第5章 数据库完整性
1什么是数据库的完整性？
答:
数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。
2 ．数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系？
答:
数据的完整性和安全性是两个不同的概念，但是有一定的联系。前者是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，防止错误信息的输入和输出，即所谓垃圾进垃圾出（ Garba : e In Garba : e out ）所造成的无效操作和错误结果。后者是保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取。也就是说，安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作，完整性措施的防范对象是不合语义的数据。
3 ．什么是数据库的完整性约束条件？可分为哪几类？
答
完整性约束条件是指数据库中的数据应该满足的语义约束条件。一般可以分为六类：静态列级约束、静态元组约束、静态关系约束、动态列级约束、动态元组约束、动态关系约束。静态列级约束是对一个列的取值域的说明，包括以下几个方面： ( l ）对数据类型的约束，包括数据的类型、长度、单位、精度等； ( 2 ）对数据格式的约束； ( 3 ）对取值范围或取值集合的约束； ( 4 ）对空值的约束； ( 5 ）其他约束。静态元组约束就是规定组成一个元组的各个列之间的约束关系，静态元组约束只局限在单个元组上。静态关系约束是在一个关系的各个元组之间或者若干关系之间常常存在各种联系或约束。
常见的静态关系约束有： ( l ）实体完整性约束； ( 2 ）参照完整性约束； ( 3 ）函数依赖约束。
动态列级约束是修改列定义或列值时应满足的约束条件，包括下面两方面： ( l ）修改列定义时的约束； ( 2 ）修改列值时的约束。动态元组约束是指修改某个元组的值时需要参照其旧值，并且新旧值之间需要满足某种约束条件。动态关系约束是加在关系变化前后状态上的限制条件，例如事务一致性、原子性等约束条件。
4 . DBMS 的完整性控制机制应具有哪些功能？
答:
DBMS 的完整性控制机制应具有三个方面的功能： ( l ）定义功能，即提供定义完整性约束条件的机制； ( 2 ）检查功能，即检查用户发出的操作请求是否违背了完整性约束条件；( 3 ）违约反应：如果发现用户的操作请求使数据违背了完整性约束条件，则采取一定的动作来保证数据的完整性。
5 . RDBMS 在实现参照完整性时需要考虑哪些方面？
答
RDBMs 在实现参照完整性时需要考虑以下几个方面：
( l ）外码是否可以接受空值。
( 2 ）册 l 除被参照关系的元组时的考虑，这时系统可能采取的作法有三种： l ）级联删除（ CASCADES ) ; 2 ）受限删除（ RESTRICTED ) ; 3 ）置空值删除（ NULLIFIES ）。 ( 3 ）在参照关系中插入元组时的问题，这时系统可能采取的作法有： l ）受限插入； 2 ）递归插入。
( 4 ）修改关系中主码的问题。一般是不能用 UPDATE 语句修改关系主码的。如果需要修改主码值，只能先删除该元组，然后再把具有新主码值的元组插入到关系中。如果允许修改主码，首先要保证主码的惟一性和非空，否则拒绝修改。然后要区分是参照关系还是被参照关系。
6 ．假设有下面两个关系模式：职工（职工号，姓名，年龄，职务，工资，部门号），其中职工号为主码；部门（部门号，名称，经理名，电话），其中部门号为主码。用 sQL 语言定义这两个关系模式，要求在模式中完成以下完整性约束条件的定义：定义每个模式的主码；定义参照完整性；定义职工年龄不得超过 60 岁。
答
CREATE TABLE DEPT
(Deptno NUMBER(2),
Deptname VARCHAR(10),
Manager VARCHAR(10),
PhoneNumber Char(12)
CONSTRAINT PK_SC RIMARY KEY(Deptno));
CREATE TABLE EMP
(Empno NUMBER(4),
Ename VARCHAR(10),
Age NUMBER(2),
CONSTRAINT C1 CHECK ( Aage<=60),
Job VARCHAR(9),
Sal NUMBER(7,2),
Deptno NUMBER(2),
CONSTRAINT FK_DEPTNO
FOREIGN KEY(Deptno)
REFFERENCES DEPT(Deptno));
7 ．关系系统中，当操作违反实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束条件时，一般是如何分别进行处理的？
答:
对于违反实体完整性和用户定义的完整性的操作一般都采用拒绝执行的方式进行处理。而对于违反参照完整性的操作，并不都是简单地拒绝执行，有时要根据应用语义执行一些附加的操作，以保证数据库的正确性。
第6章 关系数据库理论
1 ．理解并给出下列术语的定义：
函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码（All 一key ）、1 NF 、ZNF 、3NF 、BcNF 、多值依赖、4NF 。
定义1：设R(U)是属性集U上的关系模式。X，Y是属性集U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称X函数确定Y或Y函数依赖于X，记作XàY。（即只要X上的属性值相等，Y上的值一定相等。）
术语和记号：
XàY，但Y不是X的子集，则称XàY是非平凡的函数依赖。若不特别声明，总是讨论非平凡的函数依赖。
XàY，但Y是X的子集，则称XàY是平凡的函数依赖。
若XàY，则X叫做决定因素(Determinant)。
若XàY，YàX，则记作XßàY。
若Y不函数依赖于X，则记作X à Y。
定义2：在R(U)中，如果 XàY，并且对于X的任何一个真子集X’，都有X’ à Y，则称Y对X完全函数依赖
若XàY，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依赖
定义3：若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式R属于第一范式(1NF)。
定义4：若关系模式R∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则关系模式R∈2NF 。（即1NF消除了非主属性对码的部分函数依赖则成为2NF）。
定义5:关系模式R<U，F> 中若不存在这样的码X、属性组Y及非主属性Z(Z不是Y的子集)使得XàY，Y à X，Y à Z成立，则称R<U，F>∈3NF。
定义6:关系模式R<U，F>∈1NF 。若XàY且Y不是X的子集时,X必含有码，则R<U，F>∈BCNF。
定义7:关系模式R<U，F>∈1NF，如果对于R的每个非平凡多值依赖XààY(Y不是X的子集，Z=U-X-Y不为空)，X都含有码，则称R<U，F>∈4NF。
2．建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库。
学生：学号、姓名、出生年月、系名、班号、宿舍区。
班级：班号、专业名、系名、人数、入校年份。
系：系名、系号、系办公地点、人数。
学会：学会名、成立年份、办公地点、人数。
语义如下：一个系有若干专业，每个专业每年只招一个班，每个班有若干学生。一个系的学生住在同一宿舍区。每个学生可参加若干学会，每个学会有若干学生。学生参加某学会有一个入会年份。
请给出关系模式，写出每个关系模式的极小函数依赖集，指出是否存在传递函数依赖，对于函数依赖左部是多属性的情况讨论函数依赖是完全函数依赖，还是部分函数依赖。指出各关系模式的候选码、外部码，有没有全码存在?
解：(1)关系模式如下：
学生：S(Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno)
班级：C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear)
系：D(Dept，Dno，Office，Dnum)
学会：M(Mname，Myear，Maddr，Mnum)
(2)每个关系模式的最小函数依赖集如下：
A、学生S (Sno，Sname，Sbirth，Dept，Class，Rno) 的最小函数依赖集如下:SnoàSname，SnoàSbirth，SnoàClass，ClassàDept，DEPTàRno
传递依赖如下：
由于SnoàDept，而DeptàSno ，DeptàRno（宿舍区）
所以Sno与Rno之间存在着传递函数依赖。
由于ClassàDept，Dept à Class，DeptàRno
所以Class与Rno之间存在着传递函数依赖。
由于SnoàClass，ClassàSno，ClassàDept
所以Sno与Dept之间存在着传递函数依赖。
B、班级C(Class，Pname，Dept，Cnum，Cyear)的最小函数依赖集如下:
ClassàPname，ClassàCnum，ClassàCyear，PnameàDept.
由于ClassàPname，PnameàClass，PnameàDept
所以C1ass与Dept之间存在着传递函数依赖。
C、系D(Dept，Dno，Office，Dnum)的最小函数依赖集如下：
DeptàDno，DnoàDept，DnoàOffice，DnoàDnum
根据上述函数依赖可知，Dept与Office，Dept与Dnum之间不存在传递依赖。
D、学会M(Mname，Myear，Maddr，Mnum)的最小函数依赖集如下：
MnameàMyear，MnameàMaddr，MnameàMnum
该模式不存在传递依赖。
(3)各关系模式的候选码、外部码，全码如下：
A、学生S候选码：Sno；外部码：Dept、Class；无全码
B、班级C候选码：Class；外部码：Dept；无全码
C、系D候选码：Dept或Dno；无外部码；无全码
D、学会M候选码：Mname；无外部码；无全码
7．下面的结论哪些是正确的? 哪些是错误的? 对于错误的请给一个反例说明之。
（1）任何一个二目关系是属于3NF。
答：正确。因为关系模式中只有两个属性，所以无传递。
（2）任何一个二目关系是属于BCNF.
答:正确。按BCNF的定义，若XàY,且Y不是X的子集时，每个决定因素都包含码，对于二目关系决定因素必然包含码。详细证明如下：（任何二元关系模式必定是BCNF）。
证明：设R为一个二目关系R(A1，A2)，则属性A1和A2之间可能存在以下几种依赖关系：
A、A1àA2，但A2àA1，则关系R的码为A1，决定因素都包含码，所以，R是BCNF。
B、A1àA2，A2àA1，则关系R的码为A2，所以决定因素都包含码，R是BCNF。
包含码。R是BCNF。C、R的码为(A1，A2)（即A1 àA2，A2 àA1），决定因素都
