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数据库系统基础教程第三版答案

强烈建议不要直接依赖或抄袭答案。 学习数据库系统的关键在于理解概念、掌握方法、锻炼解决问题的能力,直接看答案会让你跳过最重要的思考过程,最终导致“一看就懂,一做就废”的局面,正确使用答案的方式是:在独立完成习题后,将自己的答案与标准答案进行对比,分析差异,查漏补缺,从而深化理解。

数据库系统基础教程第三版答案-图1
(图片来源网络,侵删)

下面我将为你整理获取该书答案的各种途径,并按照推荐的优先级排序。


获取答案的主要途径

官方及出版社资源 (最权威)

  • 原书官网: Silberschatz, Korth, Sudarshan 教授的官方网站通常会提供勘误表和一些补充材料,有时也会提供部分章节的习题答案,但通常只对教师开放。
  • 国内出版社: 中文版的译者或出版社有时会提供配套的教学资源,但通常需要教师身份才能申请获取。
    • 机械工业出版社: 是该书中文版的出版社,你可以尝试联系他们,询问是否有面向教师的资源包。

高校课程资源 (最推荐)

这是获取高质量、有讲解的答案的最佳途径,许多大学的计算机系会将该课程的教学资料(包括PPT、习题讲解、甚至答案)公开在课程网站上。

  • 如何查找:
    1. 使用搜索引擎(如 Google、百度),搜索以下关键词组合:
      • "数据库系统基础教程" "第三版" "答案" site:edu.cn (限定在中国教育网内)
      • "Database System Concepts" "3rd edition" "solutions" site:edu (查找英文原版资源)
      • "数据库系统" "习题课" "课件" "Silberschatz"
    2. 访问国内顶尖大学的计算机科学系网站,查找“数据库原理”、“数据库系统”等课程的页面。
      • 北京大学清华大学浙江大学上海交通大学南京大学中国人民大学 等名校的相关课程。
  • 优点:
    • 质量高: 通常由授课教师或助教编写,不仅有答案,还可能包含详细的解题思路和步骤。
    • 针对性强: 完全匹配教材内容和教学重点。
    • 学习性强: 课件本身就是很好的学习材料。

在线文档分享平台 (资源丰富,需甄别)

像 CSDN、博客园、豆丁网、道客巴巴等平台上有大量用户分享的该书的习题答案。

  • 如何查找:
    • 在 CSDN、博客园等平台直接搜索 "数据库系统基础教程 第三版 答案"
    • 在豆丁网、道客巴巴等平台搜索,通常需要付费或下载券才能查看完整文档。
  • 优点:
    • 资源量大: 可以找到各种版本的答案,从简略的答案到详细的解析都有。
  • 缺点:
    • 质量参差不齐: 答案可能存在错误,且通常没有讲解过程,只是一个最终结果。
    • 版权问题: 很多分享是未经授权的。
    • 体验较差: 可能需要付费、广告多、文档格式混乱。

GitHub 等代码托管平台 (有惊喜)

虽然主要是代码托管平台,但有时也能找到学生或爱好者整理的学习笔记和习题答案。

数据库系统基础教程第三版答案-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 如何查找:
    • 在 GitHub 上搜索 "Database System Concepts" solutions"Silberschatz" solutions
    • 搜索 "数据库系统基础教程" 答案
  • 优点:
    • 格式清晰: 通常是 Markdown 或 PDF 格式,易于阅读。
    • 社区驱动: 有时会有 Issue 讨论和勘误。
  • 缺点:
    • 资源较少: 不如文档分享平台普遍。
    • 同样需要甄别质量

购买配套学习指南 (系统性强)

市面上有一本与原书配套的书籍叫做 《数据库系统概念:习题解析与上机指导》 (A First Course in Database Systems),这本书由同一作者所著,是专门为练习题设计的,提供了详细的解题步骤和思路。

  • 注意: 这不是简单的“答案书”,而是一本“学习指南”,它会教你如何解题,对于深入学习非常有帮助,你可以通过当当、京东等电商平台购买。

针对具体章节的习题示例与解析思路

为了让你更好地理解如何正确地学习和使用答案,这里我选取了几个经典章节的典型习题,并提供解题思路而非直接答案,你可以尝试自己完成,再对照思路进行检验。

示例1: 第3章 - 关代数与关系演算 (Relational Algebra and Calculus)

设有关系模式 R(A, B, C, D)S(E, F, G),以及两个关系实例 rs,写出以下元组关系演算表达式所描述的关系: { t | ∃u ∈ r (t[1] = u[1] ∧ t[2] = u[2] ∧ ¬∃v ∈ s (v[1] = u[3] ∧ v[2] = u[4])) }

解题思路:

数据库系统基础教程第三版答案-图3
(图片来源网络,侵删)
  1. 拆解表达式: 将复杂的表达式拆解成几个部分来理解。

    • t | ... : 结果是一个元组 t
    • ∃u ∈ r (...) : 这个 t 的存在依赖于 r 中是否存在一个元组 u 满足后面的条件,这是一个存在量词 (∃),意味着“只要存在至少一个 u 满足条件,t 就被选中”。
    • t[1] = u[1] ∧ t[2] = u[2] : 这是结果元组 t 的构成方式。t 的第一个属性值等于 u 的第一个属性值,t 的第二个属性值等于 u 的第二个属性值,这意味着结果关系只有 AB 两个属性。
    • ¬∃v ∈ s (...) : 这是一个否定存在量词 (¬∃),也就是“对于 s 中的所有 v,后面的条件都不成立”,这等价于 ∀v ∈ s (¬(...)) (全称量词)。
    • v[1] = u[3] ∧ v[2] = u[4] : 这是被否定的条件,它表示 s 中的一个元组 v 的第一个属性值等于 u 的第三个属性值,v 的第二个属性值等于 u 的第四个属性值。
  2. 组合理解:

    • 将所有部分组合起来,整个表达式的意思是: “从关系 r 中选择一个元组 u,然后构造一个新元组 t,其值为 u 的前两个属性,这个选择 u 的前提是:在关系 s 中,不存在任何一个元组 v,使得 v 的前两个属性值分别等于 u 的后两个属性值。”
  3. 转换为SQL (可选,帮助理解): 这个元组关系演算表达式可以转换为如下的SQL查询,这样会更直观:

    SELECT DISTINCT A, B
    FROM R r1
    WHERE NOT EXISTS (
        SELECT 1
        FROM S s1
        WHERE s1.E = r1.C AND s1.F = r1.D
    );

    这个SQL查询的含义是:从 R 表中选出所有 CD 的组合不出现在 S 表的 EF 组合中的记录,然后只取 AB 列。

  4. 这个操作实际上是关系代数中 的组合,可以理解为:先对 R 进行选择(),筛选掉那些 C,D 组合存在于 SE,F 中的元组,然后再进行投影(),只保留 A,B 两列。


示例2: 第6章 - 存储与索引 (Storage and Indexing)

为什么B+树中的内部节点不存储数据记录,而只存储键和指针?

解题思路: 这是一个非常核心的概念题,需要从B+树的设计目标来回答。

  1. 核心目标: B+树的设计目标是高效地执行范围查询,同时保持树的高度较低,从而减少磁盘I/O次数。

  2. 内部节点的角色: 内部节点是“向导”或“索引”,它的唯一作用是引导查询过程,告诉查询下一步应该去哪个子树继续查找。

  3. 数据存储的位置: 在B+树中,所有的数据记录都只存储在叶子节点中,所有叶子节点通过指针连接成一个有序的链表。

  4. 为什么不存数据?

    • 减少节点大小: 如果内部节点也存储数据记录,那么每个节点需要存储的数据量会大大增加,为了保持一个较低的“扇出”(fanout,即一个节点拥有的子节点数量),节点大小就必须增大,这会导致树的高度增加,一次查询可能需要更多的磁盘I/O,这与B+树的设计初衷背道而驰。
    • 简化范围查询: 范围查询(如 WHERE age > 30)在B+树中非常高效,因为所有数据都在叶子节点且有序,一旦找到第一个满足条件的记录(通过内部节点定位),只需沿着叶子节点的链表顺序向后遍历即可,速度非常快,如果数据分散在内部节点,实现高效的范围查询会变得异常复杂。
    • 统一的结构: 将数据统一放在叶子节点,使得内部节点的结构非常简单(只有键和指针),这使得B+树的插入、删除和查找操作可以保持稳定和高效。
  5. B+树通过将数据记录集中存储在叶子节点,并将内部节点设计为纯粹的“索引”,实现了在保持较低树高的同时,支持高效的点查询和范围查询,这种“索引-数据分离”的设计是B+树成为数据库最主流索引结构的关键原因。


学习建议

  1. 动手实践: 亲手用笔和纸推演关系代数表达式,或者使用一个小型数据库(如 SQLite)亲手执行SQL查询,并理解其执行逻辑。
  2. 画图: 对于B+树、查询计划等概念,亲手画图是最好的理解方式,插入、删除节点时,树是如何分裂、合并的,画一遍就清楚了。
  3. 组建学习小组: 和同学一起讨论问题,互相讲解,教别人是最好的学习方式。
  4. 善用官方资源: 优先查找大学课程网站,那里的资源质量最高,也最能帮助你理解课程的重点和难点。

希望这份详细的指南能帮助你更好地学习《数据库系统基础教程》!祝你学习顺利!

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