某图书馆的管理系统部分需求和设计结果描述如下：图书馆的主要业务包括以下几项：
(1)对所有图书进行编目，每一书目包括ISBN号、书名、出版社、作者、排名，其中一部书可以有多名作者，每名作者有唯一的一个排名；
(2)对每本图书进行编号，包括书号、ISBN号、书名、出版社、破损情况、存放位置和定价，其中每一本书有唯一的编号，相同ISBN号的书集中存放，有相同的存储位置，相同ISBN号的书或因不同印刷批次而定价不同；
(3)读者向图书馆申请借阅资格，办理借书证，以后凭借书证从图书馆借阅图书。办理借书证时需登记身份证号、姓名、性别、出生年月日，并交纳指定金额的押金。如果所借图书定价较高时，读者还须补交押金，还书后可退还所补交的押金；
(4)读者借阅图书前，可以通过ISBN号、书名或作者等单一条件或多条件组合进行查询。根据查询结果，当有图书在库时，读者可直接借阅；当所查书目的所有图书己被他人借走时，读者可进行预约，待他人还书后，由馆员进行电话通知；
(5)读者借书时，由系统生成本次借书的唯一流水号，并登记借书证号、书号、借书日期，其中同时借多本书使用同一流水号，每种书目都有一个允许一次借阅的借书时长，一般为90天，不同书目有不同的借书时长，并且可以进行调整，但调整前所借出的书，仍按原借书时长进行处理；
(6)读者还书时，要登记还书日期，如果超出借书时长，要缴纳相应的罚款；如果所还图书由借书者在持有期间造成破损，也要进行登记并进行相应的罚款处罚。初步设计的该图书馆管理系统，其关系模式如图4-1所示。
【问题1】对关系"借还"，请回答以下问题：(1)列举出所有候选键；(2)根据需求描述，借还关系能否实现对超出借书时长的情况进行正确判定？用60字以内文字简要叙述理由。如果不能,请给出修改后的关系模式（只修改相关关系模式属注时，仍使用原关系名，如需分解关系模式，请在原关系名后加1，2，…等进行区别)。
【问题2】对关系"图书"，请回答以下问题：(1)写出该关系的函数依赖集；(2)判定该关系是否属于BCNF，用60字以内文字简要叙述理由。如果不是，请进行修改，使其满足BCNF,如果需要修改其它关系模式，请一并修改，给出修改后的关系模式（只修改相关关系模式属性时，仍使用原关系名，如需分解关系模式，请在原关系名后加1，2，...进行区别）。
【问题3】对关系"书目"，请回答以下问题：(1)它是否属于第四范式，用60字以内文字叙述理由。(2)如果不是，将其分解为第四范式，分解后的关系名依次为：书目1，书目2，…。 如果在解决【问题1】、【问题2】时，对该关系的属性进行了修改，请沿用修改后的属性。
正确答案及解析
正确答案
解析
【问题1】（1）候选键：（流水号，书号）（2）不能。还书时读取书目中的借书时长，可能在借书后该时长发生变化，不满足按原借书时长计算的要求。在借还关系中增加借书时长属性，借书时根据书目中的借书时长值写入该值。修改后的"借还"关系：借还（流水号，借书证号，书号，借书日期，借书时长，还书日期，罚款金额，罚款原因）
【问题2】（1）FD={书号→（ISBN号、破损情况、定价），ISBN号→（书名、出版社、存放位置）}（2）该关系不属于BCNF，存在非主属性对码的传递依赖。修改内容：去掉书名和出版社属性，将存放位置属性移至书目关系。修改后的关系模式:图书（书号，ISBN号，破损情况，定价）书目（ISBN号、书名、出版社、作者、排名、存放位置、借书时长）
【问题3】（1）不属于第四范式。存在嵌入的多值依赖ISBN号→→（作者，排名）（2）修改后的关系模式：书目1 (ISBN号，书名，出版社，存放位置，借书时长）书目2 (ISBN号，作者，排名）
【问题1】本题考查的是数据库逻辑结构设计和关系理论的应用，属于比较传统的题目，考查点也与往年类似。本问题考查对候选码和需求。针对借还关系，根据题干描述，"读者借书时，由系统生成本次借书的唯一流水号，并登记借书证号、书号、借书日期，其中同时借多本书 使用同一流水号"，说明流水号不能唯一确定借阅记录，还需要借阅书的参与，而书号可以唯一确定一本书，故借还关系的候选码应由流水号和书号构成。关系模式的设计应满足应用需求。通过题干中的描述，"不同书目有不同的借书时长，并且可以进行调整，但调整前所借出的书，仍按原借书时长进行处理"，借书时长应该是借书时确定的，从书目的属性中读取，作为借书关系的属性，以后借书时长在书目关系中修改，并不影响已发生的借还关系。
【问题2】本问题考査函数依赖和BCNF。根据描述"每一本书有唯一的编号，相同ISBN号的书集中存放，有相同的存储位置，相同ISBN号的书或因不同印刷批次而定价不同"， 得出书号决定定价，破损情况是每本书的具体情况，也决定于书号，而书名、出版社和存放位置应由ISBN号决定，故函数据依赖集为{书号→（ISBN号，破损情况，定价)， ISBN号→（书名，出版社，存放位置）}。根据函数依赖集，图书关系的候选码为书号，存在非主属性书名、出版社和存放位置等对候选码书号的传递依赖，不属于BCNF。书名和出版社属性在书目关系中已有， 无需在图书关系中重复出现，同时存放位置由ISBN号所决定，应移至书目关系中，则剩余属性书号、ISBN号、破损情况和定价构成新的关系模式，属于BCNF。
【问题3】本问题考查4NF和模式分解。根据题干的描述"一部书可以有多名作者，每名作者有唯一的一个排名"，得出多值依赖ISBN号→→（作者，排名），为嵌入式的多值依 赖，因此，书目关系不属于4NF。根据分解算法，将多值依赖独立为一关系模式，从原 关系模式中去掉多值依赖的右部属性即可。
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