《数据库原理》作业参考答案

《数据库原理》作业参考答案2
第二次（P80）
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三部分组成。

2．述关系数据语言的特点和分类。

答：特点：1）集合操作方式；
2）高度非过程化；
3）集查询、DDL、DML、DCL于一体
分类：关系数据语言可以分为三类：关系代数语言、关系演算语言、SQL；其中关系演算语言又可分为：元组关系演算语言和域关系演算语言。

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)主码，候选码，外部码
(3)关系模式，关系，关系数据库
答：（1）域：一组具有相同数据类型的值的集合；
笛卡尔积：建立在一组域D1,D2,…,Dn的笛卡尔积为：
D1×D2×…×D n = {(d1 , d2 , … , d n) | d i∈D i , i=1,…,n}
关系：笛卡尔积D1×D2×…×D n的有限子集；
元组：笛卡尔积的每个元素(d1 , d2 , … , d n)称作一
个n-元组（n-tuple），简称元组(Tuple)；
属性：关系的每一列对应一个域，给每列起一个名字，称为属性（Attribute）。

（2）主码：若关系中的某一属性组的值能够唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码（Candidate Key）,主码是从候选码中选定的一个码（Primary Key）；
候选码：若关系中的某一属性组的值能够唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码（Candidate Key）；
外部码：F是关系R的一组属性，但不是关系R的码，如果F与关系S的主码K相对应，则称F是关系R的外部码（Foreign Key）。

（3）关系模式：是对关系的型的描述，说明关系由哪些属性组成，这些属性来自于哪些域，以及属性与域的映象。

形式化表示为：R(U,D,dom,F)，简记为：R(U)；
关系：关系可以理解为关系模式在某一时刻的状态或内容；
关系数据库：关系数据库即实体关系和实体之间联系的关系的集合。

4．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：关系模型中可以有三类完整性约束：实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性。

实体完整性规则：若属性A是关系R的主属性，则属性A不能取空值；
参照完整性规则：若属性F是关系R的外码，它与关系S的主码K
对应，则R中每个元组在F上的取值必须：或者为空值，或者等于S中某个元组的主码值。

用户自定义完整性：能够反映语义的，用户自己定义的约束条件。

空值反映了现实中该值的无意义或不知道，在一些情况下，尽管被参照关系的主码值确定，但参照关系中在外码属性上的值不知道，此时外码属性上的取值可以为空。

外部码属性的值为空，说明外码属性的值不知道。

5．一个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：
（1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO;
答：πSNO(σJNO=’J1’(SPJ))
（2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO;
答：πSNO(σJNO=’J1’ ∧PNO=’P1’(SPJ))
（3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO;
答：πSNO(σJNO=’J1’ ∧COLOR=’红’(SPJ∞P))
或πSNO(σJNO=’J1’ ∧COLOR=’红’ ∧ SPJ.PNO=P.PNO(SPJ ×P))
（4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO;
答：πJNO(J)-πJNO(σCOLOR=’红’(P∞(σCITY=’天津’(SPJ ∞S))))
（5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO.
答：πJNO,PNO(SPJ) ÷πPNO(σSNO=’S1’(SPJ))
6．述等值连接与自然连接的区别和联系。

答：从两个关系的广义笛卡儿积中选取给定属性间满足一定条件的元组，称为θ连接；当连接符θ为等号时，称为等值连接。

从两个关系的广义笛卡儿积中选取在相同属性列上取值相等的元组，并去掉重复的列，称为自然连接。

自然连接与等值连接的区别：自然连接中相等的分量必须是相同的属性组，并且要在结果中去掉重复的属性，而等值连接则不必。

自然连接与等值连接的联系：自然连接是等值连接的特殊处理，当R与S无相同属性时，R∞S ＝ R×S。

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：关系代数基本运算有：选择、投影、更名、笛卡儿积、并、差，其中选择、投影、更名为一元运算，笛卡儿积、并、差为多元运算。

关系代数其他运算有：集合交、自然连接、除、赋值，用基本运算表示其他运算如下：R∩S = R － (R － S)
R∞S =σR[A]=S[A](R×S)
R÷S =πX (R)－πX（πX(R)×πY(S)－R）。