數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 習(xí)題及答案 第二章

習(xí)題22.1試述關(guān)系模型的三個組成部分。答：關(guān)系模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系數(shù)據(jù)操作和關(guān)系完整性約束三部分組成。2.2一個關(guān)系模式能否沒有關(guān)鍵字？為什么？答：不可以沒有關(guān)鍵字，因為關(guān)鍵字是元組的唯一標(biāo)志，如果沒有關(guān)鍵字則無法索引元組。2.3試述關(guān)系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外部關(guān)鍵字屬性的值也可以為空？什么情況下才可以為空？答：實體完整性規(guī)則是指若屬性A是基本關(guān)系R的主屬性，則屬性A不能取空值。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。用戶自定義完整性規(guī)則是針對某一具體數(shù)據(jù)的約束條件，由具體環(huán)境決定，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。在參照完整性中，如果屬性F不是基本關(guān)系R的主屬性，則可以取空值，否則不能取空值。2.4一個n行、m列的二維表（其中沒有兩行或兩列全同），將行或列交換后，能導(dǎo)出多少個不同的表？答：1個2.5假定關(guān)系R和S分別有n和m個元組，試說明下列運(yùn)算結(jié)果中的最小和最大元組個數(shù)：⑴⑵⑶其中c是條件表達(dá)式⑷，其中L是屬性集合答：(1)最小個數(shù)為：取m和n中的小者；最大個數(shù)為：m+n(2)最小個數(shù)為：0；最大個數(shù)為：取m和n中的小者(3)最小個數(shù)為：0；最大個數(shù)為：m*n(4)最小個數(shù)為：0；最大個數(shù)為：n2.6設(shè)有關(guān)系R和S，如表2-24和表2-25所示：表2-38關(guān)系R表2-39關(guān)系SABC367257723443ABC345723計算R∪S，R－S，R∩S，R×S，∏3，2（S），σB﹤’5’（R）答：R∪SABC367257723443345R－SABC367257443R∩SABC723R×SR.AR.BR.CS.AS.BS.C367345367723257345257723723345723723443345443723∏3，2（S）BC4523σB﹤’5’（R）ABC7234432.7如果R是二元關(guān)系，那么下面元組表達(dá)式的結(jié)果是什么？{t|(u)（R(t)∧R(u)∧(t[1]≠u[1]∨t[2]≠u[2])）}答：R中不重復(fù)的元組2.8假設(shè)R和S分別是三元和二元關(guān)系，試把表達(dá)式∏1，5（σ2=4∨3=4（R×S））轉(zhuǎn)換成等價的：⑴漢語查詢句子⑵元組表達(dá)式⑶域表達(dá)式答：（1）求R中的元組與S中的元組串接后,滿足R.2=S.1或者R.3=S.1的R.1和S.2。（2）1,5(2=43=4（R×S）)={t|(u)(v)(R(u)S(v)t[1]=u[1]t[2]=v[2](t[2]=v[1]t[3]=v[1]))}（3）略2.9假設(shè)R和S都是二元關(guān)系，試把元組表達(dá)式{t|R(t)∧(u)（S(u)∧u[1]≠t[2]）}}轉(zhuǎn)換為等價的：⑴漢語查詢句子⑵關(guān)系代數(shù)表達(dá)式⑶域表達(dá)式答：（1）找出那些滿足S.1R.2條件的R中的元組。（2）S.1R.2（R）（3）略2.10設(shè)數(shù)據(jù)庫中有四個基本表：部門Dept（D#(部門號)，DName（部門名稱），DTel（電話號碼），DMan（經(jīng)理工號））職工EMP（E#（職工號），EName（姓名)，ESex（性別），EPost（職務(wù)），D#(部門號)）工程PRO（P#（項目號），PName（項目名稱），PBud（經(jīng)費(fèi)預(yù)算））施工EP（E#（職工號），P#（項目號），WH（工時））（1）寫出每個表的主碼和外碼。（2）用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式寫出職務(wù)為“工程師”的姓名和部門名稱。（3）用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式寫出姓名為“潘小光”的職工所在的部門名稱和所參與的項目名稱。答：（1）關(guān)系DEPT，主碼是D#關(guān)系EMP，主碼是E#，外碼是D#關(guān)系PRO，主碼是P#關(guān)系EP，主碼包含E#和P#兩個屬性，外碼分別是E#和P#（2）∏EName,DName(σEPost=”工程師”(DeptEMP))（3）∏PName,DName(σEName=”潘小光”(DeptEMPPROEP))2.11設(shè)數(shù)據(jù)庫中有三個基本表：S（SNo(學(xué)號)，SName(姓名)，SSex(性別)，SPro(專業(yè)方向)）SC（SNo(學(xué)號)，CNo(課程號)，Grade(成績)）C（CNo(課程號)，CName(課程名)，CPre(先行課)，CCredit(學(xué)分)）試用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式表示下列查詢語句：（1）找出選修網(wǎng)絡(luò)方向女同學(xué)名單（2）求選修15164課程的學(xué)生姓名和專業(yè)方向（3）求選修數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的學(xué)生姓名（4）同時選修人工智能及編譯技術(shù)的學(xué)生名單（5）沒有被任何人選修的課程名（6）沒有選修任何課程的學(xué)生性別和姓名（7）至少選修了002號學(xué)生選修的全部課程的學(xué)生學(xué)號（8）求所有課程被選修的情況，列出課程號、課程名、先行課、學(xué)分、學(xué)號和成績（9）求每個學(xué)生沒有選修的課程，列出學(xué)號、課程號答：（1）σSPro=”網(wǎng)絡(luò)”∧SSex=”女”(S)（2）∏SName,SPro(σCNo=”15164”(SSC))（3）∏SName(σCName=”數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”(C)SCS)（4）S(∏SNo,CNo(SC)÷∏CNo(σCName=”人工智能”∨CName=”編譯技術(shù)”(C)))（5）∏CName(C(∏CNo(C)-∏CNo(SC)))（6）∏SName,SSex(S(∏SNo(S)-∏SNo(SC)))（7）∏SNo,CNo(SC)÷∏CNo(σSno=”002”(SC))（8）CSC（9）∏SNo,Cno(S×SC)-∏SNo,Cno(SC)2.12為什么要對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化？答：對于同一個查詢語句，可以用不同的關(guān)系代數(shù)表達(dá)，但是它們之間的效率卻可能相差很大,選擇不同的關(guān)系代數(shù)運(yùn)算順序，就會得到不同的查詢效率，因此，需要變換規(guī)則對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行等價變換，從而將同一查詢請求轉(zhuǎn)換為效率最高的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。2.13在2.11中的三個關(guān)系中，用戶有一個查詢語句：檢索網(wǎng)絡(luò)方向的學(xué)生選修先行課為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的課程名和課程學(xué)分。⑴寫出該查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式.⑵寫出該查詢優(yōu)化的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。⑶畫出該查詢初始的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的語法樹。⑷使用本章中介紹的優(yōu)化算法，對語法樹進(jìn)行優(yōu)化，并畫出優(yōu)化后的語法樹。答：（1）∏Cname,CCredit(σSPro=”網(wǎng)絡(luò)”∧CPre=”計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”∧S.SNo=SC.SNo∧SC.CNo=C.CNo(S×SC×C))（2）∏Cname,CCredit((∏SNo(σSPro=”網(wǎng)絡(luò)”(S))∏SNo,CNo(SC)(∏CNo,CName,CCredit(σCPre=”計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”(C))))（3）C×SSCC×SSCΠΠCname,CCreditσSPro=“網(wǎng)絡(luò)”∧CPre=“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”∧S.SNo=SC.SNo∧SC.CNo=C.CNo××CSCSΠCname,CCreditΠCname,CCreditσSC.CNo=C.