數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計(第2版)

1、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：D1X D2X-X Dn= (di , d2，dn )| di?Di , i = 1 , 2,，n 其中每一個 元素(di , 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Di XD2 X->D n的子集稱為關(guān)系，表

2、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識一個元組 , 則稱該屬性組為候選碼( Candidate key )。主碼 ：若一

3、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?；娟P(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(Refereneed relation )或目標關(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(

4、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D1 XD2 X->D n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，因為關(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

5、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)庫人員進行添 加之后才有的，所以讓它為空，比給它0更加貼近實際。空值是所有可能的域的一個取 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：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。其中實體完整性和參照完整

6、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。24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

7、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)的基本運算有哪些？如何用這些基本運算來表示其他運算？答：并、差、笛卡爾積、投影和選擇5種運算為基本的運算。其他3種運算，即交、連接 和除，均可以用這5種基本運算來表達。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.專業(yè) word可編輯種是自然連接 (Natural

8、join )。(為“=的連接運算稱為等值連接。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 r t s | t R A t s S A t r A = t s B 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 r t s | t r R A t s S A t r B = t s B 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)，

9、給出如下運算的結(jié)果。(1 )( n studentName,birthday,courseNo (Student ? Class) ( n courseNo ( °stude ntNo = 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 。stude ntNamebirthday李小勇1990-12-21王紅1992-04-26(2) (nstudentNo,courseNoScore) -(ncourseNo ( °courseNo LIKE CS%'Course)Score答：含義：選修了計算機系

10、所有開設(shè)課程的學(xué)生的成績信息Stude ntNocourseNoTermScore0701001CN02807081850701001CS01207082880701001CS01508091920701008AC00107081760701008CN02807081860701008CS01207082930701008CS01508091960802005AC00109101880802005CS01208092900802005CS015091018728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所示的實例數(shù)據(jù)，試寫出如下查詢的關(guān)系代數(shù)表達式，并給出其查詢

11、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)>=1992Asex='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。(nation!='漢族'(Student)?(斷stitute ='答:nstude ntNo,stude nN ame,sex ,n ati on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

12、:ncourseNo,courseName,courseHour(Course ?(吒erm = '08092 'core)(5) 查找選修了 操作系統(tǒng)”的學(xué)生學(xué)號、成績及姓名。stude ntNo,stude nN ame,score(Stude nt(Score ?( n courseNo ( °courseName ='操作系統(tǒng)'ourse)(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:nstude nName,courseNo,courseNam

13、e,score( ( °"className = 會計學(xué) 08 (3)班，Class) ? Student? ( ojerm =，°7O81，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 。='CS012 Course) ? Score ? Student)開出的全部課程的學(xué)生學(xué)號和姓名。courseNo ( %rm= '08091 ' Score) ?答： nstudenNo, studentName( ( °priorCourse(8)查找選修了 08-09學(xué)年第一

14、學(xué)期 (08091 )答:n studenNo,studentName (Score FnStude nt)(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： n studenNo, studentName(Score 十(口 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：n studenNo,studentName,sex,

15、classNo( %ation='蒙古族'Student)? ( °grade=2008 Class)(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。答：n cClassNo,time,location ( courseName= '語言程序設(shè)計'Course) ?CourseClass ? Classroom)(3) 查找選修了先修課程為計算機概論”的學(xué)生學(xué)號、課程號和成績。stude nN o,courseNo,score（n Cl.courseNo（ p C1 Course）C1.priorCourse=C2.courseNo （ tourseName='計算機概論'pc2Course）? 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。courseNo,courseName,creditHour（n teacherNo（rteacherName=Teacher） ? （ o|erm