數(shù)據庫原理及應用（第3版）

第一章緒論

一、選擇題

1、A2、A3、A4、A5、B6、C7、C8、A9、A10、C

1、（）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據管理軟件。數(shù)據庫在建立、使用和維護時由其統(tǒng)一管理、

統(tǒng)一控制。

A.DBMSB.DBC.DBSD.DBA

2、文字、圖形、圖像、聲音、學生的檔案記錄、貨物的運輸情況等，這些都是（）

A.DATAB.DBSC.DBD.其他

3、目前（）數(shù)據庫系統(tǒng)已逐漸淘汰了網狀數(shù)據庫和層次數(shù)據庫，成為當今最為流行的商用數(shù)據庫系

統(tǒng)。

A.關系B.面向對象C.分布D.對象-關系

4、（）是刻畫一個數(shù)據模型性質最重要的方面。因此在數(shù)據庫系統(tǒng)中，人們通常按它的類型來命名數(shù)

據模型。

A.數(shù)據結構B.數(shù)據操縱C.完整性約束D.數(shù)據聯(lián)系

5、（）屬于信息世界的模型，實際上是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次。

A.數(shù)據模型B.概念模型C.非關系模型D.關系模型

6、當數(shù)據庫的（）改變了，由數(shù)據庫管理員對（）映象作相應改變，可以使（）保持不變，從而保證了數(shù)

據的物理獨立性。

（1）模式（2）存儲結構（3）外模式/模式（4）用戶模式（5）模式/內模式

A.⑴和⑶和（4）B.⑴和⑸和⑶

C.⑵和⑸和⑴D.⑴和⑵和⑷

7、數(shù)據庫的三級體系結構即子模式、模式與內模式是對（）的三個抽象級別。

A.信息世界B.數(shù)據庫系統(tǒng)C.數(shù)據D.數(shù)據庫管理系統(tǒng)

8、英文縮寫DBA代表（）

A.數(shù)據庫管理員B.數(shù)據庫管理系統(tǒng)C.數(shù)據定義語言D.數(shù)據操縱語言

9、模式和內模式（）。

A.只能各有一個B.最多只能有一個C.至少兩個D.可以有多個

10、在數(shù)據庫中存儲的是（）。

A.數(shù)據B.信息C.數(shù)據和數(shù)據之間的聯(lián)系D.數(shù)據模型的定義

二、填空題

1、數(shù)據庫就是長期儲存在計算機內一有組織的一、一可共享—的數(shù)據集合。

2、數(shù)據管理技術已經歷了人工管理階段、一文件系統(tǒng)階段_和_數(shù)據庫系統(tǒng)階段.三個發(fā)展階段。

3、數(shù)據模型通常都是由_數(shù)據結構一、一數(shù)據操作_和_數(shù)據完整性約束一三個要素組成。

4、數(shù)據庫系統(tǒng)的主要特點：—數(shù)據整體結構化_、數(shù)據冗余度小、具有較高的數(shù)據程序獨立性、具有統(tǒng)

一的數(shù)據控制功能等。

5、用二維表結構表示實體以及實體間聯(lián)系的數(shù)據模型稱為—關系—數(shù)據模型。

6、在數(shù)據庫的三級模式體系結構中，外模式與模式之間的映象，實現(xiàn)了數(shù)據庫的數(shù)據邏輯—

獨立性。

7、數(shù)據庫系統(tǒng)是以一數(shù)據庫或數(shù)據庫中的數(shù)據—為中心的系統(tǒng)。

8、E-R圖表示的概念模型比_DBMS支持的數(shù)據模型一更一般、更抽象、更接近現(xiàn)實世界。

9、外模式，亦稱為子模式或用戶模式，是一局部用戶—能夠看到和使用的局部數(shù)據的邏輯結構和特征的

描述。

10、數(shù)據庫系統(tǒng)的軟件主要包括支持一DBMSJS行的操作系統(tǒng)以及_DBMS_本身。

三、簡答題

1、簡述計算機數(shù)據管理技術發(fā)展的三個階段。

解：

比較項目人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據庫系統(tǒng)階段

應用背景科學計算科學計算、管理大規(guī)模管理

背硬件背景無直接存取存儲磁盤、磁鼓大容量磁盤

設備

景軟件背景沒有操作系統(tǒng)有文件系統(tǒng)有數(shù)據庫管理系統(tǒng)

處理方式批處理聯(lián)機實時處理、聯(lián)機實時處理、分布處

批處理理、批處理

數(shù)據的管理者用戶（程序員）文件系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)

數(shù)據面向的對象某一應用程序某一應用現(xiàn)實世界

特數(shù)據的共享程度無共享，冗余度共享性差，冗余共享性高，冗余度小

極大度大

數(shù)據的獨立性不獨立，完全依獨立性差具有高度的物理獨立性

賴于程序和一定的邏輯獨立性

點數(shù)據的結構化無結構記錄內有結構、整體結構化，用數(shù)據模型

整體無結構描述

數(shù)據控制能力應用程序自己控應用程序自己控由數(shù)據庫管理系統(tǒng)提供

制制數(shù)據安全性、完整性、并

發(fā)控制和恢復能力

（1）人工管理階段：20世紀50年代中期以前，計算機主要用于科學計算。硬件設施方面：外存只

有紙帶、卡片、磁帶，沒有磁盤等直接存取設備；軟件方面：沒有操作系統(tǒng)和管理數(shù)據的軟件；數(shù)據處理

方式是批處理。人工管理數(shù)據具有以下幾個特點：1）數(shù)據不保存；2）應用程序管理數(shù)據；3）數(shù)據不共

享；4）數(shù)據不具有獨立性。

（2）文件系統(tǒng)階段：20世紀50年代后期到60年代中期，這時計算機已大量用于數(shù)據的管理。硬件

方面：有了磁盤、磁鼓等直接存取存儲設備；軟件方面：操作系統(tǒng)中已經有了專門的管理軟件，一般稱為

文件系統(tǒng)；處理方式有批處理、聯(lián)機實時處理。特點如下：1）數(shù)據長期保存；2）文件系統(tǒng)管理數(shù)據；3）

數(shù)據共享性差，冗余度大；4）數(shù)據獨立性差；

（3）數(shù)據庫系統(tǒng)階段：20世紀60年代后期以來，計算機用于管理的規(guī)模更為龐大，數(shù)據量急劇增

長，硬件已有大容量磁盤，硬件價格下降；軟件則價格上升，使得編制、維護軟件及應用程序成本相對增

加；處理方式上，聯(lián)機實時處理要求更多，分布處理也在考慮之中。介于這種情況，文件系統(tǒng)的數(shù)據管理

滿足不了應用的需求，為解決共享數(shù)據的需求，隨之從文件系統(tǒng)中分離出了專門軟件系統(tǒng)一一數(shù)據庫管理

系統(tǒng)，用來統(tǒng)一管理數(shù)據。

數(shù)據庫系統(tǒng)階段具有如下優(yōu)于文件系統(tǒng)的特點：1）數(shù)據結構化；2）數(shù)據的共享性高，冗余度低，易擴

充；3）數(shù)據獨立性高；4）數(shù)據由DBMS統(tǒng)一管理和控制。

2、常用的三種數(shù)據模型的數(shù)據結構各有什么特點？

解：

常用的三種數(shù)據模型是層次模型、網狀模型和關系模型。它們的數(shù)據結構及特點分別介紹如下：

1）層次模型的數(shù)據結構一一樹型結構

在數(shù)據庫中，對滿足以下兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合稱為層次模型。

（1）有且僅有一個節(jié)點無雙親，這個節(jié)點稱為“根節(jié)點”。

（2）其他節(jié)點有且僅有一個雙親。

所謂基本層次聯(lián)系是指兩個記錄類型以及它們之間的一對多的聯(lián)系。

在層次模型中，每個結點表示一個記錄類型，記錄之間的聯(lián)系用結點之間的連線表示，這種聯(lián)系是父

子之間的一對多的聯(lián)系。這就使得數(shù)據庫系統(tǒng)只能處理一對多的實體聯(lián)系。

每個記錄類型可包含若干個字段，這里，記錄類型描述的是實體，字段描述的是實體的屬性。各個記錄類

型及其字段都必須命名，并且名稱要求唯一。每個記錄類型可以定義一個排序字段，也稱為碼字段，如果

定義該排序字段的值是唯一的，則它能唯一標識一個記錄值。若用圖來表示，層次模型是一棵倒立的樹。

節(jié)點層次（Level）從根開始定義，根為第一層，根的子女稱為第二層，根稱為其子女的雙親，同一雙親

的子女稱為兄弟。

2）網狀模型的數(shù)據結構一一網狀結構圖

在數(shù)據庫中，把滿足以下兩個條件的基本層次聯(lián)系集合稱為網狀模型：

（1）允許一個以上的結點無雙親；

（2）一個結點可以有多于一個的雙親。

網狀模型是一種比層次模型更具有普遍性的結構，它去掉了層次模型的兩個限制，允許多個結點沒有

雙親結點，允許結點有多個雙親結點，此外它還允許兩個結點之間有多種聯(lián)系。因此網狀模型可以更直接

地去描述現(xiàn)實世界。而層次模型實際上是網狀模型的一個特例。與層次模型一樣，網狀模型中的每個結點

表示一個記錄類型，每個記錄類型可包含若干個字段，結點間的連線表示記錄類型之間的一對多的父子聯(lián)

系。

從定義可看出，層次模型中子女結點與雙親結點的聯(lián)系是唯一的，而在網狀模型中這種聯(lián)系可以不唯

一的。

3）關系模型一一二維表

關系模型與層次模型和網狀模型不同，關系模型中數(shù)據的邏輯結構是一張二維表，它由行和列組成。

每一行稱為一個元組，每一列稱為一個屬性（或字段）。下面是關系模型中的涉及到的相關的術語：

關系：一個關系對應一張二維表，如一張教師登記表。

元組：二維表中的一行稱為一個元組。

屬性：二維表中的一列稱為一個屬性，對應每一個屬性的名字稱為屬性名。

主碼：如果二維表中的某個屬性或是屬性組可以唯一確定一個元組，則稱為主碼，也稱為關系鍵。

域：屬性的取值范圍稱為域，如人的年齡一般在「120歲之間，大學生的年齡屬性的域是14-38,性

別的域是男和女等。

分量：元組中的一個屬性值。例如，教師號對應的值001、002、003都是分量。

關系模式：表現(xiàn)為關系名和屬性的集合，是對關系的具體描述。一般表示為：

關系名（屬性1,屬性2,…，屬性N）。如教師關系模式為：教師（教師號，姓名，年齡，職稱）

在關系模型中，實體以及實體間的聯(lián)系都是用關系來表示。

關系模型要求關系必須是規(guī)范化的，即要求關系必須滿足一定規(guī)范條件，這些規(guī)范條件中最基本的一

條就是，關系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據項，也就是說，不允許表中還有子表或子列。

3、試述數(shù)據庫系統(tǒng)的特點。

解：

數(shù)據庫系統(tǒng)階段具有如下優(yōu)于文件系統(tǒng)的主要特點：1）數(shù)據結構化；2）數(shù)據的共享性高，冗余度低，

易擴充；3）數(shù)據獨立性高；4）數(shù)據由DBMS統(tǒng)一管理和控制。

1）數(shù)據結構化：數(shù)據庫系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據的結構化，是數(shù)據庫的主要特征之一，也是數(shù)據庫系統(tǒng)與

文件系統(tǒng)的本質區(qū)別。在數(shù)據庫系統(tǒng)中，數(shù)據不再針對某一應用，而是面向全組織，是整體結構化的。不

僅數(shù)據是結構化的，而且存取數(shù)據的方式也是很靈活的，可以存取數(shù)據庫中的某一個數(shù)據項（或字段）、

一組數(shù)據項、一個記錄或是一組記錄。

2）數(shù)據的共享性高，冗余度低，易擴充：數(shù)據庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據，數(shù)據不再面向某

個應用而是面向整個系統(tǒng)，因此數(shù)據可以被多個用戶、多個應用共享使用。數(shù)據共享可以大大的減少數(shù)據

冗余，節(jié)約存儲空間。數(shù)據共享還能夠避免數(shù)據之間的不相容性與不一致性。由于數(shù)據面向整個系統(tǒng)，是

有結構的數(shù)據，不僅可以被多個應用共享使用，而且容易增加新的應用，這就使得數(shù)據系統(tǒng)彈性大，易于

擴充，可以適應各種用戶的要求?？梢匀≌w數(shù)據的各種子集用于不同的應用系統(tǒng)，當應用需求改變或增

加時，只要重新選取不同的子集或加上一部分數(shù)據便可以滿足新的需求。

3）數(shù)據獨立性高：數(shù)據獨立性包括了數(shù)據的物理獨立性和數(shù)據的邏輯獨立性兩方面。

物理獨立性是指用戶的應用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據庫中數(shù)據是相互獨立的。也就是說，數(shù)據在磁

盤上的數(shù)據庫中怎樣存儲是由DBMS管理的，用戶程序不需要了解，應用程序要處理的只是數(shù)據的邏輯結

構，這樣當數(shù)據的物理存儲改變時，應用程序不用改變。

邏輯獨立性是指用戶的應用程序與數(shù)據庫的整體邏輯結構是相互獨立的，也就是說，數(shù)據的整體邏輯

結構改變了，用戶程序也可以不需修改的。數(shù)據獨立性是由DBMS的三級模式結構與二級映象功能來保證

的。

4）數(shù)據由DBMS統(tǒng)一管理和控制：DBMS為保證共享數(shù)據的安全、正確、可靠等提供以下幾方面的數(shù)

據控制功能：（1）數(shù)據的安全性控制；（2）數(shù)據的完整性約束；（3）并發(fā)控制；（4）數(shù)據庫恢復。

4、試述數(shù)據模型的概念、數(shù)據模型的作用和數(shù)據模型的三要素。

解：

1）數(shù)據模型的概念：數(shù)據模型是模型中的一種，是現(xiàn)實世界數(shù)據特征的抽象，它描述了系統(tǒng)的三個方

面：靜態(tài)特性、動態(tài)特性和完整性約束條件。

2）數(shù)據模型的作用：數(shù)據模型應滿足三方面的要求：一是能比較真實地模擬現(xiàn)實世界；二是容易為人

所理解；三是便于在計算機上實現(xiàn)。

不同的數(shù)據模型實際上是提供給我們模型化數(shù)據和信息的不同工具。根據模型應用的不同目的，可以

將這些模型粗分為兩類，他們分屬于兩個不同的層次。

第一類模型是概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據和信息建模的，主要用于數(shù)據庫

設計。

另一類模型是數(shù)據模型，主要包括層次模型、網狀模型、關系模型、面向對象模型等，它是按計算機

系統(tǒng)對數(shù)據建模，主要用于在DBMS中對數(shù)據的存儲、操縱、控制等的實現(xiàn)。

為了把現(xiàn)實世界中的具體事物抽象、組織為某一DBMS支持的數(shù)據模型，人們常常首先將現(xiàn)實世界抽

象為信息世界，然后將信息世界轉換（或數(shù)據化）為機器世界。也就是說，首先把現(xiàn)實世界中的客觀對象

抽象為某一種信息結構，這種信息結構并不依賴于具體的計算機系統(tǒng)，不是某一個DBMS支持的數(shù)據模型,

而是概念級的模型；然后再把概念模型轉換為計算機上某一DBMS支持的數(shù)據模型。

數(shù)據模型是數(shù)據庫系統(tǒng)的核心和基礎，各種機器上實現(xiàn)的DBMS軟件都是基于某種數(shù)據模型的?？梢?/p>

說沒有數(shù)據模型就沒有數(shù)據庫及其系統(tǒng)，其重要性不言而喻。

3）數(shù)據模型的三要素：

數(shù)據模型一般由數(shù)據結構、數(shù)據操作和數(shù)據完整性約束三部分組成（俗稱三要素），是嚴格定義的一

組概念的集合。

（1）數(shù)據結構：數(shù)據結構用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性，是所研究的對象類型的集合。數(shù)據模型按其數(shù)

據結構分為層次模型、網狀模型、關系模型和面向對象模型。其所研究的對象是數(shù)據庫的組成部分，它們

包括兩類，一類是與數(shù)據類型、內容、性質有關的對象，例如網狀模型中的數(shù)據項、記錄，關系模型中的

域、屬性、實體關系等；一類是與數(shù)據之間聯(lián)系有關的對象，例如網狀模型中的系型、關系模型中反映聯(lián)

系的關系等。

數(shù)據模型的三要素示意圖

（2）數(shù)據操作：數(shù)據操作用于描述系統(tǒng)的動態(tài)特性，是指對數(shù)據庫中各種對象及對象的實例允許執(zhí)

行的操作的集合，包括對象的創(chuàng)建、修改和刪除，對對象實例的檢索和更新（例如插入、刪除和修改）兩

大類操作及其它有關的操作等。數(shù)據模型必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規(guī)則（如優(yōu)先級）

以及實現(xiàn)操作的語言等。

（3）數(shù)據完整性約束：數(shù)據的完整性約束是一組完整性約束規(guī)則的集合。完整性約束規(guī)則是給定的

數(shù)據模型中數(shù)據及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據模型的數(shù)據庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變

化，以保證數(shù)據的正確、有效、相容。

數(shù)據模型的三要素緊密依賴相互作用形成一個整體（如圖示意），如此才能全面正確地抽象、描述來反

映現(xiàn)實世界數(shù)據的特征。

5、試述概念模型的作用。

解：

數(shù)據模型應滿足三方面的要求：一是能比較真實地模擬現(xiàn)實世界；二是容易為人所理解；三是便于在

計算機上實現(xiàn)。

概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據和信息建模的，主要用于數(shù)據庫設計。

為了把現(xiàn)實世界中的具體事物抽象、組織為某一DBMS支持的數(shù)據模型，人們常常首先將現(xiàn)實世界抽

象為信息世界，然后將信息世界轉換（或數(shù)據化）為機器世界。也就是說，首先把現(xiàn)實世界中的客觀對象

抽象為某一種信息結構，這種信息結構并不依賴于具體的計算機系統(tǒng)，不是某一個DBMS支持的數(shù)據模型,

而是概念級的模型。

概念模型提供給我們從現(xiàn)實世界到信息世界模型化數(shù)據和信息手段與工具。若沒有概念模型現(xiàn)實世界

的問題很難轉化到機器世界的數(shù)據庫系統(tǒng)中來處理。

6、定義并理解概念模型中的以下術語：

實體、實體型、實體集、屬性、碼、實體聯(lián)系圖（E-R圖）、三種聯(lián)系類型

解：

（1）實體：實體是指客觀存在并可以相互區(qū)別的事物。實體可以是具體的人、事、物。例如，一個

學生，一位老師，一門課程，一個部門；也可以是抽象的概念或聯(lián)系，把它看作為實體。例如，學生的選

課，老師的授課等等都是實體。

（2）實體型：具有相同屬性的實體必然具有共同的特征和性質。用實體名及其屬性名集合組成的形

式，稱為實體型。例如，教師（教師號，姓名，職稱，年齡）就是一個教師實體型。

（3）實體集：實體集是指同型實體的集合。例如，全體教師就是一個實體集。即教師實體集={'張三

'李四’，……}

（4）屬性：屬性是指實體所具有的某一特性。例如教師實體可以由教師號、姓名、年齡、職稱等屬

性組成。

（5）碼：碼是指唯一標識實體的屬性集。例如教師號在教師實體中就是碼。

（6）聯(lián)系：聯(lián)系是指實體型與實體型之間、實體集內實體與實體之間以及組成實體的各屬性間的關

系。兩個實體型之間的聯(lián)系有以下三種：

1）一對一聯(lián)系：如果實體集A中的每一個實體，至多有一個實體集B的實體與之對應。反之，實體

集B中的每一個實體，也至多有一個實體集A的實體與之對應，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系，

記作1：1?

例如，在學校里，一個系只有一個系主任，而一個系主任只在某一個系中任職，則系型與系主任型之

間（或說系與系主任之間）具有一對一聯(lián)系。

2）一對多聯(lián)系：如果實體集A中的每一個實體，實體集B中的N個實體與之相對應，反之，如果實

體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之相對應，則稱實體集A與實體集B具有一對多

聯(lián)系，記作1：No

例如，一個系中有若干名教師，而每個教師只在一個系中任教，則系與教師之間具有一對多聯(lián)系。

3）多對多聯(lián)系：如果實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體與之相對應，反之，如果實

體集B中的每一個實體，實體集A也有m（m20）個實體與之相對應，則稱實體集A與實體集B具有多對

多的聯(lián)系，記作m:n。

例如，一門課程同時有若干個教師講授，而一個教師可以同時講授多門課程，則課程與教師之間具有

多對多聯(lián)系。

單個或多個實體型之間也有類似于兩個實體型之間的三種聯(lián)系類型。具體略。

（7）實體聯(lián)系圖（E-R圖）

實體聯(lián)系圖（E-R圖）又稱實體-聯(lián)系方法。該方法用直觀圖形來描述現(xiàn)實世界抽象出的信息。E-R圖

提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系的方法。

E-R圖是體現(xiàn)實體型、屬性和聯(lián)系的之間關系的圖形表示形式。具體表示方法為：

實體型：用矩形表示，矩形框內寫明實體名。

屬性：用橢圓表示，桶圓形內寫明屬性名。并用無向邊將其與相應的實體連接起來。

聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關實體連接起來，同時在無向邊旁標

上聯(lián)系的類型（1：1、1：n或m：n）,

舉例說明略。

7、學校有若干個系，每個系有若干班級和教研室，每個教研室有若干教師，每個教師只教一門課，每

門課可由多個教師教；每個班有若干學生，每個學生選修若干課程，每門課程可由若干學生選修。請用

E-R圖畫出該學校的概念模型，注明聯(lián)系類型。

解：

8、每種工廠生產的產品由不同的零件組成，有的零件可用于不同的產品。這些零件由不同的原材料制

成，不同的零件所用的材料可以相同。一個倉庫存放多種產品，一種產品存放在一個倉庫中。零件按所屬

的不同產品分別放在倉庫中，原材料按照類別放在若干倉庫中(不跨倉庫存放)。請用E-R圖畫出此關于

產品，零件，材料，倉庫的概念模型，注明聯(lián)系類型。

解：

9、分別給出一個層次、網狀和關系模型的實例。

解：

1)層次模型的實例

圖給出了一個系的層次模型。

2)網狀模型的實例

下面以教師授課為例，教師授課數(shù)據庫可包含三個記錄：教師、課程和授課。

3)關系模型的實例

SC選課表

10、試述層次、網狀和關系數(shù)據庫的優(yōu)缺點。

學號課程號成績

解：

SNOCNOSCORE

1)層次模型的優(yōu)缺點

200401C185層次模型的優(yōu)點：

200401C292(1)層次模型本身比較簡單。

(2)對于實體間聯(lián)系是固定的，且預先定義好的應用系統(tǒng)，采用層次

200401C384

模型來實現(xiàn)，其性能較優(yōu)。

200402C294(3)層次模型提供了良好的完整性支持。

200403C383層次模型的缺點主要有：

(1)現(xiàn)實世界中很多聯(lián)系是非層次性的，如多對多聯(lián)系，一個結點具

有多個雙親等，層次模型表示這類聯(lián)系的方法很笨拙，只能通過引入冗余數(shù)據或創(chuàng)建非自然的數(shù)據組織來

解決。

(2)對插入和刪除操作的限制太多，影響太大。

(3)查詢子女結點必須通過雙親結點，缺乏快速定位機制。

(4)由于結構嚴密，層次命令趨于程序化。

2)網狀模型的優(yōu)缺點

網狀模型的優(yōu)點主要有：

(1)能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點可以有多個雙親。

(2)具有良好的性能，存取效率較高。

網狀模型的缺點主要有：

(1)結構比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據庫的結構就變得越來越復雜，不利于最終用戶

掌握。

(2)其DDL、DML語言復雜，用戶不容易使用。

由于記錄之間聯(lián)系是通過存取路徑實現(xiàn)的，應用程序在訪問數(shù)據時必須選擇適當?shù)拇嫒÷窂?，因此?/p>

用戶必須了解系統(tǒng)結構的細節(jié)，加重了編寫程序的負擔。

3)關系模型的優(yōu)缺點

關系模型具有下列優(yōu)點：

(1)關系模型與非關系模型不同，它有較強的數(shù)學理論基礎。

(2)數(shù)據結構簡單、清晰，用戶易懂易用，不僅用關系描述實體，而且用關系描述實體間的聯(lián)系。

(3)關系模型的存取路徑對用戶透明，從而具有更高的數(shù)據獨立性、更好的安全保密性，也簡化了

程序員的工作和數(shù)據庫開發(fā)和建立的工作。

關系模型具有查詢效率不如非關系模型效率高的缺點。因此，為了提高性能，必須對用戶的查詢進行

優(yōu)化，增加了開發(fā)數(shù)據庫管理系統(tǒng)的負擔。

11、定義并理解關系模型中的以下術語：

關系、元組、屬性、主碼、域、分量、關系模式

解:

關系：一個關系對應一張二維表，如一張教師登記表稱為教師關系。

元組：二維表中的一行稱為一個元組。

屬性：二維表中的一列稱為一個屬性，對應每一個屬性的名字稱為屬性名。

主碼：如果二維表中的某個屬性或是屬性組可以唯一確定一個元組，則稱為主碼，也稱為關系鍵，如

教師號，可以唯一確定一個教師，也就成為教師關系的主碼。

域：屬性的取值范圍稱為域，如人的年齡一般在1T20歲之間，大學生的年齡屬性的域是14-38,性

別的域是男和女等等。

分量：元組中的一個屬性值。例如，教師號對應的值001、002、003都是分量。

關系模式：表現(xiàn)為關系名和屬性的集合，是對關系的具體描述。一般表示為：

關系名（屬性1,屬性2,…，屬性N）

例如教師關系可描述為：教師（教師號，姓名，年齡，職稱）

12、數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構是什么？為什么要采用這樣的結構？

解：

1）從數(shù)據庫管理系統(tǒng)內部系統(tǒng)結構看，數(shù)據庫系統(tǒng)通常采用三級模式結構。

（1）外模式（ExternalSchema）：外模式也稱子模式（SubSchema）或用戶模式，是三級模式的最外

層，它是數(shù)據庫用戶能夠看到和使用的局部數(shù)據的邏輯結構和特征的描述。數(shù)據庫管理系統(tǒng)（DBMS）提供

子模式描述語言（子模式DDL）來定義子模式。

（2）模式（Schema）：模式又稱概念模式，也稱邏輯模式，是數(shù)據庫中全體數(shù)據的邏輯結構和特征的

描述，是所有用戶的公共數(shù)據視圖，是數(shù)據視圖的全部。它是數(shù)據庫系統(tǒng)模式結構的中間層，既不涉及數(shù)

據的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境，也與具體的應用程序，與所使用的應用開發(fā)工具及高級程序設計語言等無

關。

概念模式實際上是數(shù)據庫數(shù)據在邏輯級上的視圖。一個數(shù)據庫只有一個模式。DBMS提供模式描述語

言（模式DDL）來定義模式。

（3）內模式（InternalSchema）：內模式也稱為存儲模式，一個數(shù)據庫只有一個內模式。它是數(shù)據

物理結構和存儲方式的描述，是數(shù)據在數(shù)據庫內部的表示方式。DBMS提供內模式描述語言（內模式DDL）

來嚴格地定義內模式。

為了能夠在內部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系和轉換，數(shù)據庫管理系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映

象：外模式/模式映象，模式/內模式映象。

2）數(shù)據庫管理系統(tǒng)內部采用這樣的結構是因為：

這種結構能較好地保證數(shù)據庫系統(tǒng)的數(shù)據具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。數(shù)據庫的二級映象保

證了數(shù)據庫外模式的穩(wěn)定性，從而根本上保證了應用程序的穩(wěn)定性，使得數(shù)據庫系統(tǒng)具有較高的數(shù)據與程

序的獨立性。數(shù)據庫的三級模式與二級映象使得數(shù)據的定義和描述可以從應用程序中分離出去。又由于數(shù)

據的存取由DBMS管理，用戶不必考慮存取路徑等細節(jié)，從而簡化了應用程序的編制，大大減少了應用程

序的維護和修改。

13、數(shù)據獨立性包括哪兩個方面，含義分別是什么？

解：

數(shù)據獨立性分為數(shù)據邏輯獨立性與數(shù)據物理獨立性兩個方面。

1）數(shù)據邏輯獨立性

當模式改變時，由數(shù)據庫管理員對各個外模式/模式映象作相應改變，可以使外模式保持不變。應用

程序是依據數(shù)據的外模式編寫的，從而應用程序不必修改，保證了數(shù)據與程序的邏輯獨立性，簡稱為數(shù)據

邏輯獨立性。

2）數(shù)據物理獨立性

當數(shù)據庫的存儲結構等內模式改變了，由數(shù)據庫管理員對模式/內模式映象作相應改變，可以使模式

保持不變，從而應用程序也不必改變。保證了數(shù)據與程序的物理獨立性，簡稱為數(shù)據物理獨立性。

14、數(shù)據庫管理系統(tǒng)有哪些主要功能？

解：

數(shù)據庫管理系統(tǒng)是數(shù)據庫系統(tǒng)的核心組成部分，是對數(shù)據進行管理的大型系統(tǒng)軟件，用戶在數(shù)據庫系

統(tǒng)中的一些操作，例如：數(shù)據定義、數(shù)據操縱、數(shù)據查詢和數(shù)據控制，這些操作都是由數(shù)據庫管理系統(tǒng)來

實現(xiàn)的。

數(shù)據庫管理系統(tǒng)主要包括以下幾個功能：

（1）數(shù)據定義：DBMS提供數(shù)據定義語言（DataDefinitionLanguage,簡稱DDL）,用戶通過它可以

方便地對數(shù)據庫中的數(shù)據對象（包括表、視圖、索引、存儲過程等）進行定義。定義相關的數(shù)據庫系統(tǒng)的

結構和有關的約束條件。

（2）數(shù)據操縱：DBMS提供數(shù)據操縱語言（DataManipulationLanguage,簡稱DML）,通過DML操縱數(shù)

據實現(xiàn)對數(shù)據庫的一些基本操作，如查詢，插入，刪除和修改等等。其中，國際標準數(shù)據庫操作語言一一

SQL語言,就是DML的一種。

（3）數(shù)據庫的運行管理：這一功能是數(shù)據庫管理系統(tǒng)的核心所在。DBMS通過對數(shù)據庫在建立、運用

和維護時提供統(tǒng)一管理和控制，以保證數(shù)據安全、正確、有效的正常運行。DBMS主要通過數(shù)據的安全性

控制、完整性控制、多用戶應用環(huán)境的并發(fā)性控制和數(shù)據庫數(shù)據的系統(tǒng)備份與恢復四個方面來實現(xiàn)對數(shù)據

庫的統(tǒng)一控制功能的。

（4）數(shù)據庫的建立和維護功能：數(shù)據庫的建立和維護功能包括數(shù)據庫初始數(shù)據的輸入、轉換功能、

數(shù)據庫的轉儲、恢復功能、重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。

15、數(shù)據庫系統(tǒng)通常由哪幾部分組成？

解：

數(shù)據庫系統(tǒng)是指計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據庫后的整個人機系統(tǒng)。為此，數(shù)據庫系統(tǒng)應由計算機硬件、數(shù)

據庫、計算機軟件及各類人員組成。

1）硬件平臺：要有足夠大的內存支持OS與DBMS的運行；要有足夠大而快速的磁盤等直接存儲設備

存放數(shù)據庫，有足夠的磁盤空間做數(shù)據備份。要求系統(tǒng)有較高的通道能力，以支持數(shù)據較高的傳送率。

2）數(shù)據庫：數(shù)據庫是存放數(shù)據的地方，是存儲在計算機內有組織的大量可共享的數(shù)據集合。數(shù)據庫

這里主要是指物理存儲設備中有效組織的數(shù)據集合。

3）軟件：數(shù)據庫系統(tǒng)的軟件主要包括：

（1）支持DBMS運行的操作系統(tǒng)；

（2）DBMS：DBMS可以通過操作系統(tǒng)對數(shù)據庫的數(shù)據進行存取、管理和維護；

（3）具有與數(shù)據庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng)；

（4）以DBMS為核心的應用開發(fā)工具，為特定應用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據庫應用系統(tǒng)。

4）用戶：用戶主要有以下幾種：用于進行管理和維護數(shù)據庫系統(tǒng)的人員一一數(shù)據庫管理員；用于數(shù)

據庫應用系統(tǒng)分析設計的人員一一系統(tǒng)分析員和數(shù)據庫設計人員；用于具體開發(fā)數(shù)據庫系統(tǒng)的人員一一數(shù)

據庫應用程序員；用于使用數(shù)據庫系統(tǒng)的人員一一最終用戶。

這里的最終用戶，又可以分為三類：偶然用戶、簡單用戶、復雜用戶等。

16、設學生含有學號、姓名、性別、系別、選修課程、平均成績（是經計算得到的）等信息，若把選修

課程、平均成績也作為學生的屬性，請用E-R圖表示學生信息、。

17、請用擴展E-R圖來表示客戶的相關信息。客戶含有姓名（由姓和名兩部分組成）、客戶號?、電話（客

戶一般有多個電話）、出生日期、年齡、地址（含省、市、街道名、街道號、樓道號、房號與郵政編碼）。

18、請用擴展E-R圖中的實體角色的表示方法來分別表示：學生與學生間的班長關系與課程之間的先修

關系等。

19、請用擴展E-R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(lián)系電

話等信息，產品含有產品名與價格等信息。

20、請用擴展E-R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(shù)信息）、車間職

員（有累計產生產品數(shù)量信息）、銷售人員（有累計銷售數(shù)量與銷售金額信息）等三類。

21、請用擴展E-R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(fā)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(fā)商聯(lián)營產品的銷售有個具體的時間，共同聯(lián)營的產品才共

同負責發(fā)送。

22、設要為醫(yī)院的核心主題建立概念模型E-R圖，包括病人、醫(yī)生及病人的病歷。其中醫(yī)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(yī)生治療有個具體的時間。

第應章美系數(shù)據摩

一、單項選擇題

1、A2、C3、B4、C5、A6、B7、B8、B9、C10、C

1、設關系R和S的屬性個數(shù)分別為r和s,則(RXS)操作結果的屬性個數(shù)為()

A.r+sB.r-sC.rXsD.max(r,s)

2、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

3、有關系R和S,RDS的運算等價于()

C.(R-S)US

4、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(shù)表達式是()

A.。(RXS)B.RMS|=i

c.n(?(RXS))D.n(Rxs)

5、五種基本關系代數(shù)運算是()

A.U、一、X、JT和。B.u、一、岡、n和O

C.U、C、X、JI和。D.U、D、X、n和o

6、關系代數(shù)中的0聯(lián)接操作由()操作組合而成。

A.。和:nB.。和XC.“、。和XD.n和X

7、在關系數(shù)據模型中，把()稱為關系模式。

A.記錄B.記錄類型C.元組D.元組集

8、對一個關系做投影操作后，新關系的基數(shù)個數(shù)()原來關系的基數(shù)個數(shù)。

A.小于B.小于或等于C.等于D.大于

9、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(guī)則的元組是()。

R:ABCS:DA

12312

2132null

33

41

A.(1,2)B.(2,null)C.(3,3)D.(4,1)

10、關系運算中花費時間可能最長的運算是()。

A.投影B.選擇C.廣義笛卡兒積D.并

二、填空

1、關系中主碼的取值必須惟一且非空，這條規(guī)則是一實體一完整性規(guī)則。

2、關系代數(shù)中專門的關系運算包括：選擇、投影、連接和除法，主要實現(xiàn)一查詢類操作。

3、關系數(shù)據庫的關系演算語言是以一謂詞演算一為基礎的DML語言。

4、關系數(shù)據庫中，關系稱為一表―，元組亦稱為—行一，屬性亦稱為一列一。

5、數(shù)據庫描述語言的作用是一定義數(shù)據庫_。

6、一個關系模式可以形式化地表示為_R(U,D,dom,F)一。

7、關系數(shù)據庫操作的特點是一一次一集合一式操作。

8.數(shù)據庫的所有關系模式的集合構成一關系數(shù)據庫模型」所有的關系集合構成一關系數(shù)據庫一。

9、在關系數(shù)據模型中，兩個關系R1與R2之間存在1：m的聯(lián)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(lián)的另一個關系R1中檢索相對應的記錄。

10、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-9-連接_操作。

三、簡單、計算或查詢

1、試述關系模型的三要素內容。

解：

1)關系模型的數(shù)據結構一一關系

關系模型的數(shù)據結構：非常單一，在用戶看來，關系模型中數(shù)據的邏輯結構是一張二維表。但關系模

型的這種簡單的數(shù)據結構能夠表達豐富的語義，描述出現(xiàn)實世界的實體以及實體間的各種聯(lián)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(shù)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(shù)方式或邏輯方式來表示，分別稱為關系代數(shù)和關系演算。關系代數(shù)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(shù)、

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(shù)和關系演算之間的語言SQL(StructuredQueryLanguage)oSQL不但具

有豐富的查詢功能，而且具有數(shù)據定義、數(shù)據操縱和數(shù)據控制功能，是集查詢、DDL、DML、DCL于一體的

關系數(shù)據語言。它充分體現(xiàn)了關系數(shù)據語言的特點和優(yōu)點，是關系數(shù)據庫的國際標準語言。因此，關系數(shù)

據語言可以分成三類：

(1)關系代數(shù)：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(shù)據語言,例如SQL。

這些關系數(shù)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(tǒng)臼動支持。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(xiàn)了具體領域中的語義約束。

2、試述關系數(shù)據庫語言的特點和分類。

解：見上題“2)關系模型的關系操作”。

3、定義并理解下列概念，說明它們間的聯(lián)系與區(qū)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(shù)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(shù)據類型的值的集合。

2)笛卡爾積：給定一組域DrD2、…、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|、1%、…、D,的笛卡爾積為

D］義口2X…XD“={(drd2,…，d?)|d,.eDj,i=L2,…，n}

3)關系(Relation)：D,XD,X-XD?的任一子集叫作在域，D,,-D?上的關系，用R(l),,D2,-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(lián)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(qū)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(Primarykey)。

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K,

相對應，則稱F是基本關系R的外碼(Foreignkey)。

聯(lián)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(shù)據庫

關系數(shù)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(RelationSchema)。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(xiàn)為屬性間數(shù)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(tài)或內容。也就是說，關系模式是型，關系是它

的值。

3)關系數(shù)據庫：在關系模型中，實體以及實體間的聯(lián)系都是用關系來表示。在一個給定的現(xiàn)實世界

領域中，所有實體及實體之間的聯(lián)系的關系的集合構成一個關系數(shù)據庫。

聯(lián)系：

關系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關系是動態(tài)的、隨時間不斷變化的，因為關系操作在不斷地更新著數(shù)

據庫中的數(shù)據。但在實際使用中，常常把關系模式和關系統(tǒng)稱為關系，讀者可以從上下文中加以區(qū)別。

關系的集合構成一個關系數(shù)據庫，關系數(shù)據庫也有型和值之分。關系數(shù)據庫的型也稱為關系數(shù)據庫模

式，是對關系數(shù)據庫的描述，是關系模式的集合。關系數(shù)據庫的值也稱為關系數(shù)據庫，是關系的集合。關

系數(shù)據庫模式與關系數(shù)據庫通常統(tǒng)稱為關系數(shù)據庫。

4、關系數(shù)據庫的完整性規(guī)則有哪些？試舉例說明。

解：

1)關系模型的完整性規(guī)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

*O

(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的主碼人相對應(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(堂號，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(shù)據庫所制定的約束條件，

它反映某一具體應用所涉及的數(shù)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(guī)則。

5、關系代數(shù)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(shù)的運算按運算符的不同主要分為傳統(tǒng)的集合運算和專門的關系運算兩類。

(1)傳統(tǒng)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：RUS={t|teRVtes)

(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={t1t^RAt^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：Rns={t|teRAtes}

(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kl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klXk2個元組。記作：

RXS=(t7tt|treRAtseS}

(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：

b尸(R)={t|t€RAF(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：

nA(R)={t[A]|teR}

(7)連接：

連接也稱為0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：

AooS={t,，|trGSAtr[A]6ts[B]}

AOB

o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：

HooS={tTt,|/rGRAt$eSAtf[A]=ts[B])o為此：ROOS=CT?B(RXS)

A=BA=B

自然連接(Naturaljoin)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]|t＞.eRAtseSAtr[B]=ts[B]}o為此：R°°S=nB(cr(RXS))

(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的象集匕包含S在Y上投影的集合。記作：P=R+S={t/X]|t]

GRAL2nf(S)},其中L為x在R中的象集，x=t」X]。

6、關系代數(shù)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(shù)運算中并、差、廣義笛卡爾積、投影和選擇5種運算為基本的關系代數(shù)運算。

2)另外3種運算，即交、連接和除為非基本運算，均可以用這5種基本運算來表達。表達如下：

(1)RAS=R-(R-S)或RnS=S-(S-R)

(2)

HooS”A?B(RXS)

A0B

HooS=。Alt(RXS)

A=B

R8s=n萬(cr(RXS))

(3)

R4-s=nx(R)-nx(nx(R)xnv(s)-R)

7、舉例說明等值連接與自然連接的區(qū)別與聯(lián)系。

解：

9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：

HooS={O,eRAt,GSAt/A]=t」B]}。為此：AOOSRMRXS)

A=BA=B

自然連接(Naturaljoin)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：

R8S={t,.ts[B]|t,-GRAtseSAtr[B]=ts[B]}?為此：R8s=IIB(cr(RXS))

一般的連接操作是從行的角度進行運算。但自然連接還需要取消重復列，所以是同時從行和列的角度

進行運算。

舉例：

RsSR8s的結果。從中能明顯看出其列數(shù)的不同。

(a)

8、

R

CDE

367345

457623

623

543

⑴R1二RXS(2)R2書每1S

⑶R3。B=D(RXS)

解：

(1)

ABCDE

6245

54345

623~~4~5

(3)結果同(2)

9、請用抽象的元組關系演算表達式表達第8題中的RI、R2與R3關系。

解：

(1)R1={tI(3u)Or)(R(u)AS(v)At[l]=u[l]At[2]=u[2]At[3]=u[3]At[4]=v[2]At[5]=v[3]

Au[3>v[l])}

(2)R2={tIOu)(30(R(u)AS(v)At[l]=u[l]At[2]=u[2]At[3]=u[3]At[4]=v[l]At[5]=

v[2]At[6]=v[3]Au[2]=v[2])}

(3)同(2)

10、設有學生-課程關系數(shù)據庫，它由三個關系組成，它們的模式是：學生$(學號SNO,姓名SN,

所在系DEPT,年齡AGE)、課程C(課程號CNO,課程名CN,先修課號CPNO)、SC(學號SNO,課程號CNO,

成績SCORE)。

請用關系代數(shù)與ALPHA語言分別寫出下列查詢：

(1)檢索學生的所有情況。

(2)檢索學生年齡大于等于20歲的學生姓名。

(3)檢索先修課號為C2的課程號.

(4)檢索選修了課程號C1成績?yōu)锳的所有學生姓名。

(5)檢索學號為S1的學生修讀的所有課程名及先修課號。

(6)檢索年齡為23歲的學生所修讀的課程名。

(7)檢索至少修讀了學號為S5的學生修讀的一門課的學生的姓名。

(8)檢索修讀了學號為S4的學生所修讀的所有課程的學生的姓名。

(9)檢索選修所有課程的學生的學號。

(10)檢索不選修任何課程的學生的學號。

(11)在關系C中增添一門新課(新課信息自定)

(12)學號為S17的學生因故退學請在S與SC中將其除名。

(13)將關系S中學生S6的年齡改為22歲(只需ALPHA操作)。

(14)將關系S中學生的年齡均增加1歲(只需ALPHA操作)。

解：

寫出關系代數(shù)表達方式：

(1)檢索學生的所有情況。

S或SMSCMC

(2)檢索學生年齡大于等于20歲的學生姓名。

口SN(。AGE>=20(S))

(3)檢索先修課號為C2的課程號。

nCNO(。CPNO='C2'(C))

(4)檢索選修了課程號Cl成績?yōu)锳的所有學生姓名。

nSN(。CNO="crASCORE='A'(SCMS))

(5)檢索學號為SI的學生修讀的所有課程名及先修課號。