數(shù)據(jù)庫原理關(guān)系運(yùn)算習(xí)題答案

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理第四章關(guān)系運(yùn)算課后習(xí)題答案4.1名詞解釋(1) 關(guān)系模型：用二維表格結(jié)構(gòu)表示實(shí)體集，外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱 為關(guān)系模型。(2) 關(guān)系模式：關(guān)系模式實(shí)際上就是記錄類型。它的定義包括：模式名，屬性名，值域名以及模式的主鍵。關(guān)系模式不涉及到物理 存儲(chǔ)方面的描述，僅僅是對數(shù)據(jù)特性的描述。(3) 關(guān)系實(shí)例：元組的集合稱為關(guān)系和實(shí)例，一個(gè)關(guān)系即一張二維表格。(4) 屬性：實(shí)體的一個(gè)特征。在關(guān)系模型中，字段稱為屬性。(5) 域：在關(guān)系中，每一個(gè)屬性都有一個(gè)取值范圍，稱為屬性的值域，簡稱域。(6) 兀組：在關(guān)系中，記錄稱為兀組。兀組對應(yīng)表中的一行；表示一個(gè)實(shí)體。(7) 超鍵：在關(guān)系中能唯

2、一標(biāo)識(shí)元組的屬性集稱為關(guān)系模式的超鍵。(8) 候選鍵：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。(9) 主鍵：用戶選作元組標(biāo)識(shí)的一個(gè)候選鍵為主鍵。( 單獨(dú)出現(xiàn)，要先解釋“候 選鍵”)(10) 外鍵：某個(gè)關(guān)系的主鍵相應(yīng)的屬性在另一關(guān)系中出現(xiàn)，此時(shí)該主鍵在就是 另一關(guān)系的外鍵， 如有兩個(gè)關(guān)系S和SC,其中S#是關(guān)系S的主鍵，相應(yīng)的屬性 S#在關(guān)系SC中也出現(xiàn)，此時(shí)S#就是關(guān)系SC的外鍵。(11) 實(shí)體完整性規(guī)則：這條規(guī)則要求關(guān)系中元組在組成主鍵的屬性上不能有空 值。如果出現(xiàn)空值，那么主鍵值就起不了唯一標(biāo)識(shí)元組的作用。(12) 參照完整性規(guī)則：這條規(guī)則要求“不引用不存在的實(shí)體”。其形式定義如下：如果屬性集K是

3、關(guān)系模式R1的主鍵，K也是關(guān)系模式R2的外鍵，那么R2 的關(guān)系中，K的取值只允許有兩種可能，或者為空值，或者等于R1關(guān)系中某個(gè)主鍵值。這條規(guī)則在使用時(shí)有三點(diǎn)應(yīng)注意：1)外鍵和相應(yīng)的主鍵可以不同 名，只要定義在相同值域上即可。2)R1和R2也可以是同一個(gè)關(guān)系模式，表示了屬性之間的聯(lián)系。3)外鍵值是否允許空應(yīng)視具體問題而定。(13) 過程性語言：在編程時(shí)必須給出獲得結(jié)果的操作步驟，即“干什么”和“怎么干”。女口 Pascal和C語言等。(14) 非過程性語言：編程時(shí)只須指出需要什么信息，不必給出具體的操作步 驟。各種關(guān)系查詢語言均屬于非過程性語言。(15) 無限關(guān)系：當(dāng)一個(gè)關(guān)系中存在無窮多個(gè)元組時(shí)

4、，此關(guān)系為無限關(guān)系。如元組表達(dá)式t| n R(t)表示所有不在關(guān)系R中的元組的集合，這是一個(gè)無限關(guān)系。(16) 無窮驗(yàn)證：在驗(yàn)證公式時(shí)需對無窮多個(gè)元組進(jìn)行驗(yàn)證就是無窮驗(yàn)證。如驗(yàn)證公式(甘u)(P(u)的真假時(shí)需對所有的元組u進(jìn)行驗(yàn)證，這是一個(gè)無窮驗(yàn)證的 問題。4.2為什么關(guān)系中的元組沒有先后順序？因?yàn)殛P(guān)系是一個(gè)元組的集合，而元組在集合中的順序無關(guān)緊要。因此不 考慮元組間的順序，即沒有行序。4.3為什么關(guān)系中不允許有重復(fù)元組？因?yàn)殛P(guān)系是一個(gè)元組的集合，而集合中的元素不允許重復(fù)出現(xiàn)，因此在 關(guān)系模型中對關(guān)系作了限制，關(guān)系中的元組不能重復(fù)，可以用鍵來標(biāo)識(shí)唯一的元組。4.4 關(guān)系與普通的表格、文件有什

5、么區(qū)別 ？關(guān)系是一種規(guī)范化了的二維表格，在關(guān)系模型中，對關(guān)系作了下列規(guī)范性限 制:1）關(guān)系中每一個(gè)屬性值都是不可分解的。2）關(guān)系中不允許出現(xiàn)相同的元組（沒有重復(fù)元組）。3）由于關(guān)系是一個(gè)集合，因此不考慮元組間的順序，即沒有行序。4）元組中，屬性在理論上也是無序的，但在使用時(shí)按習(xí)慣考慮列的順序。4.5 笛卡爾積、等值聯(lián)接、自然聯(lián)接三者之間有什么區(qū)別 ？笛卡爾積對兩個(gè)關(guān)系R和S進(jìn)行乘操作，產(chǎn)生的關(guān)系中元組個(gè)數(shù)為兩個(gè)關(guān) 系中元組個(gè)數(shù)之積。R和S的笛卡等值聯(lián)接則是在笛卡爾積的結(jié)果上再進(jìn)行選擇操作，從關(guān)系 兒積中選擇對應(yīng)屬性值相等的元組；自然連接則是在等值聯(lián)接（以所有公共屬性值相等為條件）的基礎(chǔ)上再行投

6、 影操作，并去掉重復(fù)的公共屬性列。 當(dāng)兩個(gè)關(guān)系沒有公共屬性時(shí)，自然連接就 轉(zhuǎn)化我笛卡爾積。4.6 設(shè)有關(guān)系R和S （如下：）6 _b 2RUS, R-S, rAs , RXS,兀o g, B5O，些弩，尺兇6 血22RXS R,A R.B R.C S.B .Cd*CB5 g43R m22 23 A SEX=男 (S)t|(3u)(S(u) A u3 23 A u4=男A t1=u1 A t2=u2)(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。n CNAME,TEAChER T S#=S3 (SC EC)t|(3u)( 3v)(SC(u) A C(v) A u1=S3 A v1=u2

7、 A t1=v2 A t2=v3)(4) 檢索至少選修LIU老師所授課程中一門課程的女學(xué)生的姓名。n SNAm( T SEX=女A TEACHER=LIU(S 岡SC兇C)t|(3u)( 3v)( 3w)(S(u) A SC(v) A C(w)A u4=女 A v1=u1 A v2=w1 A w3=LIU A t1=u2)(5)檢索WAN銅學(xué)不學(xué)的課程號(hào)。n c#(C)- n c#( T sname=wanGS 岡SC)或者，n c#(SC)- n c#( T sname=wanGS EISC)(全部課程號(hào)減去 WAN(同學(xué)所學(xué)的課程號(hào))t|(3u)Ov)(C(u) A SC(v) A (u1

8、=v2=(3 w)(s(w) A w1=v1 A W2工wang) A t1=u1)(從C中選擇滿足條件的元組：SC中的所有元組，如果學(xué)號(hào)與C中所選元組相同的話，其在S中對應(yīng)的姓名肯定不是wang。)Notice: p1= p2的含義是：如果 p1為真，則p2為真。(6)檢索至少選修兩門課程的學(xué)生學(xué)號(hào)。n S#( T 1=4A 2*5 (SC X SC)SC自乘之后，再選擇(同一個(gè)學(xué)號(hào)中兩個(gè)課程號(hào)不同的元組)，投影。t|(3u)( 3v)(SC(u) A SC(v) A u1=v1 A u2豐 v2) A t1=u1(7)檢索全部學(xué)生都選修的課程的課程號(hào)與課程名。n c#,cnam(C閏(n

9、s#,c#(SC) - n s#(S)(涉及到全部值時(shí)，應(yīng)用除法，“除數(shù)”是“全部)t|( Vu)( 3v)( 3 w)(S(u) A SC(v) A C(w)A u1=v1 A v2=w1 A t1=v1 A t2=V2)(8)檢索選修課程包含LIU老師所授課程的學(xué)生學(xué)號(hào)。n S#( (T TEACHER=LIU (SC 兇 C)t|(3u)( 3v)(SC(u) A C(v) A u2=v1 A v3=LIU A t1=u1)如果LIU老師有多門課程，則選修課程包含LIU老師所授全部課程的學(xué)生學(xué)號(hào)為:n s#,c#(SC) * n c#(T TEACHER=LIU (C)4.15在教學(xué)數(shù)據(jù)

10、庫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)試寫出查詢優(yōu)化的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。(1) n CNAME,TEACH(R (T SEX=女 (S 岡SC岡C) 優(yōu)化為：n CNAME TEACHeRC 1 n C#( n S#,C#(SC) n S#( T SEX=女 (S)(基本思路：盡量提前做選擇操作；在每個(gè)操作后，應(yīng)做個(gè)投影操作，去掉不用的屬性值。4.16在4.15題中，(1) 畫出該查詢初始的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的語法樹。(2) 使用2.4.4節(jié)的優(yōu)化算法，對語法樹進(jìn)行優(yōu)化，并畫出優(yōu)化后的語法 樹。7TI OfAHE, TEJHER (?Jsen女I SC.Cfl osc.m.cjfAsc, sfts. stt0SC CSC