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数据库基本概念练习

第一章  数据库概论

1.在数据库管理技术的发展过程中,数据独立性最高的是(  A    )阶段。
   A.数据库系统           B.文件系统           C.人工管理
2.三大经典的数据结构模型是( C     )。
   A. 层次、网状和实体联系模型            
    B. 关系、层次和E-R模型
    C. 关系、层次和网状模型

3.单个用户使用的数据视图的描述,称为(    B ),它是用户与DBS的接口。
   A.模式                     B.外模式               C.概念模式
4. DB中,数据的逻辑独立性是指(  A   )。
   A.概念模式改变,外模式与应用程序不变
   B.模式改变,概念模式不变
   C.概念模式改变,内模式不变
5. 通过指针链接来表示实体间联系的模型是(  C   )。
   A.关系模型               B.E-R模型           C.网状和层次模型

6.DB的体系结构分成三层,分别是“ 逻辑模式,内模式,外模式”
7.DBMS的主要功能有“ 数据库定义功能,数据库的操纵功能和数据库的运行管理”,DB维护和组织存储管理及数据通信接口等
8.组成数据模型的三大要素是“ 数据结构,数据操作,数据完整性约束规则”
9.DBMS包括的主要程序“ 数据库定义语言及编译处理程序,数据操纵语言及编译程序,数据库运行控制程序,实时维护管理程序”

第二章 关系数据库
1.在关系模型中,下列说法正确的是( C )。
   A.关系中允许出现相同的元组
   B.关系中可以引用不存在的实体
   C.关系中主关键字的值不能为空
2.关系代数的五种基本操作为(   A  )。
    A.并、差、迪卡尔积、投影和选择
    B.交、并、差、迪卡尔积、投影
    C.交、并、差、除法和迪卡尔积
3.设关系R(A,B,C)和S(B,C,D),下列关系代数表达不成立的是( C  )。
 A.R⋈S               B.R×S                C.R∪S
4.在关系代数中,对一个关系做投影操作后,新关系的元组个数(   C   )原来的关系的元组个数。
    A.小于                    B.大于                    C.小于或等于
5.当属性“年龄”值为1000时,该数据受到了(   B  )破坏。
   A.实体完整性           B.用户定义完整性       C.参照完整性

6.关系的元数指” 属性的个数“,关系的基数指” 元组的个数“,能唯一标识元组的属性集,而无多余属性,该属性集称为” 候选关键字“
7.关系模型的三类完整性规则包括:” 实体完整性,参照完整性,用户定义完整性“
8.在关系代数的运算中,专门的关系代数运算有:” 选择(σ),投影(Π)连接(|x|)除(÷)“
9.θ连接操作是由关系代数的” 选择和笛卡尔积“操作组合而成的
10.关系代数是用代数对关系的运算来表达查询的,而关系演算是用” 谓词形式“表达查询的,它们分为” 元组关系演算和域关系演算“两种

    计算题举例1:
    已知关系R,W,D如图所示:

 R:                                                                                                                                    
P Q T Y
2 b c d
9 a e f
2 b e f
9 a d e
7 g e f
7 g c d W:
T Y B
c d m
c d n
d f n D:
T Y
c d
e f
(1)R1=π Y,T(R)   
   解答: 注意:没有相同的元组:
Y T
d c
f e
e d (2)R2= σP>5^T=e(R)
 解答: 要求R中 P列的元素大于5且T列中的元素等于e:
P Q T Y
q a e f
7 g e f (3)R3=R|x|W
 解答: 连接R与W,要求列相同才可以连接,结果如下
P Q T Y B
2 b c d m
2 b c d n
7 g c d m
7 g c d n (4)R4=Π[2],[1],[6](σ[3]=[5](RxD))
解答: R与D达卡尔积计算后:  筛选 出 第二列,第一列和第六列 ,并且第三列等于第五列
TR YR TD YD
2 b c d c d
2 b c d e f
9 a e f c d
9 a e f e f
2 b e f c d
2 b e f e f
9 a d e c d
9 a d e c f
7 g e f c d
7 g e f e f
7 g c d c d
7 g c d e f 由题目条件:
P Q Y
2 b d
9 a f
2 b f
7 g f
7 g d (5)R5=R/D
首先总结一下关系除法的计算方法:
如有R,S如下:
R:
A B C D
2 1 a c
2 2 a d
3 2 b d
3 2 b c
2 1 b d S:
C D E
a c 5
a c 2
b d 6
上面颜色已标出,S中的CD去R中对应的CD中找,找到相同的行,此时可以看到有3行相同的,分别是 第一行,第三行,第五行,
然后可以看到,CD中的 a,c和b,d列有两个相同的AB列,2,1,而 CD中对应的b,d却只有3,2,所以所除的结果是:
A B
2 1
由以上方法,可以得第五题的解是:
P Q
2 b
7 g
计算题举例2:
            设教学数据库由三个关系: S(S#,SNAME,AGE,SEX)
                                                SC(S#,C#,GRADE)
                                                  C(C#,CNAME,TEACHER)
使用关系代数式表达下列查询:
(1)查找学号为s3的学生所学的课程名和任课教师名;
        解答:πcname,teacher(σs#='s3'(s|x|c))
(2)查找姓名为WANG学生不学的课程的课程号
        解答:πc#(c)-πc#(σsname=’WANG‘,(sc|x|c))
(3)查找女同学选修的课程名和任课教师名
        解答:πsname,cname,teacher(σsex=’女‘,c#(c)=c#(sc),s#(s)=s#(sc),(s|x|c)) 

第三章:关系DB的标准语言SQL
1.传统的关系模型中的术语与SQL中的术语存在如下对应关系,关系模式在SQL中称为” 基本表“,存储模式称为” 存储文件“,子模式称为” 视图“
2.视图是一个虚表,它是一个从” 一个或几个基本表中选定某些记录或列“中导出的表
3.Select语句中,” where“子句用于选择满足给定条件的元组,使用” Group By“子句可按指定的列的值分组,同时使用” HAVING“子句提取满足条件的元组
4.SQL语言的数据定义功能包括” 定义基本表,定义视图和定义索引“
5.SQL语言有两种使用方式,分别是” 独立的交互使用方式和嵌入到高级语言方式“

计算题举例:
已知DBS中包含了三个基本表goods(G#,gname,price,type,fact)其中商品表中,G#,gname,商品名,price:单价,type:型号,fact:制造商,商场基本表:
shops(s#,sname,addr,manag)其中分别为:商场号,商场名,地址,经理名,基本销售表:SALES(S#,G#,QTY)QTY为数量
1.试用SQL语句完成下列查询
(1)查询所有电视机的生产厂商,型号,单价
select fact,type,price from goods where gname='电视机';
(2)查询同时生产电视机和电冰箱的制造商
select fact from goods where goods.gname='电冰箱' and goods.gname='电视机'
(3)查询”吉利“商场所销售的各种商品的商品号和数量
select g#,qty from sales where s# in(select s# from shops where sname='吉利');
(4)查询销售量最高的商场号和所销售的商品号
select sales.s#,g# from sales where sales.qty=(select max(qty) from sales);
2.试用SQL对基本表做创建和更新操作
(1)创建基本表Goods(类型,长度自定)
create table goods(g# in not null indentity(1,1) primary key,
gname varchar(20) not null,
price numeric(18,0),
fact varchar(20) not null);
(2)将华南厂所有的商品名称,型号和单价插到一个已存在的基本表A(gn,gtype,price)中
insert into A (gn,gtype,price) select gname,type,price from goods where gname='华南厂'
(3)将总销量低于1000的所有商品的价格降低10%
update goods set price=price*0.9 where g# in(select g# from (select g#,sum(qty) from sales group by g# having sum(qty)<1000))

第四章 关系数据库设计理论
1.当B属性依赖于A属性时,属性A与B的联系类型是 : ” 多对一或一对一“
2.关系DB规范化是为了解决关系DB中” 数据冗余,更新异常“问题而引入的
3.将一个关系模式规分解成多个关系模式时,为了保持原模式所满足的特性,要求分解具有” 无损连接性和保持函数依赖性“

4.已知关系如下图所示:
R:
A D E
a1 d1 e2
a2 d6 e2
a3 d4 e3
a4 d4 e4
(1) R中的函数依赖是否成立 :
      1).A->D  ( 成立)
      2)AD->E( 成立)  
      3)DE->A( 成立)
(2)R的候选关键字为 A,DE 
这里复习下候选关键字的求法:

L,R,LR类属性, L累属性都是候选关键字,LR类属性中,可以多个组合,如果能够决定全部,则是候选关键字
(3)R属于" BCNF"范式

"左部决定因素都是R的超关键字"

解答题举例1:
指出下列关系模式最高是第几范式?并说明理由
(1)R(X,Y,Z),F={XY->Z}
解答:
考察F,X,Y是L类属性,(XY+)=XYZ,所以 XY是R的唯一Key,在F中只有一个FD,且左部包含Key,所以是BCNF.

(2)R(X,Y,Z),F={Y->Z,XZ->Y}
解答:
L类属性: X
LR类属性:Y,Z
由于 X+=X, (XY+)=XYZ
即XY是R的一个Key
XZ是R的另一个Key,
所以X,Y,Z都是主属性,所以∈3NF
解答题举例2:
设关系R如下:
课程名 教师名 教师地址
C1 马千里 D1
C2 于得水 D1
C3 余块 D2
C4 于得水 D1
请问:1)R为第几范式,为什么?
解答:
由表:1.课程名->教师名 ,2. 课程名->教师地址 ,3. 教师名->教师地址,由1,2,R的key :课程名
非主属性对单主属性不存在依赖
又因为教师名 不决定课程名,所以 课程名部分决定教师地址  所以R∈3NF
(2)是否存在删除异常?若存在,则说明在什么情况下发生?
存在,当删除教师,教师对应的课程也将被删除,存在删除异常
课程名 教师名
C1 马千里
C2 于得水
C3 余块
C4 于得水

教师名 教师地址
马千里 D1
于得水 D1
余块 D2
于得水 D1 将R分解为如上两个表即可解决问题
解答题举例3
设有关系模式R(U,F1),其中,U={E,F,G,H}
F1={E->G,G->E,F->EG,H->EG,FH->E}
(1)求F的最小依赖集
解答:
        1).单一化: F1={E->G,G->E,F->E,F->G,H->E,H->G,FH->E}
        2).去掉多余属性
             考察FH->E,F+=FEG,H多余,即F->E
        3).去掉多余FD,
               F->E由E->G,F->G推得多余,
               H->E由H->G,G-E推得多余
              所以F'={E->G,G->E,F->G,H-G}

(2)求R的候选关键字
    解答:
L:H,F   所以(FH+)=EGFH
(3)将R分解成满足3NF,且具有无损连接性,保持函数依赖
ρ1={(EG),(FG),(HG)}
   判断ρ1是否具有无损连接性,使用判定表,判定出有损,
ρ2=ρ1∪{FH}
     ={(EG),(FG),(HG),(FH)}

下面总结下无损连接的判定:

步骤:
设有关系模式R(A1,A2,A3,.....An) 和 FD集, 及R的一个分解 ρ={R1,R2,...Rk}
a.构造一张k行n列的判定表
    每一列对应一个属性Ai(1<=j<=n),每一行对应一个分解的模式Ri(1<=i<=k);若Aj∈Ri,则在第i行与第j列交叉处填入符号aj,否则填入bij
b.反复利用F中的每个FD,修改表中元素,知道不能修改为止
c.如果发现表中某一行变成了a1,a2,.....ak.则是无损分解
否则是有损分解

举例:

无损分解判定法:
设有关系模式R(A,B,C,D),R被分解成ρ={AB,BC,CD} 若R上成立的FD集F1={B->A,C->D} 那么ρ相对F1是否具有无损分解?

ρ的初始判定表: 
Ri A B C D
AB(分解模式) a1(A∈AB所以是a1) a2 b13 b14
BC(分解模式) b21(A∉BC所以是b21) a2 a3 b24
CD(分解模式) b31(A∉CD所以是b32) b41 a3 a4
B,C,D列中同理
又B决定A, C决定D,所以需要将 A中的 b21修改为 a2以与B保持一致,其他同理可得 (颜色已标出)

改完后:
Ri A B C D
AB(分解模式) a1 a2 b13 b14
BC(分解模式) a1 a2 a3 a4
CD(分解模式) b31 b41 a3 a4
发现: 第二行中 有完整的 a1,a2,a3,a4  所以说是无损分解!



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