數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程-課后答案(施伯樂)(第三版)

（2003/9/21）（GJ-DA）（共2頁）目錄--PAGE77第1章數(shù)據(jù)庫概論1.1基本內(nèi)容分析1.1.1本章的重要概念（1）DB、DBMS和DBS的定義（2）數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段 人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段和高級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段等各階段的特點(diǎn)。（3）數(shù)據(jù)描述 概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)等各階段中數(shù)據(jù)描述的術(shù)語，概念設(shè)計(jì)中實(shí)體間二元聯(lián)系的描述（1:1，1:N，M:N）。（4）數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型的定義，兩類數(shù)據(jù)模型，邏輯模型的形式定義，ER模型，層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)方式。（5）DB的體系結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)，兩級(jí)映像，兩級(jí)數(shù)據(jù)獨(dú)立性，體系結(jié)構(gòu)各個(gè)層次中記錄的聯(lián)系。（6）DBMSDBMS的工作模式、主要功能和模塊組成。（7）DBS DBS的組成，DBA，DBS的全局結(jié)構(gòu)，DBS結(jié)構(gòu)的分類。1.1.2本章的重點(diǎn)篇幅（1）教材P23的圖1.24（四種邏輯數(shù)據(jù)模型的比較）。（2）教材P25的圖1.27（DB的體系結(jié)構(gòu)）。（3）教材P28的圖1.29（DBMS的工作模式）。（4）教材P33的圖1.31（DBS的全局結(jié)構(gòu)）。1.2教材中習(xí)題1的解答1.1名詞解釋·邏輯數(shù)據(jù)：指程序員或用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式?！の锢頂?shù)據(jù)：指存儲(chǔ)設(shè)備上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)?！ぢ?lián)系的元數(shù)：與一個(gè)聯(lián)系有關(guān)的實(shí)體集個(gè)數(shù)，稱為聯(lián)系的元數(shù)。·1:1聯(lián)系：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體至多和實(shí)體集E2中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反之亦然，那么E1和E2的聯(lián)系稱為“1:1聯(lián)系”?！?:N聯(lián)系：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體可以與實(shí)體集E2中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí)體有聯(lián)系，而E2中每個(gè)實(shí)體至多和E1中一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，那么E1和E2的聯(lián)系是“1:N聯(lián)系”。·M:N聯(lián)系：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體可以與實(shí)體集E2中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí)體有聯(lián)系，反之亦然，那么E1和E2的聯(lián)系稱為“M:N聯(lián)系”?！?shù)據(jù)模型：能表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的模型稱為“數(shù)據(jù)模型”?！じ拍顢?shù)據(jù)模型：獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、完全不涉及信息在計(jì)算機(jī)中的表示、反映企業(yè)組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型?！そY(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型（或邏輯數(shù)據(jù)模型）：與DBMS有關(guān)的，直接面向DB的邏輯結(jié)構(gòu)、從計(jì)算機(jī)觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模的數(shù)據(jù)模型?！哟文Ｐ停河脴湫停▽哟危┙Y(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型?！ぞW(wǎng)狀模型：用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。·關(guān)系模型：用二維表格表達(dá)實(shí)體集的數(shù)據(jù)模型。·外模式：是用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。·概念模式：數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述?！?nèi)模式：DB在物理存儲(chǔ)方面的描述?！ね饽Ｊ?模式映象：用于定義外模式和概念模式之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)性。·模式/內(nèi)模式映象：用于定義概念模式和內(nèi)模式之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)性?！?shù)據(jù)獨(dú)立性：應(yīng)用程序和DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立，不受影響?！の锢頂?shù)據(jù)獨(dú)立性：在DB的物理結(jié)構(gòu)改變時(shí)，盡量不影響應(yīng)用程序?！み壿嫈?shù)據(jù)獨(dú)立性：在DB的邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，盡量不影響應(yīng)用程序?！ぶ髡Z言：編寫應(yīng)用程序的語言（如C一類高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言），稱為主語言?！DL：定義DB三級(jí)結(jié)構(gòu)的語言，稱為DDL?！ML：對(duì)DB進(jìn)行查詢和更新操作的語言，稱為DML。·過程性語言：用戶編程時(shí)，不僅需要指出“做什么”，還需要指出“怎么做”的語言?！し沁^程性語言：用戶編程時(shí)，只需指出“做什么”，不需要指出“怎么做”的語言。·DD（數(shù)據(jù)字典）：存放三級(jí)結(jié)構(gòu)定義的DB，稱為DD。·DD系統(tǒng)：管理DD的軟件系統(tǒng)，稱為DD系統(tǒng)。1.2試解釋DB、DBMS和DBS三個(gè)概念。答：DB是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DBMS是位于用戶與OS之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法。DBS是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.3人工管理階段和文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理各有哪些特點(diǎn)？答：人工管理階段主要有四個(gè)特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)不保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)；沒有專用的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；只有程序的概念，沒有文件的概念；數(shù)據(jù)面向程序。文件系統(tǒng)階段主要有五個(gè)特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)以“文件”形式長(zhǎng)期保存；數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別；文件組織已多樣化；數(shù)據(jù)面向應(yīng)用；對(duì)數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。1.4文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有些什么缺陷？試舉例說明。答：主要有三個(gè)缺陷：數(shù)據(jù)冗余；數(shù)據(jù)不一致性；數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。例如學(xué)校里教務(wù)處、財(cái)務(wù)處、保健處建立的文件中都有學(xué)生詳細(xì)資料，譬如聯(lián)系電話，家庭住址等。這就是“數(shù)據(jù)”冗余；如果某個(gè)學(xué)生搬家，就要修改三個(gè)部門文件中的數(shù)據(jù)，否則會(huì)引起同一數(shù)據(jù)在三個(gè)部門中不一致；產(chǎn)生上述問題的原因是這三個(gè)部門的文件中數(shù)據(jù)沒有聯(lián)系。1.5數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫階段產(chǎn)生的標(biāo)志是哪三件事情？答：進(jìn)入數(shù)據(jù)庫階段的標(biāo)志是20世紀(jì)60年代末發(fā)生的三件事件：·1968年IBM公司研制的IMS系統(tǒng)是一個(gè)典型的層次DBS；·1969年美國CODASYL組織DBTG報(bào)告，提出網(wǎng)狀DBS的概念；·1970年美國IBM公司的E.F.Codd發(fā)表論文，提出關(guān)系模型的思想。1.6數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理有哪些特點(diǎn)？答：主要有五個(gè)特點(diǎn)： 采用數(shù)據(jù)模型表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性；為用戶提供了方便的用戶接口；提供了四個(gè)方面的數(shù)據(jù)控制功能；對(duì)數(shù)據(jù)的操作以數(shù)據(jù)項(xiàng)為單位，增加了系統(tǒng)的靈活性。 1.7與“文件”結(jié)構(gòu)相比，“數(shù)據(jù)庫”結(jié)構(gòu)有些什么不同？答：與文件結(jié)構(gòu)相比，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)主要有下面三點(diǎn)不同：·數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。文件由記錄組成，但各文件之間缺乏聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)在磁盤中仍以文件形式組織，但這些文件之間有著廣泛的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型來描述，整體結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)模型不僅描述數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系?！?shù)據(jù)獨(dú)立性。文件只有設(shè)備獨(dú)立性，而數(shù)據(jù)庫還具有邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性?！ぴL問數(shù)據(jù)的單位。訪問文件中的數(shù)據(jù)，以記錄為單位。訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)項(xiàng)（字段）為單位，增加了系統(tǒng)的靈活性。1.8什么是數(shù)據(jù)獨(dú)立性？在數(shù)據(jù)庫中有哪兩級(jí)獨(dú)立性？答：數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序與DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立。在物理結(jié)構(gòu)改變時(shí)，盡量不影響應(yīng)用程序，稱為物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性；在邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，盡量不影響應(yīng)用程序，稱為邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。1.9分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)各有哪些特點(diǎn)？答：DDBS主要有三個(gè)特點(diǎn)： ·數(shù)據(jù)物理上分布在各地，但邏輯上是一個(gè)整體； ·每個(gè)場(chǎng)地既可以執(zhí)行局部應(yīng)用，也可以執(zhí)行全局應(yīng)用； ·各地的計(jì)算機(jī)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相連接。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)系統(tǒng)主要有兩個(gè)特點(diǎn)： ·面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能表達(dá)數(shù)據(jù)間嵌套、遞歸的聯(lián)系。 ·具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性和繼承性的特點(diǎn)，提高了軟件的可重用性。1.10邏輯記錄與物理記錄，邏輯文件與物理文件有些什么聯(lián)系和區(qū)別？答：邏輯數(shù)據(jù)是用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念化數(shù)據(jù)。物理數(shù)據(jù)是實(shí)際存放在存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)。 邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)上可以差別很大，需通過兩級(jí)映象來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和格式轉(zhuǎn)換。 從以上的解釋可以看出，邏輯記錄和邏輯文件是用戶在程序中使用的記錄和文件，而物理記錄和物理文件是指磁盤上的記錄和文件。邏輯記錄、文件與物理記錄、文件在結(jié)構(gòu)、組成上有很大的差異，而數(shù)據(jù)管理軟件就是通過三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)映象來實(shí)現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。1.11試述ER模型、層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷闹饕攸c(diǎn)。答：ER模型直接表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系，與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無關(guān)，充分反映用戶的需求，用戶容易理解。 層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為樹結(jié)構(gòu)，記錄之間聯(lián)系通過指針實(shí)現(xiàn)，查詢較快，但DML屬于過程化的，操作復(fù)雜。 網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為有向圖，記錄之間聯(lián)系通過指針實(shí)現(xiàn)，查詢較快，并且容易實(shí)現(xiàn)M:N聯(lián)系，但DML屬于過程化的語言，編程較復(fù)雜。 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為二維表格，容易為初學(xué)者理解。記錄之間聯(lián)系通過關(guān)鍵碼實(shí)現(xiàn)。DML屬于非過程化語言，編程較簡(jiǎn)單。 面向?qū)ο竽Ｐ湍芡暾枋霈F(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有豐富的表達(dá)能力，能表達(dá)嵌套、遞歸的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但涉及的知識(shí)面較廣，用戶較難理解，這種模型尚未普及。1.12數(shù)據(jù)之間聯(lián)系在各種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型中是怎么實(shí)現(xiàn)的？答：在層次、網(wǎng)狀模型中，數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系通過指針實(shí)現(xiàn)的； 在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)之間聯(lián)系通過外鍵和主鍵間聯(lián)系實(shí)現(xiàn)的； 在面向?qū)ο竽Ｐ椭?，?shù)據(jù)之間嵌套、遞歸聯(lián)系通過對(duì)象標(biāo)識(shí)符（OID）實(shí)現(xiàn)的（見第8章）。1.13DB的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)描述了什么問題？試詳細(xì)解釋。答：DB的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，分別從外部（用戶）級(jí)、概念級(jí)和內(nèi)部級(jí)去觀察數(shù)據(jù)庫。 外部級(jí)是用戶使用的局部數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，其描述稱為外模式。 概念級(jí)是DB的整體邏輯結(jié)構(gòu)，其描述稱為概念模式。 內(nèi)部級(jí)是DB的物理結(jié)構(gòu)，其描述稱為內(nèi)模式。1.14試述概念模式在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中的重要地位。答：數(shù)據(jù)按外模式的描述提供給用戶，按內(nèi)模式的描述存儲(chǔ)在磁盤中，而概念模式提供了連接這兩級(jí)的相對(duì)穩(wěn)定的中間觀點(diǎn)，并使得兩級(jí)的任何一級(jí)的改變都不受另一級(jí)的牽制。1.15試敘述用戶、DB的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)、磁盤上的物理文件之間有些什么聯(lián)系和不同？ 答：用戶、外模式、概念模式、內(nèi)模式和物理文件中的記錄分別稱為用戶記錄、外部記錄、概念記錄、內(nèi)部記錄和物理記錄。 用戶記錄與外部記錄的結(jié)構(gòu)是一致的，它們之間只是數(shù)據(jù)傳輸問題。 而外部記錄、概念記錄和內(nèi)部記錄之間的結(jié)構(gòu)可能是不一致的，除了數(shù)據(jù)傳輸問題，還有格式轉(zhuǎn)換問題。 內(nèi)部記錄與物理記錄的結(jié)構(gòu)是一致的，它們之間只是數(shù)據(jù)傳輸問題。1.16數(shù)據(jù)獨(dú)立性與數(shù)據(jù)聯(lián)系這兩個(gè)概念有什么區(qū)別？答：數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序和DB的數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立，不受影響，對(duì)系統(tǒng)的要求是“數(shù)據(jù)獨(dú)立性要高”，而數(shù)據(jù)聯(lián)系是指記錄之間的聯(lián)系，對(duì)系統(tǒng)的要求是“數(shù)據(jù)聯(lián)系密切”。1.17試述DBMS的工作模式和主要功能。答：DBMS的工作模式有六點(diǎn)： ·接受應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)請(qǐng)求和處理請(qǐng)求； ·將用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成低層指令； ·實(shí)現(xiàn)對(duì)DB的操作； ·從對(duì)DB的操作中接受查詢結(jié)果； ·對(duì)查詢結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理； ·將處理結(jié)果返回給用戶。DBMS的主要功能有DB的定義、操縱、保護(hù)、維護(hù)和數(shù)據(jù)字典等五個(gè)功能。1.18試敘述DBMS對(duì)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能。答：包括DB的數(shù)據(jù)載入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、DB的改組以及性能監(jiān)控等功能。這些功能分別由各個(gè)實(shí)用程序完成。1.19從模塊結(jié)構(gòu)觀察，DBMS由哪些部分組成？答：DBMS由兩大部分組成：查詢處理器和存儲(chǔ)管理器。（解釋略）1.20DBS有哪幾部分組成？其中DD有什么作用？答：DBS由DB、硬件、軟件和DBA等四個(gè)部分組成。（解釋略）在DBS中，DD是存儲(chǔ)三級(jí)結(jié)構(gòu)描述（即元數(shù)據(jù)）的DB。DBMS的所有工作都要以DD中的元數(shù)據(jù)為依據(jù)，也就是所有工作都要通過DD訪問DB。1.21“元數(shù)據(jù)”與“數(shù)據(jù)”之間有些什么聯(lián)系與區(qū)別？答：元數(shù)據(jù)（metadata）是指“數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”，即數(shù)據(jù)的描述。DB中的元數(shù)據(jù)是指三級(jí)模式結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。數(shù)據(jù)（data），一般是指用戶使用的具體值。1.22什么是DBA？DBA應(yīng)具有什么素質(zhì)？DBA的職責(zé)是什么？答：DBA是控制數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的一組人員，負(fù)責(zé)DBS的正常運(yùn)行，承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)DB結(jié)構(gòu)的責(zé)任。 DBA必須具備下列4條素質(zhì)：熟悉企業(yè)全部數(shù)據(jù)的性質(zhì)和用途；對(duì)所有用戶的需求有充分的了解；對(duì)系統(tǒng)的性能非常熟悉；兼有系統(tǒng)分析員和運(yùn)籌學(xué)專家的品質(zhì)和知識(shí)。 DBA的主要職責(zé)有6點(diǎn)：定義模式；定義內(nèi)模式；與用戶的聯(lián)絡(luò)；定義安全性規(guī)則；定義完整性規(guī)則；DB的轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù)。1.23試對(duì)DBS的全局結(jié)構(gòu)作詳細(xì)解釋。答：從四個(gè)方面解釋： ·數(shù)據(jù)庫用戶有四類：DBA，專業(yè)用戶，應(yīng)用程序員，終端用戶。 ·DBMS的查詢處理器有四個(gè)模塊：DML編譯器，嵌入型DML預(yù)編譯器，DDL編譯器，查詢運(yùn)行核心程序。 ·DBMS的存儲(chǔ)管理器有四個(gè)模塊：授權(quán)和完整性管理器，事務(wù)管理器，文件管理器，緩沖區(qū)管理器。 ·磁盤存儲(chǔ)器中有五種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)字典，索引文件，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)組織和日志。1.24使用DBS的用戶有哪幾類？答：（略，見習(xí)題1.23）1.25DBMS的查詢處理器和存儲(chǔ)管理器各有哪些功能？答：（略，見習(xí)題1.23）1.26磁盤存儲(chǔ)器中有哪五類主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？答：（略，見習(xí)題1.23）1.27根據(jù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS可分成哪四種?各有什么特點(diǎn)?答：根據(jù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS可分成集中式、C/S式、并行式和分布式等四種集中式DBS的特點(diǎn)是單點(diǎn)數(shù)據(jù)（DB集中在一個(gè)場(chǎng)地）單地處理（單個(gè)CPU）。C/S式DBS的特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)的功能分放在客戶機(jī)和服務(wù)器上（即功能的分布）?？蛻魴C(jī)上專門實(shí)現(xiàn)前端處理和用戶界面。服務(wù)器上完成事務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問控制。并行式DBS的特點(diǎn)是使用多個(gè)CPU和多個(gè)磁盤進(jìn)行并行操作。分布式DBS的特點(diǎn)是多點(diǎn)數(shù)據(jù)（DB分布在多個(gè)場(chǎng)地）多點(diǎn)處理（多個(gè)CPU）。數(shù)據(jù)具有物理分布性和邏輯整體性特點(diǎn)。系統(tǒng)中事務(wù)有本地事務(wù)（訪問本地DB）和全局事務(wù)（訪問至少兩個(gè)場(chǎng)地的DB）之分。1.28DBS能產(chǎn)生哪些效益？答：DBS的應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)應(yīng)用深入到社會(huì)的每個(gè)角落。其效益有以下7個(gè)方面：靈活性，簡(jiǎn)易性，面向用戶，有效的數(shù)據(jù)控制，加快應(yīng)用開發(fā)速度，維護(hù)方便，標(biāo)準(zhǔn)化。1.3自測(cè)題1.3.1填空題1．?dāng)?shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展，與__________、__________和__________有密切的聯(lián)系。2．文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指__________獨(dú)立性。3．文件系統(tǒng)的缺陷是：_________、_________和__________。4．就信息處理的方式而言，在文件系統(tǒng)階段，__________處于主導(dǎo)地位，_________只起著服從程序設(shè)計(jì)需要的作用；而在數(shù)據(jù)庫方式下，_________占據(jù)了中心位置。5．對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行第一層抽象的模型，稱為__________模型；對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行第二層抽象的模型，稱為__________模型。6．層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是__________結(jié)構(gòu)；網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是__________結(jié)構(gòu)；關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是__________結(jié)構(gòu)；面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間可以__________。7．在層次、網(wǎng)狀模型中，用__________導(dǎo)航數(shù)據(jù)；而在關(guān)系模型中，用__________導(dǎo)航數(shù)據(jù)。8．?dāng)?shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是對(duì)__________的三個(gè)抽象級(jí)別。9．DBMS為應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)開辟的DB系統(tǒng)緩沖區(qū)，主要用于__________和__________。10．在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，編寫應(yīng)用程序的語言仍然是C一類高級(jí)語言，這些語言被稱為__________語言。11．在DB的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)按__________的描述提供給用戶，按__________的描述存儲(chǔ)在磁盤中，而__________提供了連接這兩級(jí)的相對(duì)穩(wěn)定的中間觀點(diǎn)，并使得兩級(jí)中的任何一級(jí)的改變都不受另一級(jí)的牽制。12．層次、網(wǎng)狀的DML屬于________語言，而關(guān)系型DML屬于_________語言。13．DBS中存放三級(jí)結(jié)構(gòu)定義的DB稱為__________。14．從模塊結(jié)構(gòu)考察，DBMS由兩大部分組成：__________和__________。15．DBA有兩個(gè)很重要的工具：__________和__________。16．DBS是________、_________、_________和_________的集合體。17．DBS的全局結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了其__________結(jié)構(gòu)。18．在DBS中，DB在磁盤上的基本組織形式是_________，這樣可以充分利用OS_________的功能。19．根據(jù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS可分成四種類型：_______、_______、_______和_______。20．?dāng)?shù)據(jù)獨(dú)立性使得修改DB結(jié)構(gòu)時(shí)盡量不影響已有的__________。1.3.2單項(xiàng)選擇題（在備選答案中選出一個(gè)正確答案）1．在DBS中，DBMS和OS之間關(guān)系是 [ ] A．并發(fā)運(yùn)行 B．相互調(diào)用C．OS調(diào)用DBMS D．DBMS調(diào)用OS2．在數(shù)據(jù)庫方式下，信息處理中占據(jù)中心位置的是 [ ] A．磁盤 B.程序 C.數(shù)據(jù) D.內(nèi)存3．DB的三級(jí)體系結(jié)構(gòu)是對(duì)_________抽象的三個(gè)級(jí)別。 [ ] A.存儲(chǔ)器 B.數(shù)據(jù) C.程序 D.外存4．DB的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)中最接近外部存儲(chǔ)器的是 [ ] A.子模式 B.外模式 C.概念模式 D.內(nèi)模式5．DBS具有“數(shù)據(jù)獨(dú)立性”特點(diǎn)的原因是因?yàn)樵贒BS中 [ ] A.采用磁盤作為外存 B.采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)C.使用OS來訪問數(shù)據(jù) D.用宿主語言編寫應(yīng)用程序6．在DBS中，“數(shù)據(jù)獨(dú)立性”和“數(shù)據(jù)聯(lián)系”這兩個(gè)概念之間聯(lián)系是 [ ] A．沒有必然的聯(lián)系 B．同時(shí)成立或不成立C．前者蘊(yùn)涵后者 D．后者蘊(yùn)涵前者7．?dāng)?shù)據(jù)獨(dú)立性是指 [ ] A．?dāng)?shù)據(jù)之間相互獨(dú)立 B．應(yīng)用程序與DB的結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立C．?dāng)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立 D．?dāng)?shù)據(jù)與磁盤之間相互獨(dú)立8．DB中數(shù)據(jù)導(dǎo)航是指 [ ] A．?dāng)?shù)據(jù)之間聯(lián)系 B．?dāng)?shù)據(jù)之間指針聯(lián)系C．從已知數(shù)據(jù)找未知數(shù)據(jù)的過程 D．?dāng)?shù)據(jù)的組合方式9．用戶使用DML語句對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，實(shí)際上操作的是 [ ] A．?dāng)?shù)據(jù)庫的記錄 B．內(nèi)模式的內(nèi)部記錄C．外模式的外部記錄 D．?dāng)?shù)據(jù)庫的內(nèi)部記錄值10．對(duì)DB中數(shù)據(jù)的操作分成兩大類： [ ] A．查詢和更新 B．檢索和修改C．查詢和修改 D．插入和修改1.3.3問答題1．試對(duì)數(shù)據(jù)管理技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段作一詳細(xì)的比較。2．在用戶訪問數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的過程中，DBMS起著什么作用？3．什么是“DB的系統(tǒng)緩沖區(qū)”？4．DBS中有哪些系統(tǒng)軟件？1.4自測(cè)題答案1.4.1填空題答案1．硬件軟件計(jì)算機(jī)應(yīng)用 2．設(shè)備3．?dāng)?shù)據(jù)冗余 數(shù)據(jù)不一致 數(shù)據(jù)聯(lián)系弱 4．程序設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)5．概念結(jié)構(gòu)（或邏輯） 6．樹有向圖二維表嵌套和遞歸7．指針關(guān)鍵碼（或外鍵與主鍵） 8．?dāng)?shù)據(jù)9．?dāng)?shù)據(jù)的傳輸格式的轉(zhuǎn)換 10．宿主語言(或主語言，hostlanguage)11．外模式內(nèi)模式概念模式 12．過程性 非過程性13．?dāng)?shù)據(jù)字典（DD） 14．查詢處理器存儲(chǔ)管理器15．一系列實(shí)用程序DD系統(tǒng) 16．?dāng)?shù)據(jù)庫硬件軟件DBA 17．模塊功能 18.文件 管理外存(或文件系統(tǒng))19．集中式 C/S式 并行式 分布式 20．應(yīng)用程序1.4.2單項(xiàng)選擇題答案1．D 2．C 3．B 4．D 5．B6．A 7．B 8．C 9．C 10.A1.4.3問答題答案1.答：數(shù)據(jù)管理技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段的詳細(xì)比較見圖1.1。 人工管理階段 文件系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫階段 時(shí)間 20世紀(jì)50年代 60年代 70年代 環(huán) 外存 紙帶、卡片、磁帶 磁盤 大容量磁盤 境 軟件 匯編語言 3GL、OS DBMS 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 科學(xué)計(jì)算 進(jìn)入企業(yè)管理 企業(yè)管理 數(shù)據(jù)的管理者 用戶（程序員） 文件系統(tǒng) DBS 數(shù)據(jù)的針對(duì)者 面向某一應(yīng)用程序 面向某一應(yīng)用 面向現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)的共享程度 無共享 共享性差、冗余度大 共享性高、冗余度小 數(shù)據(jù)獨(dú)立性 無獨(dú)立性， 獨(dú)立性差， 有高度的物理獨(dú)立性，數(shù)據(jù)完全依賴于程序 有設(shè)備獨(dú)立性 一定的邏輯獨(dú)立性 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化 無結(jié)構(gòu) 記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)， 整體結(jié)構(gòu)化，整體結(jié)構(gòu)性差 用數(shù)據(jù)模型描述圖1.12．答：在用戶訪問數(shù)據(jù)的過程中，DBMS起著核心的作用，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)三級(jí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換”的工作。3．答：在應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，DBMS在內(nèi)存為其開辟一個(gè)程序工作區(qū)，稱為“DB的系統(tǒng)緩沖區(qū)”。這個(gè)工作區(qū)主要用于“數(shù)據(jù)的傳輸和格式的轉(zhuǎn)換”。4．答：DBS應(yīng)包括DBMS、OS、宿主語言和應(yīng)用開發(fā)支撐軟件等四部分系統(tǒng)軟件。DBMS是管理DB的軟件系統(tǒng)，但對(duì)硬盤的管理是由OS實(shí)現(xiàn)的，因此DBS中應(yīng)包括DBMS和OS這兩個(gè)主要的系統(tǒng)軟件。編寫應(yīng)用程序仍然是用C一類高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，這些語言在DBS中稱為宿主語言。為提高應(yīng)用程序開發(fā)效率，需要像Dephi、PowerBuilder一類軟件開發(fā)工具（即應(yīng)用開發(fā)支撐軟件）開發(fā)應(yīng)用程序。這些軟件屬于4GL范疇，可使應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)生產(chǎn)率提高20~100倍。

第2章關(guān)系模型和關(guān)系運(yùn)算理論2.1基本內(nèi)容分析2.1.1本章重要概念（1）基本概念 關(guān)系模型，關(guān)鍵碼（主鍵和外鍵），關(guān)系的定義和性質(zhì)，三類完整性規(guī)則，ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則，過程性語言與非過程性語言。（2）關(guān)系代數(shù) 五個(gè)基本操作，四個(gè)組合操作，七個(gè)擴(kuò)充操作。（3）關(guān)系演算 元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算的原子公式、公式的定義。關(guān)系演算的安全性和等價(jià)性。（4）關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的等價(jià)及等價(jià)轉(zhuǎn)換規(guī)則，啟化式優(yōu)化算法。（5）關(guān)系邏輯 謂詞、原子、規(guī)則和查詢，規(guī)則的安全性，用規(guī)則模擬關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。2.1.2本章的重點(diǎn)篇幅（1）教材中P56的例2.7（關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的應(yīng)用實(shí)例）。（2）教材中P63的例2.19（元組表達(dá)式的應(yīng)用實(shí)例）。（3）教材中P81的例2.36（關(guān)系邏輯的規(guī)則表示）。2.1.3重要內(nèi)容分析 1．關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的運(yùn)用技巧（1）一般規(guī)則·對(duì)于只涉及到選擇、投影、聯(lián)接的查詢可用下列表達(dá)式表示： π…（σ…（R×S）） 或者π…（σ…（R?S））·對(duì)于否定的操作，一般要用差操作表示，例如“檢索不學(xué)C2課的學(xué)生姓名”。·對(duì)于檢索具有“全部”特征的操作，一般要用除法操作表示，例如“檢索學(xué)習(xí)全部課程的學(xué)生姓名”。（2）“檢索不學(xué)C2課的學(xué)生姓名”，決不能用下式表示： πSNAME，AGE（σC#≠'C2'（S?SC））一定要用“差”的形式：πSNAME，AGE（S）－πSNAME，AGE（σC#='C2'（S?SC））（3）“檢索學(xué)習(xí)全部課程的學(xué)生學(xué)號(hào)”，要用πS#，C#（SC）÷πC#（C）表示，而不能寫成 πS#（SC÷πC#（C））形式。這是因?yàn)橐粋€(gè)學(xué)生學(xué)的課程的成績(jī)可能是不一樣的。（4）對(duì)于教材P56的例2.7的8個(gè)查詢語句的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，考生一定要掌握，這是基礎(chǔ)。 2．非過程性語言與過程性語言的區(qū)別編程時(shí)必須指出“干什么”及“怎么干”的語言，稱為過程性語言；編程時(shí)只須指出“干什么”，不必指出“怎么干”的語言，稱為非過程性語言。兩種語言的主要區(qū)別見圖2.1。過程性語言非過程性語言編程時(shí)，必須指出“怎么干”編程時(shí)，不必指出“怎么干”由用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)航由系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)航單記錄處理方式集合處理方式屬于3GL范疇屬于4GL范疇C語言，層次、網(wǎng)狀DML等關(guān)系DML，軟件開發(fā)工具等圖2.12.2教材中習(xí)題2的解答2.1名詞解釋·關(guān)系模型：用二維表格表示實(shí)體集，外鍵和主鍵表示實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型，稱為關(guān)系模型?！りP(guān)系模式：是對(duì)關(guān)系的描述，包括模式名、諸屬性名、值域名和模式的主鍵?！りP(guān)系實(shí)例：關(guān)系模式具體的值，稱為關(guān)系實(shí)例?！傩裕杭醋侄位驍?shù)據(jù)項(xiàng)，與二維表中的列對(duì)應(yīng)。屬性個(gè)數(shù)，稱為元數(shù)（arity）?！び颍簩傩缘娜≈捣秶?，稱為域?！ぴM：即記錄，與二維表中的行對(duì)應(yīng)。元組個(gè)數(shù)，稱為基數(shù)（cardinality）?！こI：能惟一標(biāo)識(shí)元組的屬性或?qū)傩约Q為關(guān)系的超鍵。·候選鍵：不含有多余屬性的超鍵，稱為候選鍵?！ぶ麈I：正在使用的、用于標(biāo)識(shí)元組的候選鍵，稱為主鍵?！ね怄I：屬性集F是模式S的主鍵，在模式R中也出現(xiàn)，那么稱F是模式R的外鍵。·實(shí)體完整性規(guī)則：實(shí)體的主鍵值不允許是空值。·參照完整性規(guī)則：依賴關(guān)系中的外鍵值或者為空值，或者是相應(yīng)參照關(guān)系中某個(gè)主鍵碼?！み^程性語言：編程時(shí)必須給出獲得結(jié)果的操作步驟，即指出“干什么”及“怎么干”的語言?！し沁^程性語言：編程時(shí)，只需指出需要什么信息，不必給出具體的操作步驟，即只要指出“干什么”，不必指出“怎么干”的語言?！o限關(guān)系：指元組個(gè)數(shù)為無窮多個(gè)的關(guān)系。·無窮驗(yàn)證：驗(yàn)證公式真假時(shí)需要進(jìn)行無限次驗(yàn)證。2.2 在關(guān)系模型中，對(duì)關(guān)系作了哪些規(guī)范性限制？答：對(duì)關(guān)系作了一下四個(gè)限制： 屬性值不可分解；沒有重復(fù)元組；沒有行序；使用時(shí)有列序。2.3為什么關(guān)系中的元組沒有先后順序，且不允許有重復(fù)元組？答：由于關(guān)系定義為元組的集合，而集合中的元素是沒有順序的，因此關(guān)系中的元組也就沒有先后的順序（對(duì)用戶而言）。這樣既能減少邏輯排序，又便于在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中引進(jìn)集合論的理論。每個(gè)關(guān)系模式都有一個(gè)主鍵，在關(guān)系中主鍵值是不允許重復(fù)的。如果關(guān)系中有重復(fù)元組，那么其主鍵值肯定相等，起不了惟一標(biāo)識(shí)作用，因此關(guān)系中不允許有重復(fù)元組。2.4外鍵值何時(shí)允許空？何時(shí)不允許空？答：在依賴表中，當(dāng)外鍵是主鍵的組成部分時(shí)，外鍵值不允許空；否則外鍵值允許空。2.5笛卡兒積、等值聯(lián)接、自然聯(lián)接三者之間有什么區(qū)別？答：笛卡爾積是一個(gè)基本操作，而等值聯(lián)接和自然聯(lián)接是組合操作。設(shè)關(guān)系R的元數(shù)為r，元組個(gè)數(shù)為m；關(guān)系S的元數(shù)為s，元組個(gè)數(shù)為n。那么，R×S的元數(shù)為r+s，元組個(gè)數(shù)為m×n；iθj R?S的元數(shù)也是r+s，但元組個(gè)數(shù)小于等于miθjR?S的元數(shù)小于等于r+s，元組個(gè)數(shù)也小于等于m×n；2.6設(shè)有關(guān)系R和S： R A B C S A B C 3 6 7 345 2 5 7 7 2 3 7 2 3 4 4 3計(jì)算R∪S，R-S，R∩S，R×S，π3,2（S）,σB<’5’(R),R2<2S,RS。解： R∪S A B C R－S A B C R∩S A B C 3 6 7 3 6 7 7 2 3 2 5 7 2 5 7 7 2 3 4 4 3 4 4 3 3 4 5R×S R.AR.BR.CS.AS.BS.C π3，2（S） C B 3 6 7 3 4 5 5 4 3 6 7 7 2 3 3 2 2 5 7 3 4 5 2 5 7 7 2 3 7 2 3 3 4 5 7 2 3 7 2 3 4 4 3 3 4 5 4 4 3 7 2 32<2σB<’5’（R） A B C R?S R.AR.BR.CS.AS.BS.C2<2 7 2 3 7 2 3 3 4 5 4 4 3R?S A B C 7 2 32.7設(shè)有關(guān)系R和S： R A B S B C a b b c c b e a d e b dB<C計(jì)算R?S，R?S，σA=C(R×S)，S?B<C2.8假設(shè)關(guān)系U和V分別有m個(gè)元組和n個(gè)元組，給出下列表達(dá)式中可能的最小和最大的元組數(shù)量：⑴U∩V ⑵U∪V⑶U?V ⑷σF(U)×V （F為某個(gè)條件）⑸πL(U)－V （其中L為某屬性集）解：操作最小元組數(shù)最大元組數(shù)⑴U∩V0min(m,n)⑵U∪Vmax(m,n)m+n⑶U?V0m×n⑷σF(U)×V0m×n⑸πL(U)－V0m2.9如果R是二元關(guān)系，那么下列元組表達(dá)式的結(jié)果是什么？{t|(u)(R(t)∧R(u)∧(t[1]≠u[1]∨t[2]≠u[2]))}答：當(dāng)R的元組數(shù)≥2時(shí)，R中每個(gè)元組都存在與之不相同的元組，因此表達(dá)式的結(jié)果為關(guān)系R； 當(dāng)R的元組數(shù)為0或1時(shí)，表達(dá)式的結(jié)果為空關(guān)系。2.10假設(shè)R和S分別是三元和二元關(guān)系，試把表達(dá)式π1,5(σ2=4∨3=4(R×S))轉(zhuǎn)換成等價(jià)的:=1\*GB3①漢語查詢句子;=2\*GB3②元組表達(dá)式;=3\*GB3③域表達(dá)式。解：⑴在關(guān)系R和S的笛卡爾積中，選取第2個(gè)屬性值與第4個(gè)屬性值相等，或者第3個(gè)屬性值與第4個(gè)屬性值相等的那些元組，再取第1列和第5列組成新的關(guān)系。⑵與（R×S）等價(jià)的元組表達(dá)式是：{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=u[3]∧t[4]=v[1]∧t[5]=v[2])}與σ2=4∨3=4（R×S）等價(jià)的元組表達(dá)式是：{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=u[3]∧t[4]=v[1]∧t[5]=v[2]∧(t[2]=t[4]∨t[3]=t[4]))}與π1，5（σ2=4∨3=4（R×S））等價(jià)的元組表達(dá)式是：{w|(t)(u)(v)(R(u)∧S(v)∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=u[3]∧t[4]=v[1]∧t[5]=v[2]∧(t[2]=t[4]∨t[3]=t[4])∧w[1]=t[1]∧w[2]=t[5])}再對(duì)上述元組表達(dá)式化簡(jiǎn)（消去t）可得：{w|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧(u[2]=v[1]∨u[3]=v[1])∧w[1]=u[1]∧w[2]=v[2])}在熟練后，可以直接寫出上式。⑶再轉(zhuǎn)換成域表達(dá)式：{w1w2|(u1)(u2)(u3)(v1)(v2)(R(u1u2u3)∧S(v1v2)∧(u2=v1∨u3=v1)∧w1=u1∧w2=v2)}再化簡(jiǎn)（消去u1，v2）可得：{w1w2|(u2)(u3)(v1)(R(w1u2u3)∧S(v1w2)∧(u2=v1∨u3=v1))}2.11假設(shè)R和S都是二元關(guān)系，試把元組表達(dá)式{t|R(t)∧(u)(S(u)∧u[1]≠t[2])}轉(zhuǎn)換成等價(jià)的：=1\*GB3①漢語查詢句子;=2\*GB3②域表達(dá)式;=3\*GB3③關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。答：①在關(guān)系R中選取第2列的值與關(guān)系S中某個(gè)元組的第1列值不相等的那些元組，組成新的關(guān)系。②域表達(dá)式為：{t1t2|R(t1t2)∧(u1)(u2)(S(u1u2)∧u1≠t2)}③關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為：2≠1π1，2（σ2≠3（R×S））或π1，2（R2≠12.12試把域表達(dá)式{ab|R(ab)∧R(ba)}轉(zhuǎn)換成等價(jià)的：⑴漢語查詢句子；⑵關(guān)系代數(shù)表達(dá)式；⑶元組表達(dá)式。解：⑴在關(guān)系R中選取屬性值交換后仍是R中元組的那些元組，組成新的關(guān)系。⑵關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為：π1，2（σ1=4∧2=3（R×R））也可寫成：R∩π2，1（R）⑶元組表達(dá)式為：{t|(u)(v)(R(u)∧R(v)∧u[1]=v[2]∧u[2]=v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2])}或：{t|(v)(R(t)∧R(v)∧t[1]=v[2]∧t[2]=v[1])}2.13=1\*GB3①πA(R)；=2\*GB3②σB=’17’(R)；R×S；=4\*GB3④πA,F(σC=D(R×S)解：①πA（R）：{t|(u)(R(u)∧t[1]=u[1])}②σB='17'（R）：{t|R(t)∧t[2]='17'}③R×S：{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=u[3]∧t[4]=v[1]∧t[5]=v[2]∧t[6]=v[3])}④πA，F(xiàn)（σC=D（R×S））：{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[3]=v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=v[3])}2.14設(shè)有關(guān)系R（A，B，C）和S（A，B，C），試把下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)換成等價(jià)的域表達(dá)式：=1\*GB3①πA(R) =2\*GB3②σ2=′17′(R)=3\*GB3③R∪S ④R∩S⑤R－S ⑥π1,2（R）π2,3（S）解：=1\*GB3①πA(R):{t1|(u2)(u3)(R(t1u2u3))}=2\*GB3②σ2=′17′(R):{t1t2t3|R(t1t2t3)∧t2='17'}=3\*GB3③R∪S：{t1t2t3|R(t1t2t3)∨S(t1t2t3)}④R∩S：{t1t2t3|R(t1t2t3)∧S(t1t2t3)}⑤R－S：{t1t2t3|R(t1t2t3)∧┓S(t1t2t3)}⑥π1,2（R）π2,3（S）：{t1t2t3|(u3)(v1)|R(t1t2u3)∧S(v1t2t3)}2.15設(shè)有關(guān)系R（A，B）和S（A，C），試把下列域表達(dá)式轉(zhuǎn)換成等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式：①{a|（b）（R（ab）∧b=17）}②{abc|（R（ab）∧S（ac））}③{a|（b）（R（ab））∨（c）（（d）（S（dc））?S（ac））}④{a|（c）（S（ac）∧（b1）（b2）（R（ab1）∧R（cb2）∧b1>b2））}解：①π1（σ2=′17′（R））②R?S③π1（R）∪（S÷π2（S））④π1（σ1=3∧2=5∧4>6（S×R×R））2.16設(shè)兩個(gè)關(guān)系R(A，B)和S(A，C)。用null表示空值，分別寫出等價(jià)于下列表達(dá)式的元組關(guān)系演算表達(dá)式：①rs； ②rs； ③rs。解：①rs：{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[1]=v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=v[2])∨(v)(u)(S(v)∧R(u)∧v[1]≠u[1]∧t[1]=null∧t[2]=v[1]∧t[3]=v[2])}②rs:{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[1]=v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=v[2])∨(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[1]≠v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=null)∨(v)(u)(S(v)∧R(u)∧v[1]≠u[1]∧t[1]=null∧t[2]=v[1]∧t[3]=v[2])}③rs:{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[1]=v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=v[2])∨(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[1]≠v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2]∧t[3]=null)2.17設(shè)有三個(gè)關(guān)系： S（S#，SNAME，AGE，SEX) SC（S#，C#，CNAME） C（C#，CNAME，TEACHER）試用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式表示下列查詢語句：①檢索LIU老師所授課程的課程號(hào)和課程名。②檢索年齡大于23歲的男學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。③檢索學(xué)號(hào)為S3學(xué)生所學(xué)課程的課程名與任課教師名。④檢索至少選修LIU老師所授課程中一門課的女學(xué)生姓名。⑤檢索WANG同學(xué)不學(xué)的課程的課程號(hào)。⑥檢索至少選修兩門課的學(xué)生學(xué)號(hào)。⑦檢索全部學(xué)生都選修的課程的課程號(hào)與課程名。⑧檢索選修課程包含LIU老師所授全部課程的學(xué)生學(xué)號(hào)。解：⑴ πC#，CNAME（σTNAME='LIU'（C））⑵ πS#，SNAME（σAGE＞'23'∧SEX='M'（SC））⑶ πCNAME，TNAME（σS#='S3'（SC?C））⑷ πSNAME（σSEX='F'∧TNAME='LIU'（S?SC?C））⑸ πC#（C）－πC#（σSNAME='WANG'（S?SC））⑹ π1（σ1=4∧2≠5（SC×SC））⑺ πC#，CNAME（C?（πS#，C#（SC）÷πS#（S）））⑻ πS#，C#（SC）÷πC#（σTNAME='LIU'（C））2.18試用元組表達(dá)式表示第2.17題中各個(gè)查詢語句。解：⑴ {t|(u)(C(u)∧u[3]='LIU'∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2])}⑵ {t|(u)(S(u)∧u[3]＞23∧u[4]='M'∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2])}⑶ {t|(u)(v)(SC(u)∧C(v)∧u[1]='S3'∧u[2]=v[1]∧t[1]=v[2]∧t[2]=v[3])}（此處自然聯(lián)接條件u[2]=v[1]不要遺漏）⑷ {t|(u)(v)(w)(S(u)∧SC(v)∧C(w)∧w[3]='LIU'∧u[4]='F'∧u[1]=v[1]∧v[2]=w[1]∧t[1]=u[2])}（此處自然聯(lián)接條件u[1]=v[1]和v[2]=w[1]不要遺漏）⑸ {t|(u)(v)(w)(C(u)∧S(v)∧SC(w)∧v[2]='WANG'∧(w[1]=v[1]=>w[2]≠u[1])∧t[1]=u[1])}其意思是：在關(guān)系C中存在一門課程，在關(guān)系S中存在一個(gè)WANG同學(xué)，在關(guān)系SC中要求不存在WANG同學(xué)學(xué)這門課程的元組。也就是要求在關(guān)系SC中，WANG同學(xué)學(xué)的課程都不是這門課程（因此在元組表達(dá)式中要求全稱量詞）。⑹ {t|(u)(v)(SC(u)∧SC(v)∧u[1]=v[1]∧u[2]≠v[2]∧t[1]=u[1])}⑺{(lán)t|(u)(v)(w)(C(u)∧S(v)∧SC(w)∧w[2]=u[1]∧w[1]=v[1]∧t[1]=u[1]∧t[2]=u[2])}其意思是：在關(guān)系C中找一課程號(hào)，對(duì)于關(guān)系S中每一個(gè)學(xué)生，都應(yīng)該學(xué)這門課（即在關(guān)系SC中存在這個(gè)學(xué)生選修這門課的元組）。⑻ {t|(u)(SC(u)∧(v)(C(v)∧(v[3]='LIU'=>(w)(SC(w)∧w[1]=u[1]∧w[2]=v[1])))∧t[1]=u[1])}其意思是：在關(guān)系SC中找一個(gè)學(xué)號(hào)，對(duì)于關(guān)系C中LIU老師的每一門課，這個(gè)學(xué)生都學(xué)了（即在關(guān)系SC中存在這個(gè)學(xué)生選修這門課的元組）。由于在括號(hào)中出現(xiàn)“=>”符號(hào)（包含有“∨”的語義），因此括號(hào)中的量詞（w）就不能隨意往左邊提了。2.19試用域表達(dá)式表示第2.17題的各個(gè)查詢語句。解：①{t1t2|(u1u2u3)(C(u1u2u3)∧u3='LIU'∧t1=u1∧t2=u2)} 再簡(jiǎn)化成：{t1t2|C(t1t2'LIU')} 此處(u1u2u3)是(u1)(u2)(u3)的簡(jiǎn)寫，下同。②{t1t2|(u1u2u3u4)(S(u1u2u3u4)∧u3>'23'∧u4='M'∧t1=u1∧t2=u2)}再簡(jiǎn)化成：{t1t2|(u3)(S(t1t2u3'M')∧u3>'23')}（以下各題的化簡(jiǎn)略）③{t1t2|(u1u2u3)(v1v2v3)(SC(u1u2u3)∧C(v1v2v3)∧u1='s3'∧u2=v1∧t1=v2∧t2=v3)}④{t1|(u1u2u3u4)(v1v2v3)(w1w2w3)(S(u1u2u3u4)∧SC(v1v2v3)∧C(w1w2w3)∧w3='LIU'∧u4='F'∧u1=v1∧v2=w1∧t2=u2)} （⑤~⑧題的域表達(dá)式，讀者可以很容易寫出，此處略）2.20設(shè)關(guān)系R和S的屬性集相同，W是R的屬性集的子集，試說明下列等式是否成立，并指出它們的正確表示：①πW(R－S)=πW(R)－πW(S)②πW(R∩S)=πW(R)∩πW(S)③πW(R∪S)=πW(R)∪πW(S)答：①πW(R－S)=πW(R)－πW(S)是一個(gè)錯(cuò)誤的式子。譬如R只有一個(gè)元組（1，2，3），S只有一個(gè)元組（1，2，4），W為R、S中前兩個(gè)屬性。顯然R和S不滿足上式。正確的式子應(yīng)該是πW(R－S)=πW(R)－S。②πW(R∩S)=πW(R)∩πW(S)是一個(gè)錯(cuò)誤的式子。譬如R只有一個(gè)元組（1，2，3），S只有一個(gè)元組（1，2，4），W為R、S中前兩個(gè)屬性。顯然R和S不滿足上式。此時(shí)不可以把π操作往里移。③πW(R∪S)=πW(R)∪πW(S)是一個(gè)正確的式子。2.21在教學(xué)數(shù)據(jù)庫的關(guān)系S、SC、C中，用戶有一查詢語句：檢索女同學(xué)選修課程的課程名和任課教師名。①試寫出該查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。②畫出查詢表達(dá)式的語法樹。③使用啟發(fā)式優(yōu)化算法，對(duì)語法樹進(jìn)行優(yōu)化，并畫出優(yōu)化后的語法樹。解：①關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為：πCNAME，TEACHER（σSEX=’F’（S?SC?C））②上述關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的語法樹如圖2.2所示。ππσ??SSCCNAME，TEACHESEX=’F’C圖2.2③上述的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為：πCNAME，TEACHER（σSEX=’F’（πL（σS.S#=SC.S#∧SC.C#=C.C#（（S×SC）×C）））） 此處L為S、SC、C中全部屬性（公共屬性只取一次）。設(shè)L1=πS#（σSEX='F'（S））L2=πS#,C#（SC）則優(yōu)化的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為：πCNAME，TEACHER（σSC.C#=C.C#（πSC.C#（σS.S#=SC.S#（L1×L2））×C））優(yōu)化后的語法樹如圖2.3所示。πσSπσSS#SEX='F'πSCS#，C#πσ×CNAME，TEACHERSC.C#=C.C#πσπσ×SC.C#S.S#=SC.S#C圖2.32.22為什么要對(duì)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化？有哪三條啟發(fā)式規(guī)則？對(duì)優(yōu)化起什么作用？答：關(guān)系代數(shù)表達(dá)式由關(guān)系代數(shù)操作組合而成。操作中，以笛卡爾積和聯(lián)接操作最費(fèi)時(shí)，并生成大量的中間結(jié)果。如果直接按表達(dá)式書寫的順序執(zhí)行，必將花費(fèi)很多時(shí)間，并生成大量的中間結(jié)果，效率較低。在執(zhí)行前，由DBMS的查詢子系統(tǒng)先對(duì)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化，盡可能先執(zhí)行選擇和投影操作，以便減少中間結(jié)果，并節(jié)省時(shí)間。 優(yōu)化工作是由DBMS做的，用戶書寫時(shí)不必關(guān)心優(yōu)化一事，仍以簡(jiǎn)練的形式書寫。三條啟發(fā)式規(guī)則是：盡可能早執(zhí)行選擇操作；盡可能早執(zhí)行投影操作；把笛卡爾積與附近的一連串選擇和投影合并起來做。 使用這三條規(guī)則，可以使計(jì)算時(shí)盡可能減少中間關(guān)系的數(shù)據(jù)量。2.23試解釋關(guān)系邏輯中的名詞: ·謂詞：在關(guān)系邏輯中，每一個(gè)謂詞符號(hào)表示了一個(gè)關(guān)系，但在規(guī)則中謂詞符號(hào)類似于關(guān)系演算中的公式。 ·外延謂詞：其關(guān)系存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的謂詞稱為“外延謂詞”。 ·內(nèi)涵謂詞：由邏輯規(guī)則定義的謂詞稱為“內(nèi)涵謂詞”。·外延數(shù)據(jù)庫：用“外延數(shù)據(jù)庫”的縮寫EDB來引用外延謂詞或相應(yīng)關(guān)系?！?nèi)涵數(shù)據(jù)庫：用“內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫”的縮寫IDB來引用內(nèi)涵謂詞或相應(yīng)關(guān)系。 ·原子：關(guān)系邏輯中的基本成分，稱為原子。原子有關(guān)系原子和算術(shù)原子兩種。 ·關(guān)系原子：關(guān)系原子是一個(gè)謂詞符號(hào)，帶一個(gè)參數(shù)表，每個(gè)參數(shù)可以是變量或常量。用大寫字母表示謂詞符號(hào)，用小寫字母表示變量，常量用引號(hào)括起來。 ·算術(shù)原子：算術(shù)原子是算術(shù)比較表達(dá)式?！ひ?guī)則：規(guī)則是形為W←P1∧P2∧…∧Pn的式子，規(guī)則有三部分組成：①一個(gè)稱為頭部（head）的關(guān)系原子；②符號(hào)“←”，通常讀作“if”；③包括一個(gè)或多個(gè)原子的體（body），稱為子目標(biāo)（subgoal），它可能是關(guān)系原子，也可能是算術(shù)原子。各子目標(biāo)用“與”運(yùn)算符∧連接，并且子目標(biāo)前面可以有“非”運(yùn)算符┐，也可以沒有。 ·查詢：關(guān)系邏輯中的查詢是一個(gè)或多個(gè)規(guī)則的聚集，規(guī)則之間的順序無關(guān)緊要。2.24假設(shè)R（A，B，C），S（A，B，C）和T（A，B，C）為三個(gè)關(guān)系。試對(duì)下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式寫出關(guān)系邏輯的規(guī)則或規(guī)則集：①R∪S ②R∩S ③R－S ④（R∪S）－T⑤（R－S）∩（R－T） ⑥πa，b(R)解:①R∪S:W(a，b，c)←R(a，b，c) W(a，b，c)←S(a，b，c)②R∩S:W(a，b，c)←R(a，b，c)∧S(a，b，c)③R－S:W(a，b，c)←R(a，b，c)∧┐S(a，b，c)④（R∪S）－T:W(a，b，c)←R(a，b，c)∧┐T(a，b，c) W(a，b，c)←S(a，b，c)∧┐T(a，b，c)⑤（R－S）∩（R－T）:W(a，b，c)←R(a，b，c)∧┐S(a，b，c)∧┐T(a，b，c)⑥πa，b(R):W(a，b)←R(a，b，c)2.25假設(shè)R（X，Y，Z）為一個(gè)關(guān)系，試寫出下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式σF(R)的關(guān)系邏輯規(guī)則。其中F為以下條件：①x=y ②x<y∧y<z ③x<y∨y<z④┐(x<y∨x>y) ⑤┐((x<y∨x>y)∧y<z)⑥┐((x<y∨x<z)∧y<z)解:①F為x=y，此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)←R(x，y，z)∧x=y②F為x<y∧y<z，此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為：W(x，y，z)←R(x，y，z)∧x<y∧y<z③F為x<y∨y<z，此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為：W(x，y，z)←R(x，y，z)∧x<yW(x，y，z)←R(x，y，z)∧y<z④F為┐(x<y∨x>y)，即x≥y∧x≤y，也就是x=y,此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)←R(x，y，z)∧x=y⑤F為┐((x<y∨x>y)∧y<z)，即（x≥y∧x≤y）∨y≥z，即x=y∨y≥z，此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)←R(x，y，z)∧x=y W(x，y，z)←R(x，y，z)∧y≥z⑥F為┐((x<y∨x<z)∧y<z)，即（x≥y∧x≥z）∨y≥z，此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)←R(x，y，z)∧x≥y∧x≥z W(x，y，z)←R(x，y，z)∧y≥z2.26假設(shè)R（A，B，C），S（B，C，D）和T（D，E）為三個(gè)關(guān)系。對(duì)每個(gè)自然聯(lián)接寫出單一的規(guī)則：①RS ②ST ③（RS）T解:①RS:W（a，b，c，d）←R（a，b，c）∧S（b，c，d）②ST: W（b，c，d，e）←R（b，c，d）∧S（d，e）③（RS）TW（a，b，c，d，e）←R（a，b，c）∧S（b，c，d）∧T（d，e）2.27對(duì)下列每個(gè)規(guī)則，寫出關(guān)系代數(shù)表達(dá)式來定義與規(guī)則頭部相同的關(guān)系：①W（x，y）←Q（x，z）∧R（z，y）②W（x，y）←Q（x，z）∧Q（z，y）③W（x，y）←Q（x，z）∧R（z，y）∧x<y解:①π1,4（σ2=3（Q×R））②π1,4（σ2=3（Q×Q））③π1,4（σ2=3∧1<4（Q×R））2.28試用關(guān)系邏輯的規(guī)則來定義第2.17題的各個(gè)查詢語句。解:①檢索LIU老師所授課程的課程號(hào)和課程名。W（a，b）←C（a，b，'LIU'）②檢索年齡大于23歲的男學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。W（a，b）←S（a，b，h，'M'）∧h>23③檢索學(xué)號(hào)為S3學(xué)生所學(xué)課程的課程名與任課教師名。W（a，b）←SC（'S3'，e，f）∧C（e，a，b）④檢索至少選修LIU老師所授課程中一門課的女學(xué)生姓名。W（f）←S（e，f，g，'F'）∧SC（e，h，i）∧C（h，j,'LIU'）⑤檢索WANG同學(xué)不學(xué)的課程的課程號(hào)。W（a）←C（a，b，d）∧S（e，'WANG',f，g）∧┐SC（e，a，h）⑥檢索至少選修兩門課的學(xué)生學(xué)號(hào)。W（a）←SC（a，e，f）∧SC（a，g，h）∧e≠g⑦檢索全部學(xué)生都選修的課程的課程號(hào)與課程名。W（a,b）←C（a，b，e）∧┐S（f，g，h，i）∧┐SC（f，a，j）⑧檢索選修課程包含LIU老師所授全部課程的學(xué)生學(xué)號(hào)。W（a）←SC（a，b，e）∧┐C（f，g，'LIU'）∧┐SC（a，f，h）2.29試撰寫短文，對(duì)關(guān)系運(yùn)算的三種形式作一評(píng)估。答：短文應(yīng)提到以下幾點(diǎn)：（1）三種關(guān)系運(yùn)算的理論基礎(chǔ)。（2）三種關(guān)系運(yùn)算的等價(jià)性。關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算在關(guān)系代數(shù)的五個(gè)基本操作的基礎(chǔ)上是等價(jià)的。關(guān)系代數(shù)和關(guān)系邏輯在表達(dá)功能方面不相適應(yīng)，每個(gè)都能表達(dá)另一個(gè)不能表達(dá)的內(nèi)容。在作了嚴(yán)格的限制后，才能等價(jià)。但關(guān)系邏輯比關(guān)系代數(shù)更富于表現(xiàn)力。（3）三種關(guān)系運(yùn)算非過程性的強(qiáng)弱不一樣。2.3自測(cè)題2.3.1填空題1．關(guān)系中沒有行序的原因是___________。2.3．關(guān)系模型的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是___________，其數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)時(shí)的基本組織方式是___________。4．實(shí)體完整性規(guī)則是對(duì)___________的約束，參照完整性規(guī)則是對(duì)___________的約束。5．關(guān)系代數(shù)的理論基礎(chǔ)是___________，關(guān)系演算的理論基礎(chǔ)是___________，關(guān)系邏輯的理論基礎(chǔ)是___________。6．關(guān)系代數(shù)的基本操作是___________。7．安全運(yùn)算是指不產(chǎn)生___________和___________的運(yùn)算。8．等式R S=R×S成立的條件是___________。9．關(guān)系的并、差、交操作，要求兩個(gè)關(guān)系具有___________。10．一般，在關(guān)系代數(shù)運(yùn)算中，當(dāng)查詢涉及到“否定”時(shí)，就要用到___________操作；當(dāng)查詢涉及到“全部值”時(shí)，就要用到___________操作。11．如果關(guān)系R和S做自然聯(lián)接時(shí)，只把R中原該舍去的元組放到新關(guān)系中，那么這種操作稱為___________操作。12．等式πL（σF（E））=σF（πL（E））成立的條件是___________。13．等式πL1（πL2（E））=πL1（E）成立的條件是___________。14．等式σF（E1×E2）=E1×σF（E2）成立的條件是___________。15．等式σF（E1?E2）=σF（E1）?σF（E2）成立的條件是___________。16.關(guān)系邏輯中，外延謂詞是指_______________，內(nèi)涵謂詞是指_______________。17.關(guān)系邏輯中的“安全條件”是指____________________。18.設(shè)有關(guān)系R（A，B，C），那么與規(guī)則W（c，a）←R（a，b，c）等價(jià)的關(guān)系代數(shù)操作是____________。19.設(shè)有關(guān)系R（A，B，C），那么與規(guī)則W（a，b）←R（a，b，'18'）∧b≥'15'等價(jià)的關(guān)系代數(shù)操作是____________。20.設(shè)有關(guān)系R（A，B，C）和S（B，C，D），那么與規(guī)則W（a，d）←R（a，b，c）∧S（b，c，d）等價(jià)的關(guān)系代數(shù)操作是____________。2.3.2單項(xiàng)選擇題（在備選答案中選出一個(gè)正確答案）1．在關(guān)系中，“元數(shù)”（arity）是指 [ ] A．行數(shù)B．元組個(gè)數(shù)C．關(guān)系個(gè)數(shù)D．列數(shù)2．在關(guān)系中，“基數(shù)”（cardinality）是指 [ ] A．行數(shù)B．屬性個(gè)數(shù)C．關(guān)系個(gè)數(shù)D．列數(shù)3．由系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)航的語言稱為 [ ] A．第三代語言 B．高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言C．過程性語言 D．非過程性語言4．設(shè)關(guān)系R、S、W各有10個(gè)元組，那么這三個(gè)關(guān)系的自然聯(lián)接的元組個(gè)數(shù)為 [ ] A．10B．30C．1000D．不確定（與計(jì)算結(jié)果有關(guān)）iθj5．設(shè)W=RS，且W、R、S的元組個(gè)數(shù)分別為p、m、n，那么三者之間滿足 [iθj A．p＜（m+n）B．p≤（m+n）C．p＜（m×n）D．p≤（m×n）6．設(shè)關(guān)系R和S的結(jié)構(gòu)相同，且各有10個(gè)元組，那么這兩個(gè)關(guān)系的并操作結(jié)果的元組個(gè)數(shù)為 [ ] A．10B．小于等于10C．20D．小于等于201<27．設(shè)關(guān)系R和S的屬性個(gè)數(shù)分別為2和3，那么RS等價(jià)于 [ ]1<2 A．σ1<2（R×S） B．σ1<4（R×S）C．σ1<2（RS） D．σ1<4（RS）8．如果兩個(gè)關(guān)系沒有公共屬性，那么其自然聯(lián)接操作 [ ] A．轉(zhuǎn)化為笛卡爾積操作 B．轉(zhuǎn)化為聯(lián)接操作C．轉(zhuǎn)化為外部并操作 D．結(jié)果為空關(guān)系9．下列式子中，不正確的是 [ ] A．R－S=R－（R∩S） B．R=（R－S）∪（R∩S）C．R∩S=S－（S－R） D．R∩S=S－（R－S）10．設(shè)關(guān)系R和S都是二元關(guān)系，那么與元組表達(dá)式{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[1]=v[1]∧t[1]=v[1]∧t[2]=v[2])} 等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式是 [ ]1=3 A．π3，4（R?S） B．π2，3（R?S）1=31=1C．π3，4（R?S） D．π3，4（σ1=1（R×S））1=111．在元組關(guān)系演算中，與公式P1∧P2等價(jià)的公式是 [ ] A．┐(P1∨P2) B．┐P1∨┐P2C．┐(┐P1∧┐P2) D．┐(┐P1∨┐P2)12．在元組關(guān)系演算中，與公式（s）（P1（s））等價(jià)的公式是 [ ] A．┐(s)(P1(s)) B．(s)(┐P1(s))C．┐(s)(┐P1(s)) D．┐(s)(┐P1(s))13．在元組關(guān)系演算中，與公式P1=>P2等價(jià)的公式是 [ ] A．┐P1∨P2 B．┐P2∨P1C．┐P1∧P2 D．┐P2∧P214．與域演算表達(dá)式{ab|R（ab）∧R（ba）}不等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式是 [ ]1=2∧2=1A．π1，2（σ1=4∧2=3（R×R）） B．π1，2（R ?1=2∧2=1 C．R∩π2，1（R） D．σ1=2（R）15．設(shè)R和S都是二元關(guān)系，那么與元組演算表達(dá)式{t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[2]=v[2]∧t[1]=u[1]∧t[2]=v[1])}等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式是 [ ] A．π1，3（σ2=4（R?S）） B．π1，3（σ2=2（R×S））2＝22＝4C．π1，3（R ?S） D．π1，3（R 2＝22＝416．設(shè)有關(guān)系R（A，B，C）和S（B，C，D），那么與R?S等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式是 [ ]2=12=1A．σ3=5（R?S） B．π1，2，3，6（σ3=5（R?S））2=12=1C．σ3=5∧2=4（R×S）） D．π1，2，3，6（σ3=2∧2=1（R×S））17．設(shè)R和S都是二元關(guān)系，那么與元組演算表達(dá)式{t|R（t）∧(u)(S(u)∧u[1]≠t[2])}不等價(jià)的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式是 [ ] A．π1，2（σ2≠3（R×S）） B．π1，2（σ2≠1（R×S））2≠1C．π1，2（R ?S） D．π3，4（σ1≠4（S2≠118．在關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的查詢優(yōu)化中，不正確的敘述是 [ ] A．盡可能早地執(zhí)行聯(lián)接B．盡可能早地執(zhí)行選擇C．盡可能早地執(zhí)行投影D．把笛卡爾積和隨后的選擇合并成聯(lián)接運(yùn)算2.3.3計(jì)算題1．設(shè)有關(guān)系R和S： R A B C S B C D 6 4 2 4 4 9 6 5 3 4 2 5 5 6 8 5 2 6 5 3 8 6 8 41＞33=22=1試計(jì)算：R?S，R?S，R?S，R?1＞33=22=12．設(shè)有關(guān)系R和S： R A B C S D E F 2 4 6 3 6 9 3 2 1 3 4 5 7 4 4 4 4 7試計(jì)算下面四個(gè)元組表達(dá)式的值：R1={t|R（t）∧t[2]<3}R2={t|(u)(R(t)∧S(u)∧t[1]<u[1])}R3={t|(u)(R(t)∧S(u)∧t[3]<u[3])}R4={t|(u)(v)(R(u)∧S(v)∧u[2]=v[2]∧t[1]=u[1]∧t[2]=v[3])}3．在第2題的關(guān)系R和S中，試計(jì)算下面四個(gè)域表達(dá)式的值：R1={xyz|(u)(v)(R（xyz）∧S(uzv))}R2={xy|(u)(v)(w)(R(uxv)∧S(uwy)∧v>w)}R3={xyz|(u)(v)(R(xyz)∧S(uyv)∧x<v)}R4={xyz|(u)(v)(w)(R(xyu)∧S(vwz)∧u=w)}4.在第2題的關(guān)系R和S中，試計(jì)算下面四個(gè)規(guī)則的值：規(guī)則1：W1（b）←R（a，b，c）∧a＞c規(guī)則2：W2（a，b，c，d，f）←R（a，b，c）∧S（d，b，f）規(guī)則3：W3（a，b，c）←R（a，b，c）∧S（d，e，f）∧b＞d規(guī)則4：W4（a，b，c）←R（a，b，c）∧┐S（c，e，f）2.4自測(cè)題答案2.4.1填空題答案1．關(guān)系被定義為一個(gè)集合 2．關(guān)系中主鍵值不允許重復(fù)3．關(guān)系（或二維表） 文件 4．主鍵外鍵 5．集合論（或集合代數(shù)）謂詞演算6．∪、－、×、π和σ 7．無限關(guān)系無窮驗(yàn)證8．R和S沒有公共屬性 9．相同的關(guān)系模式（或相同的結(jié)構(gòu)） 10．差除法 11．左外聯(lián)接 12．條件F只涉及到L中的屬性 13．L1?L214．F只涉及到E2中的屬性 15．F只涉及E1和E2中的公共屬性16．其關(guān)系存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的謂詞由邏輯規(guī)則定義的謂詞17．出現(xiàn)在規(guī)則中任何地方的變量必須出現(xiàn)在某個(gè)非求反的關(guān)系子目標(biāo)中18．W=πC，A（R） 19．W=πA，B（σB≥'15'∧C='18'（R））20．W=π1，4（R?S）或 W=π1，6（σ2=4∧3=5（R×S））2.4.2單項(xiàng)選擇題答案1．D 2．A 3．D 4．D 5．D6．D 7．B 8．A 9．D 10．C11．D 12．D 13．A 14．D 15．D16．B 17．B 18．A2.4.3計(jì)算題答案1．答：2=1R?S A B C D R?SAR.BR.CS.BS.CD2=1 6 4 2 5 6 4 2 4 4 9 6 5 3 8 6 4 2 4 2 5 5 6 8 4 6 5 3 5 2 6 6 5 3 5 3 8 5 6 8 6 8 43=2R?SAR.BR.CS.BS.CD3=2 6 4 2 4 2 5 6 4 2 5 2 6 6 5 3 5 3 8 5 6 8 6 8 41＞3R?SAR.BR.CS.BS.CD1＞3 6 4 2 4 2 5 6 4 2 6 8 4 6 5 3 4 2 5 6 5 3 6 8 4 5 6 8 6 8 42．答：R1 A B C R2 A B C R3 A B C R4 A F 3 2 1 2 4 6 3 2 1 2 5 3 2 1 7 4 4 2 7 7 5 7 73．答：R1 A B C R2 B F R3 A B C R4 A B F 2 4 6 4 5 2 4 6 2 4 9 7 4 4 4 7 3 2 1 7 4 5 7 4 74.答： W1 R.A R.B R.C W2 R.A R.B R.C S.D S.F 3 2 1 2 4 6 3 5 7 4 4 2 4 6 4 7 7 4 4 3 5 7 4 4 3 7 W3 R.A R.B R.C W4 R.A R.B R.C 2 4 6 2 4 6 7 4 4 3 2 1

第3章關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL3.1基本內(nèi)容分析3.1.1本章重要概念（1）SQL數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)，SQL的組成。（2）SQL的數(shù)據(jù)定義：SQL模式、基本表和索引的創(chuàng)建和撤銷。（3）SQL的數(shù)據(jù)查詢；SELECT語句的句法，SELECT語句的三種形式及各種限定，基本表的聯(lián)接操作，SQL3中的遞歸查詢。（4）SQL的數(shù)據(jù)更新：插入、刪除和修改語句。（5）視圖的創(chuàng)建和撤消，對(duì)視圖更新操作的限制。（6）嵌入式SQL：預(yù)處理方式，使用規(guī)定，使用技術(shù)，卷游標(biāo)，動(dòng)態(tài)SQL語句。3.1.2本章的重點(diǎn)篇幅（1）教材中P97的例3.8（SELECT語句）。（2）教材中P123的例3.31和P123的例3.32（嵌入式SQL）。3.1.3重要內(nèi)容分析SELECT語句是SQL的核心內(nèi)容，對(duì)于該語句考生應(yīng)掌握下列內(nèi)容。1．SELECT語句的來歷在關(guān)系代數(shù)中最常用的式子是下列表達(dá)式：πA1,…,An(σF(R1×…×Rm))這里R1、…、Rm為關(guān)系，F(xiàn)是公式，A1、…、An為屬性。 針對(duì)上述表達(dá)式，SQL為此設(shè)計(jì)了SELECT—FROM—WHERE句型： SELECTA1，…，An FROMR1，…，Rm WHEREF這個(gè)句型是從關(guān)系代數(shù)表達(dá)式演變來的，但WHERE子句中的條件表達(dá)式F要比關(guān)系代數(shù)中公式更靈活。2．SELECT語句中出現(xiàn)的基本表名，應(yīng)理解為基本表中的元組變量，而列名應(yīng)理解為元組分量。3．SELECT語句的語義有三種情況，下面以學(xué)生表S（S#，SNAME，AGE，SEX）為例說明。第一種情況：SELECT語句中未使用分組子句，也未使用聚合操作，那么SELECT子句的語義是對(duì)查詢的結(jié)果執(zhí)行投影操作。譬如： SELECTS#，SNAME FROMS WHERESEX='M'；第二種情況：SELECT語句中未使用分組子句，但在SELECT子句中使用了聚合操作，此時(shí)SELECT子句的語義是對(duì)查詢結(jié)果執(zhí)行聚合操作。譬如： SELECTCOUNT（*），AVG（AGE） FROMS WHERESEX='M'；