數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計(第2版)-萬常選版-第2章-關(guān)系模型與關(guān)系代數(shù)--課后答案.doc

3.簡述如下概念，并說明它們之間的聯(lián)系與區(qū)別:。（1）域，笛卡爾積，關(guān)系，元組，屬性 答： 域：域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。 笛卡爾積：給定一組域D1，D2，Dn，這些域中可以有相同的。這組域的笛卡爾積為： D1D2Dn （d1，d2，dn）di?Di，i1，2，n 其中每一個元素（d1，d2，dn）叫作一個n元組（n-tuple）或簡稱元組（Tuple）。元素中的每一個值di叫作一個分量（Component）。關(guān)系：在域D1，D2，Dn上笛卡爾積D1D2Dn的子集稱為關(guān)系，表示為 R（D1，D2，Dn） 元組：關(guān)系中的每個元素是關(guān)系中的元組。 屬性：關(guān)系也是一個二維表，表的每行對應(yīng)一個元組，表的每列對應(yīng)一個域。由于域可 以相同，為了加以區(qū)分，必須對每列起一個名字，稱為屬性（Attribute）。 （2）超碼，主碼，候選碼，外碼 答：超碼：對于關(guān)系r的一個或多個屬性的集合A，如果屬性集A可以唯一地標(biāo)識關(guān)系r中的一個元組，則稱屬性集A為關(guān)系r的一個超碼 (superkey) 。 候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識一個元組，則稱該屬性組為候選碼（Candidate key）。 主碼：若一個關(guān)系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼（Primary key）。 外碼：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼，如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則稱F是基本關(guān)系R的外碼（Foreign key），簡稱外碼。 基本關(guān)系R稱為參照關(guān)系（Referencing relation），基本關(guān)系S稱為被參照關(guān)系（Referenced relation）或目標(biāo)關(guān)系（Target relation）。關(guān)系R和S可以是相同的關(guān)系。 (3)關(guān)系模式，關(guān)系，關(guān)系數(shù)據(jù)庫 答：關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（Relation Schema）。它可以形式化地表示為： R（U，D，dom，F(xiàn)） 其中R為關(guān)系名，U為組成該關(guān)系的屬性名集合，D為屬性組U中屬性所來自的域，dom為屬性向域的映象集合，F(xiàn)為屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合。 關(guān)系：在域D1，D2，Dn上笛卡爾積D1D2Dn的子集稱為關(guān)系，表示為 R（D1，D2，Dn） 關(guān)系是關(guān)系模式在某一時刻的狀態(tài)或內(nèi)容。關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動態(tài)的、隨時間不斷變化的，因?yàn)殛P(guān)系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫：關(guān)系數(shù)據(jù)庫也有型和值之分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，是對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述，它包括若干域的定義以及在這些域上定義的若干關(guān)系模式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的值是這些關(guān)系模式在某一時刻對應(yīng)的關(guān)系的集合，通常就稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。 2.3.為什么需要空值null？答：引入空值，可以方便于數(shù)據(jù)庫的維護(hù)和建立，數(shù)字或者字符有時并不能解決想要解決的問題，畢竟它們是真實(shí)的存在，有了空值，那么有些操作，比如查詢，插入，刪除都可以更加方便，比如公司的部門，新增的部門，信息是不存在的，是之后數(shù)據(jù)庫人員進(jìn)行添加之后才有的，所以讓它為空，比給它0更加貼近實(shí)際?？罩凳撬锌赡艿挠虻囊粋€取值，表明值未知或不存在。2.3.關(guān)系模型的完整性規(guī)則有哪些？答： 關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型中可以有三類完整性約束：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。 其中實(shí)體完整性和參照完整性是關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件，被稱作是關(guān)系的兩個不變性，應(yīng)該由關(guān)系系統(tǒng)自動支持。 1) 實(shí)體完整性規(guī)則：若屬性A是基本關(guān)系R的主屬性，則屬性A不能取空值。 2) 參照完整性規(guī)則：若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系R的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)（基本關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系），則對于R中每個元組在F上的值必 須為： 或者取空值（F的每個屬性值均為空值）； 或者等于S中某個元組的主碼值。 3) 用戶定義的完整性是針對某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件。它反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。 2.4.關(guān)系模型的主要操作有哪些？答：關(guān)系模型中的關(guān)系操作有查詢操作和更新操作(插入、刪除和修改)兩大類 。查詢操作是關(guān)系操作中最主要的部分。查詢操作又可以分為選擇(select)、投影(project)、連接(join)、除(divide)、并(union)、交(intersection)、差(except)、笛卡爾積等。 2.5.關(guān)系代數(shù)的基本運(yùn)算有哪些？如何用這些基本運(yùn)算來表示其他運(yùn)算？答：并、差、笛卡爾積、投影和選擇5種運(yùn)算為基本的運(yùn)算。其他3種運(yùn)算，即交、連接和除，均可以用這5種基本運(yùn)算來表達(dá)。2.6. 試述等值連接與自然連接的區(qū)別與聯(lián)系？ 答：連接運(yùn)算中有兩種最為重要也最為常用的連接，一種是等值連接（equi-join），另一種是自然連接（Natural join）。 為“”的連接運(yùn)算稱為等值連接。 它是從關(guān)系R與S的笛卡爾積中選取A、B屬性值相等的那些元組。即等值連接為： R A=B S = t t| tR tS tA = tB 自然連接（Natural join）是一種特殊的等值連接，它要求兩個關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且要在結(jié)果中把重復(fù)的屬性去掉。即若R和S具有相同的屬性組B，則自然連接可記作： R S = t t| tR tS tB = tB 2.7. 對于圖2-8所示的成績管理數(shù)據(jù)庫ScoreDB的模式導(dǎo)航圖，根據(jù)圖2-11所示的樣例數(shù)據(jù)，給出如下運(yùn)算的結(jié)果。（1）(studentName,birthday,courseNo(Student Class)(courseNo(studentNo=0701001 Score)答：含義：選修了學(xué)號為0701001的同學(xué)所有選修課程的學(xué)生姓名和出日日期。 studentNamebirthday李小勇1990-12-21王紅1992-04-26（2）(studentNo,courseNoScore)(courseNo(courseNo LIKE CS%Course) Score答：含義：選修了計算機(jī)系所有開設(shè)課程的學(xué)生的成績信息。 StudentNocourseNo TermScore0701001CN02807081850701001CS01207082880701001CS01508091920701008AC00107081760701008CN02807081860701008CS01207082930701008CS01508091960802005AC00109101880802005CS01208092900802005CS01509101872.8.對于圖2.8所示的成績管理數(shù)據(jù)庫ScoreDB的模式導(dǎo)航圖，根據(jù)圖2-11所示的實(shí)例數(shù)據(jù)，試寫出如下查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，并給出其查詢結(jié)果。（1）查找籍貫為“上?！钡娜w學(xué)生。答：native LIKE 上海%(Student)（2）查找1992年元旦以后出生的全體男同學(xué)。答：year(birthday)=1992sex=男(Student)（3）查找信息學(xué)院非漢族同學(xué)的學(xué)號、姓名、性別及民族。答：studentNo,studenName,sex,nation(nation!=漢族 (Student) (institute=信息學(xué)院(Class)（4）查找08-09學(xué)年第二學(xué)期（08092）開出課程的編號、名稱和學(xué)分。答：courseNo,courseName,courseHour(Course (term=08092Score)（5）查找選修了“操作系統(tǒng)”的學(xué)生學(xué)號、成績及姓名。答：studentNo,studenName,score(Student (Score (courseNo(courseName=操作系統(tǒng)Course)（6）查找班級名稱為“會計學(xué)07（3）班”的學(xué)生在07-08學(xué)年第一學(xué)期（07081）選課情況，要求顯示學(xué)生姓名、課程號、課程名稱和成績。答： studenName, courseNo,courseName,score( (className=會計學(xué)08（3）班Class) Student (term=07081 Score) Course)（7）查找至少選修了一門其直接先修課編號為CS012的課程的學(xué)生學(xué)號和姓名。答：studenNo, studentName( (priorCourse=CS012Course) Score Student)（8）查找選修了08-09學(xué)年第一學(xué)期（08091）開出的全部課程的學(xué)生學(xué)號和姓名。答: studenNo, studentName(Score( courseNo(term=08091 Score) Student)（9）查找至少選修了學(xué)號為0703010的學(xué)生所選課程的學(xué)生學(xué)號和姓名。答： studenNo, studentName(Score( courseNo(studentNo=0703010 Score) Student)2.9.對于圖2-10所示的學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫SCDB的模式導(dǎo)航圖，試寫出如下查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。（1）查找2008級蒙古族學(xué)生信息，包括學(xué)號、姓名、性別和所屬班級。答： studenNo,studentName,sex,classNo(nation=蒙古族 Student) (grade=2008Class)（2）查找“C語言程序設(shè)計”課程的課程班號、上課時間以及上課地點(diǎn)。答： cClassNo,time,location(courseName=C語言程序設(shè)計 Course) CourseClass Classroom)（3）查找選修了先修課程為“計算機(jī)概論”的學(xué)生學(xué)號、課程號和成績。答： studenNo,courseNo,score( C1.courseNo(C1 Course) C1.priorCourse=C2.courseNo(courseName=計算機(jī)概論 (C2Course) SC)（4）查找李勇老師08-09學(xué)年第二學(xué)期（08092）開出的課程號、課程名和學(xué)分。答： courseNo,courseName,creditHour( teacherNo(teacherName=李勇 Teacher) (te