數據庫課后答案(第三版)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 1請用擴展ER圖的表示方法來表示公司生產特有產品的關系，其中公司含有公司名、地址、聯系電話等信息，產品含有產品名與價格等信息。請用擴展ER圖的表示方法來表示如下信息：人有姓名、所在城市等信息；人可分成客戶（含購買金額）和雇員（有雇員號、薪水信息等）兩類；雇員可再分為辦公人員（有累計辦公天數信息）、車間職員（有累計產生產品數量信息）、銷售人員（有累計銷售數量與銷售金額信息）等三類。2請用擴展ER圖的聚集表示方法來表示如下信息：制造商有名稱與地址信息、批發商有名稱與地址信息、產品有產品名與價格信息。制造商與批發商聯營產品的銷售有個具體的時間，共同聯營的產品才共同負責發送。2設要為醫院的核心主題建立概念模型ER圖，包括病人、醫生及病人的病歷。其中醫生有姓名與專長信息；病人有姓名、身份證號、保險號等信息；病歷有門診日期、診斷病癥、治療方法及治療結果等信息。病人找醫生治療有個具體的時間。保險號醫生專長姓名病人身份證號m治療方法診治n姓名治療時間門診日期治療結果第2章 關系數據庫一、單項選擇題ACBCABBBCC設關系R和S的屬性個數分別為r和s，則(RS)操作結果的屬性個數為( )A. r+s B. rs C. rs D. max(r,s)在基本的關系中，下列說法正確的是( )A. 行列順序有關 B. 屬性名允許重名C. 任意兩個元組不允許重復 D. 列是非同質的有關系R和S，R∩S的運算等價于( )(RS) (RS) C.(RS)∪S ∪(RS)設關系R(A，B，C)和S(A，D)，與自然連接R ∞ S等價的關系代數表達式是( )1=1A. =(RS) B. R SC. ∏B,C,D(=(RS)) D. ∏,B,C(RS)五種基本關系代數運算是( )A. ∪、π和σ B. ∪、 、∏和σC. ∪、∩、π和σ D. ∪、∩、 、π和σ關系代數中的θ聯接操作由( )操作組合而成。 、σ和 在關系數據模型中，把( )稱為關系模式。 對一個關系做投影操作后，新關系的基數個數( )原來關系的基數個數。 有關系：R(A，B，C)主鍵=A,S(D，A)主鍵=D，外鍵=A，參照R的屬性A，系R和S的元組如下：指出關系S中違反關系完整性規則的元組是( )。R: A B C S: D A1 2 3 1 22 1 3 2 null3 34 1A. (1,2) B. (2,null) C. (3,3) D. (4,1)關系運算中花費時間可能最長的運算是( )。 二、填 空關系中主碼的取值必須惟一且非空，這條規則是_實體_完整性規則。關系代數中專門的關系運算包括：選擇、投影、連接和除法，主要實現_查詢_類操作。關系數據庫的關系演算語言是以_謂詞演算_為基礎的DML語言。關系數據庫中，關系稱為_表__，元組亦稱為__行__，屬性亦稱為_列__。數據庫描述語言的作用是_定義數據庫_。一個關系模式可以形式化地表示為_R（U，D，dom，F）_。關系數據庫操作的特點是__一次一集合_式操作。，所有的關系集合構成_關系數據庫_。在關系數據模型中，兩個關系R1與R2之間存在1：m的聯系，可以通過在一個關系R2中的_外鍵或外碼或外部關鍵字_在相關聯的另一個關系R1中檢索相對應的記錄。將兩個關系中滿足一定條件的元組連接到一起構成新表的操作稱為_θ連接_操作。三、簡單、計算或查詢試述關系模型的三要素內容。解：1）關系模型的數據結構——關系關系模型的數據結構：非常單一，在用戶看來，關系模型中數據的邏輯結構是一張二維表。但關系模型的這種簡單的數據結構能夠表達豐富的語義，描述出現實世界的實體以及實體間的各種聯系。2）關系模型的關系操作：關系模型給出了關系操作的能力，它利用基于數學的方法來表達關系操作，關系模型給出的關系操作往往不針對具體的RDBMS語言來表述。關系模型中常用的關系操作包括：選擇（select）、投影(project)、連接(join)、除(divide)、并(union)、交(intersection)、差(difference)等查詢(query)操作和添加(insert)、刪除(delete)、修改(update)等更新操作兩大部分。查詢的表達能力是其中最主要的部分。早期的關系操作能力通常用代數方式或邏輯方式來表示，分別稱為關系代數和關系演算。關系代數是用對關系的運算（即元組的集合運行）來表達查詢要求的方式。關系演算是用謂詞來表達查詢要求的方式。關系演算又可按謂詞變元的基本對象是元組變量還是域變量分為元組關系演算和域關系演算。關系代數、元組關系演算和域關系演算三種語言在表達功能上是等價的。另外還有一種介于關系代數和關系演算之間的語言SQL（Structured Query Language）。SQL不但具有豐富的查詢功能，而且具有數據定義、數據操縱和數據控制功能，是集查詢、DDL、DML、DCL于一體的關系數據語言。它充分體現了關系數據語言的特點和優點，是關系數據庫的國際標準語言。因此，關系數據語言可以分成三類：(1) 關系代數：用對關系的集合運算表達查詢要求，例如 ISBL。(2) 關系演算：用謂詞表達查詢要求，可分為兩類：①元組關系演算：謂詞變元的基本對象是元組變量，例如 APLHA、QUEL；②域關系演算：謂詞變元的基本對象是域變量，例如QBE。(3) 關系數據語言，例如SQL。這些關系數據語言的共同特點是：語言具有完備的表達能力，是非過程化的集合操作語言，功能強，能夠嵌入到高級語言中使用。3）關系模型的三類完整性約束：關系模型提供了豐富的完整性控制機制，允許定義三類完整性：實體完整性、參照完整性和用戶自定義的完整性。其中實體完整性和參照完整性是關系模型必須滿足的完整性約束條件，應該由關系系統自動支持。用戶自定義的完整性是應用領域特殊要求而需要遵循的約束條件，體現了具體領域中的語義約束。試述關系數據庫語言的特點和分類。解：見上題“2）關系模型的關系操作”。定義并理解下列概念，說明它們間的聯系與區別：（1）域、笛卡爾積、關系、元組、屬性（2）主碼、候選碼、外碼（3）關系模式、關系、關系數據庫解：（1）域、笛卡爾積、關系、元組、屬性1）域：域是一組具有相同數據類型的值的集合。2）笛卡爾積：給定一組域D 、D 、…、D (這些域中可以包含相同的元素,即可以完全不同,也可以部分或全部相同), D 、D 、…、D 的笛卡爾積為D D …D ＝｛（d ，d ，…，d）｜d ∈D ，i＝1，2，…，n｝3）關系（Relation）：D D …D 的任一子集叫作在域D ,D ,…D 上的關系，用 R(D ,D ,…D )表示。關系是笛卡爾積的子集，反過來說，看到某關系，也要看到該關系背后存在的其所屬于的笛卡爾積，關系內容無論如何變都變化不出其所屬于的笛卡爾積的，這是笛卡爾積概念的意義所在。4）表的每行對應一個元組。5）表的每列起一個唯一的名字，稱為屬性。聯系：關系是笛卡爾積的子集，所以關系也是一個二維表，表的每行對應一個元組，表的每列對應一個域。由于域可以相同，為了加以區分，必須對每列起一個唯一的名字，稱為屬性。（2）主碼、候選碼、外碼1）候選碼：若關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），關系至少含有一個候選碼。2）主碼：一個關系至少有一個候選碼，則選定其中一個為主控使用者，稱為主碼（Primary key）。3）外碼：設F是基本關系R的一個或一組屬性，但不是關系R的碼，如果F與基本關系S的主碼Ks相對應，則稱F是基本關系R的外碼（Foreign key）。聯系：關系的候選碼中選定一個稱為主碼，主碼即是候選碼；而外碼是與另一關系的主碼相對應的屬性組。（3）關系模式、關系、關系數據庫關系數據庫中，關系模式是型，關系是值。關系模式是對關系的描述，一個關系模式應當是一個5元組。1）關系模式：關系的描述稱為關系模式（Relation Schema）。一個關系模式應當是一個五元組。它可以形式化地表示為：R（U, D, dom, F）。其中R為關系名，U為組成該關系的屬性名集合，D為屬性組U中屬性所來自的域的集合，dom為屬性向域的映象集合，F為屬性間數據的依賴關系集合。2）關系：關系實際上就是關系模式在某一時刻的狀態或內容。也就是說，關系模式是型，關系是它的值。3）關系數據庫：在關系模型中，實體以及實體間的聯系都是用關系來表示。在一個給定的現實世界領域中，所有實體及實體之間的聯系的關系的集合構成一個關系數據庫。聯系：關系模式是靜態的、穩定的，而關系是動態的、隨時間不斷變化的，因為關系操作在不斷地更新著數據庫中的數據。但在實際使用中，常常把關系模式和關系統稱為關系，讀者可以從上下文中加以區別。關系的集合構成一個關系數據庫，關系數據庫也有型和值之分。關系數據庫的型也稱為關系數據庫模式，是對關系數據庫的描述，是關系模式的集合。關系數據庫的值也稱為關系數據庫，是關系的集合。關系數據庫模式與關系數據庫通常統稱為關系數據庫。關系數據庫的完整性規則有哪些？試舉例說明。解：1）關系模型的完整性規則是對關系的某種約束條件。關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。2）（1）實體完整性：若屬性組（或屬性）K是基本關系R的主碼（或稱主關鍵字），則所有元組K的取值唯一，并且K中屬性不能全部或部分取空值。例如：在課程關系T中，若“課程名”屬性為主碼，則“課程名”屬性不能取空值，并且課程名要唯一。（2）參照完整性：若屬性（或屬性組）F是基本關系R的外碼，它與基本關系S的主碼Ks相對應（基本關系R和S可能是相同的關系），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。例如，對于“學生（學號，姓名，性別，年齡，系別號）、系別（系別號，系名）”兩關系，“系別號”為學生關系的外碼。它要滿足參照完整性。對于學生關系中的每個元組的“系別號”屬性只能取下面兩類值：空值，表示尚未給該學生分配系別；非空值，則該值必須是系別關系中某個元組的“系別號”的值，表示該學生不可能分配到一個不存在的系中，即被參照關系“系別”中一定存在一個元組，它的主碼值等于該參照關系“學生”中的外碼值。（3）用戶定義的完整性：用戶定義的完整性就是針對某一具體應用的關系數據庫所制定的約束條件，它反映某一具體應用所涉及的數據必須滿足的語義要求。例如，對于學生關系中的年齡，我們可以按需要定義“年齡8并且年齡45”的自定義規則。關系代數運算有哪兩大類，試說明每種運算的操作含義。解：1）關系代數的運算按運算符的不同主要分為傳統的集合運算和專門的關系運算兩類。（1）傳統的集合運算：包括并、交、差、廣義笛卡爾積四種運算。（2）專門的關系運算：包括選擇、投影、連接、除等。2）各運算的操作含義（1）并：設關系R和關系S具有相同的目n，且相應的屬性取自同一個域，則關系R與關系S的并由屬于R或屬于S的所有元組組成。記作：R∪S={t|t R∨t S}（2）差：設關系R和關系S具有相同的目n，且相應的屬性取自同一個域，則關系R與關系S的差由屬于R而不屬于S的所有元組組成。記作：R－S={t| t R∧t S }（3）交：設關系R和關系S具有相同的目n，且相應的屬性取自同一個域，則關系R與關系S的交由既屬于R又屬于S的所有元組組成。記作：R∩S={t| t R∧t S}（4）廣義笛卡爾積：︵兩個分別為n目和m目的關系R和S的廣義笛卡爾積是一個(n+m)列的元組的集合。元組的前n列是關系R的一個元組，后m列是關系S的一個元組。若R有k1個元組，S有k2個元組，則關系R和關系S的廣義笛卡爾積有k1k2個元組。記作：RS={t t | t R∧t S}（5）選擇：選擇又稱為限制（Restriction）。它是在關系R中選擇滿足給定條件的諸元組，記作：(R) = {t|t∈R∧F(t)=“真”}（6）投影：關系R上的投影是從R中選擇出若干屬性列組成新的關系。記作：∏(R) = { t[A] | t R }（7）連接：︵連接也稱為θ連接。它是從兩個關系的廣義笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組。記作： ={ t t |t ∈R∧t ∈S∧t [A]θt [B] }︵θ為”＝”的連接運算稱為等值連接。它是從關系R與S的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性值相等的那些元組。等值連接表示為：={ t t | ∈R∧t ∈S∧t [A]=t [B]}。為此： = A=B(RS)︵自然連接（Natural join）是一種特殊的等值連接，它要求兩個關系中進行比較的分量必須是相同的屬性組，并且要在結果中把重復的屬性去掉。即若R和S具有相同的屬性組B，則自然連接可記作：R∞S={ trts[B]|tr∈R∧ts∈S∧tr[B]=ts[B]}。為此：R∞S=∏ ( =(RS))（8）除：給定關系R(X，Y)和S(Y，Z)，其中X，Y，Z為屬性組。R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同的域。R與S的除運算得到一個新的關系P(X)，P是R中滿足下列條件的元組在X屬性列上的投影：元組在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。記作：P=R247。S ={tr[X]|tr∈R∧Yx?∏Y(S)}，其中Yx為x在R中的象集，x=tr[X]。關系代數的基本運算有哪些？請用基本運算表示非基本運算。解：1）8種關系代數運算中