数据库系统~期末习题案例解析
设计题：
1．图书出版管理数据库中有两个基本表：
图书 (书号，书名，作者编号，出版社，出版日期)；
作者 (作者编号，作者名，年龄，地址)；
试用SQL语句写出下列查询：检索年龄低于作者平均年龄的所有作者的作者名、书名和出版社。
2．学校有多名学生，财务处每年要收一次学费。为财务处收学费工作设计一个数据库，包括两个关系：
学生 (学号，姓名，专业，入学日期)
收费 (学年，学号，学费，书费，总金额)
假设规定属性的类型：学费、书费、总金额为数值型数据；学号、姓名、学年、专业为字符型数据；入学日期为日期型数据。列的宽度自定义。
试用SQL语句定义上述表的结构，(定义中应包括主键子句和外键子句)。
3． 现有关系数据库如下：
学生(学号，姓名，性别，专业，奖学金)
课程(课程号，名称，学分)
学习(学号，课程号，分数)
用关系代数表达式实现下列1—4小题：
(1).检索“英语”专业学生所学课程的信息，包括学号、姓名、课程名和分数。
(2).检索“数据库原理”课程成绩高于90分的所有学生的学号、姓名、专业和分数；
(3).检索不学课程号为
【数据库系统期末习题解析】
1. SQL查询：在图书出版管理数据库中，查询年龄低于所有作者平均年龄的作者信息，包括作者名、书名和出版社。为了完成这个查询，首先需要计算所有作者的平均年龄，然后筛选出年龄低于这个平均值的作者。SQL语句如下：
```sql
SELECT a.作者名, t.书名, p.出版社
FROM 作者 a
JOIN 图书 t ON a.作者编号 = t.作者编号
JOIN 出版社 p ON t.出版社 = p.出版社
WHERE a.年龄 < (SELECT AVG(年龄) FROM 作者)
```
2. 学生学费数据库设计：创建学生和收费两个表。学生表中，学号为主键，同时作为收费表的外键。SQL语句定义如下：
```sql
CREATE TABLE 学生 (
学号 CHAR PRIMARY KEY,
姓名 CHAR,
专业 CHAR,
入学日期 DATE
);
CREATE TABLE 收费 (
学年 INT,
学号 CHAR,
学费 NUMERIC,
书费 NUMERIC,
总金额 NUMERIC,
FOREIGN KEY (学号) REFERENCES 学生(学号)
);
```
3. 关系代数表达式：
(1) 检索英语专业学生所学课程信息：
```relational-algebra
π 学号, 姓名, 课程名, 分数 (σ 专业='英语' (学生) ⨝ 学号=学号 (学习) ⨝ 课程号=课程号 (课程))
```
(2) 检索数据库原理课程成绩高于90分的学生信息：
```relational-algebra
π 学号, 姓名, 专业, 分数 (σ 分数>90 (σ 课程名='数据库原理' (学习) ⨝ 学号=学号 (学生)))
```
(3) 检索不学课程号为"C135"的学生信息：
```relational-algebra
π 学号, 姓名, 专业 (σ ¬(学号, 课程号)∈学习 (学生))
```
(4) 检索所有课程成绩均及格的学生信息：
```relational-algebra
π 学号, 姓名, 专业 (σ ∃c (σ 分数>=60 (学习)) (学生))
```
4. 商业集团数据库关系模式R分析：
(1) 基本函数依赖：商店编号 → 商品编号；商品编号 → 部门编号；部门编号 → 负责人；商品编号 → 数量。
(2) 候选键：商店编号, 商品编号（满足唯一性且不可分）
(3) R达到2NF，因为每个属性都依赖于整个键，但未达到3NF，因为存在部分依赖（如：部门编号 → 负责人）。
(4) 分解成3NF模式集：
- 商店(商店编号, 部门编号)
- 商品(商品编号, 部门编号, 数量)
- 部门(部门编号, 负责人)
5. 对于信息系学生选修的所有课程名称的查询，优化后的关系代数表达式可能如下：
```relational-algebra
π 课程名 (σ 学院='信息系' (学生 ⨝ 学号=学号 (学习) ⨝ 学号=学号 (学生)))
```
6. 科研项目管理数据库E-R图设计：
- 科研项目组实体：项目组编号，项目组名
- 科研人员实体：职工号，姓名，职称
- 科研项目实体：项目编号，项目名
- 关系：项目组成员（项目组编号，职工号），项目负责人（项目组编号，项目编号）
7. 学生选修课，教师授课，课程分配E-R图设计：
- 学生实体：学号，姓名，地址，年龄，性别
- 教师实体：职工号，教师姓名，职称
- 课程实体：课程号，课程名
- 关系：选修（学号，课程号），授课（教师职工号，课程号），任教（教师职工号，课程号）
以上是针对给定习题的详细解答，涵盖了SQL查询、数据库设计、关系代数表达式以及E-R图设计等核心知识点。
