数据库系统原理与实践习题答案第03章.docx

第三章
1、试述关系模型的3个组成部分
答：
关系型的三个组成部分分别是：
1.关系数据模型的数据结构
2.关系数据模型的操作集合
3.关系数据模型的完整性约束

2、试述关系操作的特点和关系操作语言的分类。
答：
关系数据语言可以分为三类：
1） 关系代数语言，例如 ISBL 。
2） 关系演算语言：元组关系演算语言，例如 APLHA ，QUEL ；域关系演算语言，例如：QBE 。
3） 具有关系代数和关系演算双重特点的语言，例如 SQL。
这些关系数据语言的共同特点是：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。
答：
（1）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，这些域可以有相同的。这组域的笛卡
尔积为D1 × D2× , × Dn={（ d1,d2, , ,dn ）|di ∈Di,i=1,2, , ,n}
其中每一个元素 （d1,d2, , ,dn ）叫做一个 n 元组或简称元组。 元素中的每一个值 di 叫做一个分量。
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）。
元组：关系中的每一个元素是关系中的元组。
属性：关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。由于域可以相同，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性。
（2）候选码：若关系中的某一属性组的值能惟一地标识一个元组，则称该属性组为候选码。
主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码。
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，简称外码。基本关系 R称为参 照关系，基本关系 S称为被参照关系或目标关系。关系 R 和 S 可以是相同的关系。
（3）关系模式：关系的描述称为关系模式。它可以形式化地表示为 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 中属性所来自得域， Dom为 属性向域的映像集合， F 为属性间数据的依赖关系集合。
关系数据库：关系数据库有型和值之分。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以及在这些域上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对应的关系的集合，通常称为关系数据库。

4、简述关系模型的实体完整性规则。
答：
关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。 关系模型中可以有三类完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。
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。

5、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：
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。
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： 1）或者取空值； 2）或者等于S中某个元组的主码值。
用户定义的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所涉及的数据必须满足的语义要求。
在参照完整性中， 外部码属性的值可以为空， 它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。

6. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。
答：
连接运算中有两种最为常用的连接，一种是等值连接，另一种是自然连接。 θ 为“ =” 的连接运算，称为等值连接。它是从关系 R 与 S的笛卡尔积中选取 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。其他三种运算，即交、链接和除，均可以用这5种运算来表达。
（1）交（∩）
R∩S ≡ R-(R-S) ≡ S-(S-R)
（2）自然连接（⋈）
R⋈S ≡ π(R∪S)(σpredicate(R x S))
（3）θ连接（⋈AθB，也叫等值连接）
R⋈AθBS ≡ σ(R.AθS.B)(R×S)
（4）除（÷）
设R的属性集为{X, Y}，S的属性集为{Y}
R÷S ≡ π(X)(R) - π(X)((T×S)-R)