同济大学数据库课程期末考核试卷(A卷)-2012年春数据库-答案

共6页，第1页同济大学课程期末考核试卷2012—2013学年第一学期课号：10014503,10014502课名：数据库系统原理考试考查：考试此卷选为：期中考试()、期终考试()、重考()试卷年级专业学号姓名得分一、选择题（每题2分，共10分，请将正确选项填入每题前面的括号中）（C）1．数据库中存储的是。A．数据B．数据模型C．数据以及数据之间的联系D．信息（C）2.数据库中，数据的物理独立性是指。A．数据库与数据库管理系统的相互独立B．用户程序与DBMS的相互独立C．用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的D．应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立（D）3.数据库的三级模式结构中，描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是：A．外模式B．内模式C．存储模式D．模式（C）4.在关系代数运算中，五种基本运算为。A．并、差、选择、投影、自然连接B．并、差、交、选择、投影C．并、差、选择、投影、乘积D．并、差、交、选择、乘积（D）5.在关系DB中，任何二元关系模式的最高范式必定是。A．1NFB．2NFC．3NFD．BCNF共6页，第2页二、填空题（每空2分，共20分）1．数据模型是由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成的。2.数据库系统的三级模式结构按照模式、外模式和内模式三级结构进行组织。3.关系数据库中基于数学上两类运算是关系代数和关系演算。4.数据库的二级映像为外模式/模式映像和模式/内模式映像。三、设计题（每小题5分，共15分）1.假设教学管理规定：①一个学生可选修多门课，一门课有若干学生选修；②一个教师可讲授多门课，一门课只有一个教师讲授；③一个学生选修一门课，仅有一个成绩。学生的属性有学号、学生姓名；教师的属性有教师编号，教师姓名；课程的属性有课程号、课程名。要求：根据上述语义画出ER图，要求在图中画出实体的属性并注明联系的类型；解答：成绩教师编号教师姓名学生选修m课程教师讲授nn1学号姓名课程号课程名共6页，第3页2.已知学生关系模式S(Sno，Sname，SD，Sdname，Course，Grade)其中：Sno学号、Sname姓名、SD系名、Sdname系主任名、Course课程、Grade成绩。(1)写出关系模式S的基本函数依赖和主码。(2)原关系模式S为几范式？为什么？分解成高一级范式，并说明为什么?(3)将关系模式分解成3NF，并说明为什么?答:关系模式S的基本函数依赖如下：Sno→Sname，SD→Sdname，Sno→SD，(Sno，Course)→Grade关系模式S的码为：（Sno，Course）。(2)原关系模式S为几范式？为什么？分解成高一级范式，并说明为什么?答:原关系模式S是属于1NF的，码为(Sno，Course)，非主属性中的成绩完全依赖于码，而其它非主属性对码的函数依赖为部分函数依赖，所以不属于2NF。消除非主属性对码的函数依赖为部分函数依赖，将关系模式分解成2NF如下：S1(Sno，Sname，SD，Sdname)S2(Sno，Course，Grade)(3)将关系模式分解成3NF，并说明为什么?答:将上述关系模式分解成3NF如下：关系模式S1中存在Sno→SD，SD→Sdname，即非主属性Sdname传递依赖于Sno，所以S1不是3NF。进一步分解如下：S11(Sno，Sname,SD)S12(SD，Sdname)分解后的关系模式S11、S12满足3NF。对关系模式S2不存在非主属性对码的传递依赖，故属于3NF。所以，原模式S(Sno，Sname，SD，Sdname，Course，Grade)按如下分解满足3NF。S11(Sno，Sname，SD)S12(SD，Sdname)S2(Sno，Course，Grade)共6页，第4页3.已知关系模式RU,F,U={A,B,C,D},F={AC,CA,BAC,DAC,BDA}。请分析指出该关系模式达到第几范式；并将R分解为3NF，要求保持函数依赖且具有无损连接性。解：1)首先对RU,F中的函数依赖集F进行极小化处理，得最小依赖集Fm={AC,CA,BA,DA}，仍记为F；2)判定R属于第几范式：R的候选码有：BD；主属性为B、D；由BA,DA可见，非主属性A对码DB为部分函数依赖，故R2NF,R1NF。U={A,B,C,D},F=Fm={AC,CA,BA,DA}3)将关系模式R分解为3NF：全部属性均在F中出现了；不存在X→AF，且XA=U。则对F按相同左部原则分组，有U1={A,C},F1={AC,CA}U2={A,B},F2={BA}U3={A,D},F3={DA}={R1U1,F1,R2U2,F2,R3U3,F3}为保持函数依赖的分解（算法6.3）。由于码BD不包含在Ui中，因此，τ=ρ{R*X,Fx}=ρ{R4{B,D},Φ}，τ即为所求的分解(算法6.4)，保持了函数依赖。由算法6.2可以找到相应表中的一行可以成为a1,a2,a3,a4，则τ同时也具有无损连接性。四、关系代数题（第一题每小题5份，第二题5分，共35分）1.设有如下所示的关系S(S#,SNAME,AGE,SEX)、C(C#,CNAME,TEACHER)和SC(S#,C#,GRADE)，试用关系代数表达式表示下列查询语句：(1)检索至少选修“程军”老师所授全部课程的学生姓名(SNAME)。(2)检索至少选修两门课程的学生学号(S#)。(3)检索选修课程包含“程军”老师所授课程之一的学生学号(S#)。(4)检索选修全部课程的学生姓名(SNAME)。共6页，第5页(5)检索选修课程包含学号为2的学生所修课程的学生学号(S#)。(6)检索选修课程名为“C语言”的学生学号(S#)和姓名(SNAME)。解：本题各个查询语句对应的关系代数表达式表示如下：(1).∏SNAME{s[∏S#,C#（sc）÷∏C#(σTEACHER=‘程军’(C))]}(2).∏S#(σ[1]=[4]∧[2]≠[5](SC×SC))(3).∏S#(SC∏C#(σTEACHER=‘程军’(C)))(4).∏SNAME{s[∏S#,C#（sc）÷∏C#(C)]}(5).∏S#,C#（sc）÷∏C#(σS#=’2’(SC))(6).∏S#,SNAME{s[∏S#(SCσCNAME=‘C语言’(C))]}2.关系R和S如下图所示，试计算R÷S。（5分）RABCDabcdabefabhkbdefbddlckcdckef解：ABabckSCDcdef共6页，第6页五、应用题（共20分）1．（共5分）设有关系模式RU,F，U={A,B,C,D}，F={ABC,CD,DA}，（1）计算(C)+，(AB)+；（5分）（2）求R的所有候选码。（5分）解：（1）(C)+={C,D,A}，(AB)+={A,B,C,D}（2）R的所有候选码：AB,BC,BD2．（共5分）已知关系模式RU,F，U={A,B,C,D,E,G}，F={AB,CA,CDE,DG}，现有一个分解={AB,AC,CDE,DG}，请判断该分解是否具有无损连接性，并给出判断依据和判断过程。（10分）解：(1)构造初始表（1分）ABCDEGABa1a2b13b14b15b16ACa1b22a3b24b25b26CDEb31b32a3a4a5b36DGb41b42b43a4b45a6(2)由AB，有b22改为a2；由CA，有b31改为a1；CDE表中无变化；由DG，有b36改为a6；则得到变化后的中间表格；（2分）ABCDEGABa1a2b13b14b15b16ACa1a2a3b24b25b26CDEa1b32a3a4a5a6DGb41b42b43a4b45a6（3）再由AB，有b32改为a2；ABCDEGABa1a2b13b14b15b16ACa1a2a3b24b25b26CDEa1a2a3a4a5a6DGb41b42b43a4b45a6即已经出现一行全a，则可以得到该分解具有无损连接性。（2分）