法：设关系R和S分别为r元和s元关系（设r>s>0），
①、T=π1,2，···，r-s（R）；
②、W=（T×S）-R；
③、V=π1,2，···，r-s（W）；
④、R÷S=T-V
所以除法也不是一个独立的操作，即不是一个基本操作。
故把交操作和除运算排除，D选项正确。

7、B。
组合操作即专门的关系运算，即投影、选择、连接、除法。故B选项正确。

8、C。
投影：对一个关系进行垂直分割，消去某些列和重复行，并重新安排列的顺序的操作
πA,C（R）为取属性值为A，C的两列组成，并消去重复行，所以A选项不正确。
π1,3（R）等价于πA,C（R），所以B,D选项不正确，C选项正确。

9、C。
笛卡尔积：设关系R和S的元数分别为r和s，则R×S是一个（r+s）元的集合，共有r×s个元祖。因为4+3=7，所以C选项正确。

10、B。
自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果中把重复的属性列去掉。设关系R和S的公共属性是A1，A2，···，AK，则R和S的自然连接步骤为：
①、计算R×S；
②、挑选R和S中满足R.A1=S.A1，···，R. AK=S. AK的那些元祖；
③、去掉S. A1， S. A2，···，S. AK这些列；
题目中已明确指出这两个关系没有公共属性，若进行自然连接首先进行笛卡尔积的运算，而运算后不能删除具有相同属性的列，所以实际上就是进行笛卡尔积运算，故B选项正确。

综合题

1、
①、a、如果关系U和V具有不相同的属性列时，U∩V的最小和最大元组数量为0；

b、如果关系U和V具有相同的属性列时，
若m>n，则U∩V的最小元组数量为0，U∩V的最大元组数量为n；
若m

②、a、如果关系U和V具有不相同的属性列时，U∪V的最小和最大元组数量为0；
b、如果关系U和V具有相同的属性列时，

若m>n，则U∪V的最小元组数量为m，U∪V的最大元组数量为m+n；
若m

③、U∞V的最小元组数量为0，U∞V的最大元组数量为mn；

④、σF（U）×V的最小元组数量为0，σF（U）×V的最大元组数量为mn；

⑤、πL（R）-S的最小元组数量为0，πL（R）-S的最大元组数量为m。

2、把关系S中的属性列A、B分别看成C、D即可
①、π3,4（R）：， π1,2（S）：
所以π3,4（R）∪π1,2（S）为

②、π3,4（R）-π1,2（S）为

③、σA=‘A2’（R）为

④、第一步先做R∞S，为

第二步找出满足条件（R.C=S.A）∧（R.D=S.B）的元组，为

⑤、第一步找出R与S相同的属性列，即C列和D列
第二步找出R中剩余两列A和B的象集，即
{A1，B1}的象集为{C1，D1}、{C2，D2}、{C3，D3}
{A2，B2}的象集为{C1，D1}、{C2，D2}
{A3，B3}的象集为{C1，D1}

第三步已知关系S中C列和D列包含的元组为{C1，D1}、{C2，D2}，而由第二步可知，{A1，B1}和{A2，B2}的象集均包含{C1，D1}、{C2，D2}
所以，R÷S为
⑥、π1,2（R）为，π1,2（S）为
则π1,2（R）×π1,2（S）为

所以（π1,2（R）×π1,2（S））-R的结果为

3、
①、πC#,CNAME(σTEACHER=’lIU’©)

②、πS#,SNAME(σSEX=’男’∧AGE）‘23’(S))

③、πCNAME,TEACHER(σS#=’S3’(S∞SC))

④、πSNAME(σTEACHER=’lIU’ ∧SEX=’女’(S∞SC∞C))

⑤、πC#©- πC#(σSNAME=’WANG’∧S.S#=SC.S#(S∞SC))

⑥、πS#(σ1=4∧2≠5(SC ∞SC))

⑦、πC#,CNAME((πS#, C#(SC)÷πS#(S)) ∞C)

⑧、πS#,C#（SC）÷πC#(σTEACHER=‘LIU’©)

解析：除法的物理意义
(1)除法的含义：
R÷S1表示至少选修S1关系中列出课程的学生的学号和姓名；
R÷S2表示至少选修S2关系中列出课程的学生的学号和姓名；

（2）求选修所有课的同学姓名：（S、SC、C）
说明：针对“全部”特征含义的查询要求，如“全部”、“至少”、“包含”等字眼，一般要用除法运算。

4、
①、πOrd_no,Pname,Qty,Amount((σCid=’C006’ (Orders) ∞Products)

②、πCname((σPid=’P01’(Orders) ) ∞Customers)

③、πCname((πCid(σQty>’500’(Orders)∞πPid (σPrice=’0.50’ (Products)))) ∞Customers)

④、πCname-πCname((πCid,Pid(σPid=’P01’(Orders))) ∞Customers)

⑤、πCid,Cname,Aid,Aname,City((Customers∞Agents) ∞Orders))
令Q=Customers∞Agents，则S为Q.Cid=Orders.Cid∧Q.Aid=Orders.Aid

⑥、πPid (((πCid(σcity=‘南京’(Customers)))×(πAid(σcity=‘北京’(Agents))))∞Orders)

⑦、πCid,Pid(Orders)÷σPrice=’1.00’ (Products))