课后练习答案2

第2章关系数据库1.试述关系模型的三个组成部分。答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。2.试述关系数据语言的特点和分类。答：关系数据语言可以分为三类：关系代数语言。关系演算语言：元组关系演算语言和域关系演算语言。SQL：具有关系代数和关系演算双重特点的语言。这些关系数据语言的共同特点是，语言具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言，功能强，能够嵌入高级语言中使用。3.定义并理解下列术语，说明它们之间的联系与区别：(1)域，笛卡尔积，关系，元组，属性(2)候选码，主码，外部码(3)关系模式，关系，关系数据库答：(1)a)域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。笛卡尔积：给定一组域D1，D2，……，Dn，这些域中可以有相同的域。这组域的笛卡尔积为niDddddDDDiinn,...,2,1,|,...,,2121其中，每一个元素（d1,d2,…，dn）称为一个n元组（n0-tuple）或简称元组（tuple）。元素中的每一个值di称为一个分量（component）。b)关系：在域D1，D2，……，Dn上，笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集称为关系，表示为R(D1,D2,…,Dn)值得注意的是，这里用较为形式化的方法来定义关系。在第一章中则是用通俗的语言来说明什么是关系，也可以看做不甚严格的一种定义。c)元组：关系中的每个元素是关系中的元组。d)属性：关系也是一个二维表，表的每行对应于一个元组，表的每列对应于一个域。由于域可以相同，为了加以区分，必须为每列起一个名字，称为属性（attribute）。(2)a)候选码：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码(candidatekey)。b)主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（primarykey）。c)外部码：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外部码（foreignkey），简称外码。基本关系R称为参照关系（referencingrelation），基本关系S称为被参照关系（referencedrelation）或目标关系（targetrelation）。关系R和S可以是相同的关系。(3)a)关系模式：关系的描述称为关系模式（relationschema）,可以形式化地将其表示为R(U,D,dom,F)其中，R为关系名，U为组成该关系的属性名集合，D为属性组U中属性值所来自的域，表示为R(D1,D2,…,Dn)b)关系：关系是关系模式在某一时刻的状态或内容。关系模式是静态的、稳定的，而关系是动态的、随时间而不断变化的，因为关系操作在不断地更新数据库中的数据。c)关系数据库：关系数据库也有型和值之分。关系数据库的型也称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，它包括若干域的定义及在这些域上所定义的若干关系模式。关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻所对应的关系的集合，通常称为关系数据库。4.试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空？什么情况下才可以为空？答：关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。关系模型中可以有3类完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。其中，实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，被称为关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持。1)实体完整性规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。2)参照完整性规则：若属性(或属性组)F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系)，则对于R中每个元组在F上的值必须为以下两者之一：a)或者取空值(F的每个属性值均为空值)；b)或者等于S中某个元组的主码值。3)用户定义完整性：是针对某一具体关系数据库的约束条件。它反映某一具体应用涉及的数据所必须满足的主义要求。参照完整性中，外部码属性值可以为空，表示该属性的值尚未确定。但前提条件是该外部码属性不是其所在关系的主属性。例如，在下面的“学生”表中，“专业号”是一个外部码，不是“学生”表的主属性，其这可以为空。其语义是，该学生的专业尚未确定。学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）专业（专业号，专业名）而在下面的“选修”表中，“课程号”虽然也是一个外部码属性，但它又是“选修”表的主属性，所以其值不能为空。因为关系模型必须满足实体完整性。课程（课程号，课程名，学分）选修（学号，课程号，成绩）5.设有一个SPJ数据库，包括S，P，J，SPJ四个关系模式：S（SNO，SNAME，STATUS，CITY）；P（PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT）；J（JNO，JNAME，CITY）；SPJ（SNO，PNO，JNO，QTY）试用关系代数完成如下查询。答：1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO。SPJJJNOSNO'1'2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO。SPJPPNOJJNOSNO'1''1'3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO：(p)))())((('''1',红colorpnojjnopnosnosnoSPJπSno(σPno=‘P1‘（σCOLOR=’红‘（P）∞SPJ）)4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO：πJno(SPJ)-πJNO（σcity=‘天津’∧Color=‘红‘（S∞SPJ∞P）5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO：πJno，Pno(SPJ)÷πPno（σSno=‘S1‘（SPJ））6.试述等值连接与自然连接的区别和联系。答：连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A，B属性值相等的那些元组自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果中把重复的属性列去掉。7.关系代数的基本运算有哪些?如何用这些基本运算来表示其他运算?答：并、差、笛卡尔积、投影和选择5种运算为基本的运算。其他3种运算，即交、连接和除，均可以用这5种基本运算来表达。