數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與應(yīng)用教程（014）—— 關(guān)系數(shù)據(jù)庫練習(xí)題（一）

一、簡答題

1、試述關(guān)系模型的三要素和關(guān)系操作語言的特點(diǎn)。

答案：

關(guān)系模型的三要素為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作和完整性約束。在關(guān)系模型中，無論是實(shí)體集還是實(shí)體集之間的聯(lián)系都是由關(guān)系表示的。

關(guān)系操作語言的特點(diǎn)：（1）關(guān)系操作的方式是一次一集合方式。（2）關(guān)系操作語言是高度非過程化的語言。

2、定義并解釋下列術(shù)語，并說明它們之間的聯(lián)系和區(qū)別。

（1）主碼、候選碼、外碼

答案：

主碼和候選碼：若關(guān)系中的某一個屬性（屬性組），其值能唯一標(biāo)識一個元組，則稱該屬性（或?qū)傩越M）為候選碼。當(dāng)一個關(guān)系有多個候選碼時，選定其中的一個候選碼為主碼。如果關(guān)系中只有一個候選碼，這個唯一的候選碼就是主碼。

外碼：設(shè) F 是基本關(guān)系 R 的一個或一組屬性，但不是關(guān)系 R 的主碼（或候選碼），如果 F 與基本關(guān)系 S 的主碼 K_S 相對應(yīng)，則稱 F 是基本關(guān)系 R 的外碼。

（2）笛卡爾積、關(guān)系、元組、屬性、域

答案：

笛卡爾積：給定一組域 D₁，D₂，…，D_n，則域 D₁，D₂，…，D_n 的笛卡爾積為：

D₁×D₂×…×D_n={(d₁，d₂，…，d_n) | d_i ∈ D_i，i=1，2，…，n}

關(guān)系：域的笛卡爾積所包含的元組是多個域中的元素任意組合得到的，因此有很多元組沒有實(shí)際意義。從域的笛卡爾積中挑選中有意義的元組構(gòu)成的集合稱為關(guān)系。

元組：關(guān)系中的一行稱為一個元組，組成元組的元素稱為分量。

屬性：關(guān)系中的一列稱為一個屬性。屬性具有型和值，屬性的型指屬性名和取值范圍等，屬性的值指屬性具體的取值。屬性表示實(shí)體的特征。

域：域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值集合。屬性的取值范圍稱為域。

（3）關(guān)系、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫

答案：

關(guān)系：關(guān)系是一張二維表，是從域的笛卡爾積中挑選中有一的元組構(gòu)成的集合。

關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式。關(guān)系模式可以表示為：R（U，D，Dom，F(xiàn)），其中 R 是關(guān)系名，U 為關(guān)系包含的屬性的集合，D 為屬性組 U 中屬性的域，Dom 為屬性向域的映像的集合，F(xiàn) 為屬性間數(shù)據(jù)依賴的集合。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫：基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系都是用關(guān)系來表示的。其中，一個關(guān)系對應(yīng)一個實(shí)體集，關(guān)系中的一行對應(yīng)一個實(shí)體，關(guān)系中的一列對應(yīng)實(shí)體的一個屬性。

3、試述關(guān)系模型的完整性規(guī)則。在參照完整性中，為什么外碼的值可以為空？什么情況下允許為空？

答案：

關(guān)系模型有三類完整性：實(shí)體完整性，參照完整性和用戶自定義完整性。

實(shí)體完整性規(guī)則：若屬性 A 是基本關(guān)系 R 的主屬性，則屬性 A 不能為空值。

參照完整性規(guī)則：若屬性 F 是基本關(guān)系 R 的外碼，它與基本關(guān)系 S 的主碼 K_s 相對應(yīng)，則對于 R 中每個元組在 F 上的值必須取空值，或者等于 S 中某個元組的主碼值。當(dāng)外碼的值不清楚或不確定時，可以設(shè)為空值，此時參照關(guān)系中沒有對應(yīng)的記錄與之匹配。

用戶自定義完整性規(guī)則：用戶自定義的完整性就是針對某一具體應(yīng)用所定義的約束條件。

4、試述等值連接與自然連接的區(qū)別和聯(lián)系。

答案：等值連接是從關(guān)系 R 和 S 的笛卡爾積中選取 R.A 和 S.B 屬性值相等的元組。自然連接是一種特殊的等值連接，要求兩個關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉。

5、舉例說明參照完整性。

答案：

參照完整性是指參照關(guān)系中的外碼要從被參照關(guān)系的主碼中取值。例如，員工是參照關(guān)系，部門是被參照關(guān)系，部門號是部門表的主碼，是員工關(guān)系的外碼，則員工表的部門號要從部門表的部門號中去取，如下表所示。

部門表：

員工表：

6、說明視圖與基本表的區(qū)別與聯(lián)系

答案：

基本表是實(shí)際存放數(shù)據(jù)的表。視圖表是從一個或幾個基本表導(dǎo)出的表，是一個虛擬表。數(shù)據(jù)庫中只存放視圖的定義，而不存放視圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存放在基本表中。視圖定義好之后就可以像基本表一樣使用，可以對視圖進(jìn)行增、刪、改、查。也可以在一個視圖之上再定義新的視圖，對視圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改其實(shí)最終修改的是視圖對應(yīng)的基本表。反之，基本表中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，從視圖中查詢到的數(shù)據(jù)也會隨之改變。

7、如果某關(guān)系的實(shí)例滿足下列條件之一，要表示該實(shí)例，有多少種不同的方法（考慮元組的順序和屬性的順序）。

（1）3 個屬性，3 個元組

（2）4 個屬性，5 個元組

（1）m 個屬性，n 個元組

答案：

（1）3！× 3！= 36

（2）4！× 5！= 24×120 = 2880

（3）m！× n！

8、針對如下表所示的關(guān)系 R 和 S 寫出 R ∪ S、R ∩ S 和 R - S。

關(guān)系 R：

關(guān)系 S：

答案：

（1）R ∪ S

（2）R ∩ S

（3）R - S

9、設(shè)關(guān)系 R 和 S，其值如下表所示，求：

答案：

10、有如下關(guān)系：

學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，所在系）

選課（課程號，課程名，先行課）

選課（學(xué)號，課程號，成績）

用關(guān)系代數(shù)完成如下查詢：

（1）求學(xué)過數(shù)據(jù)庫課程的學(xué)生的學(xué)號和姓名。

（2）求學(xué)過數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)生的學(xué)號和姓名。

（3）求沒學(xué)過數(shù)據(jù)庫課程的學(xué)生的學(xué)號。

（4）求學(xué)過數(shù)據(jù)庫的先行課的學(xué)生的學(xué)號。

答案：

/*
create table stu(
    stu_id char(11) primary key,
    stu_name char(20),
    age int,
    dept char(20)
);
create table course(
    c_id char(5) primary key,
    c_name char(20),
    Advance_class char(20)
);
create table electives(
    stu_id char(11),
    c_id char(5),
    grade int
);
insert into stu values('20210224101','張宇',20,'管理系');
insert into stu values('20210224102','劉濤',21,'管理系');
insert into stu values('20210224103','劉蓓',20,'經(jīng)濟(jì)系');

insert into course values('C0001','高等數(shù)學(xué)',null);
insert into course values('C0002','計算機(jī)基礎(chǔ)',null);
insert into course values('C0003','數(shù)據(jù)庫','計算機(jī)基礎(chǔ)');
insert into course values('C0004','數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)','計算機(jī)基礎(chǔ)');

insert into electives values('20210224101','C0001',80),('20210224101','C0002',85),('20210224101','C0003',84),('20210224101','C0004',92);
insert into electives values('20210224102','C0001',80),('20210224102','C0003',80),('20210224102','C0004',90);
insert into electives values('20210224103','C0002',78),('20210224103','C0001',79),('20210224103','C0004',91);
*/

mysql> select * from stu;
+-------------+----------+------+-----------+
| stu_id      | stu_name | age  | dept      |
+-------------+----------+------+-----------+
| 20210224101 | 張宇     |   20 | 管理系    |
| 20210224102 | 劉濤     |   21 | 管理系    |
| 20210224103 | 劉蓓     |   20 | 經(jīng)濟(jì)系    |
+-------------+----------+------+-----------+
3 rows in set (0.03 sec)

mysql> select * from course;
+-------+-----------------+-----------------+
| c_id  | c_name          | Advance_class   |
+-------+-----------------+-----------------+
| C0001 | 高等數(shù)學(xué)        | NULL            |
| C0002 | 計算機(jī)基礎(chǔ)      | NULL            |
| C0003 | 數(shù)據(jù)庫          | 計算機(jī)基礎(chǔ)      |
| C0004 | 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)        | 計算機(jī)基礎(chǔ)      |
+-------+-----------------+-----------------+
4 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from electives;
+-------------+-------+-------+
| stu_id      | c_id  | grade |
+-------------+-------+-------+
| 20210224101 | C0001 |    80 |
| 20210224101 | C0002 |    85 |
| 20210224101 | C0003 |    84 |
| 20210224101 | C0004 |    92 |
| 20210224102 | C0001 |    80 |
| 20210224102 | C0003 |    80 |
| 20210224102 | C0004 |    90 |
| 20210224103 | C0002 |    78 |
| 20210224103 | C0001 |    79 |
| 20210224103 | C0004 |    91 |
+-------------+-------+-------+
10 rows in set (0.00 sec)

--（1）求學(xué)過數(shù)據(jù)庫課程的學(xué)生的學(xué)號和姓名。
select s.stu_id, stu_name
from stu s,course c,electives e
where s.stu_id = e.stu_id and c.c_id = e.c_id
      and c_name = '數(shù)據(jù)庫';
      
--查詢結(jié)果如下
mysql> select s.stu_id, stu_name
    -> from stu s,course c,electives e
    -> where s.stu_id = e.stu_id and c.c_id = e.c_id
    ->       and c_name = '數(shù)據(jù)庫';
+-------------+----------+
| stu_id      | stu_name |
+-------------+----------+
| 20210224101 | 張宇     |
| 20210224102 | 劉濤     |
| 20210224103 | 劉蓓     |
+-------------+----------+
3 rows in set (0.06 sec)

--（2）求學(xué)過數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)生的學(xué)號和姓名。
select s.stu_id, s.stu_name
from (select stu_id
      from electives
      where c_id = (select c_id from course where c_name = '數(shù)據(jù)庫')) x,
      electives e, stu s
where x.stu_id = s.stu_id and x.stu_id = e.stu_id and 
      e.c_id = (select c_id from course where c_name = '數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)');
      
--查詢結(jié)果如下
mysql> mysql> select s.stu_id, s.stu_name
    -> from (select stu_id
    ->       from electives
    ->       where c_id = (select c_id from course where c_name = '數(shù)據(jù)庫')) x,
    ->       electives e, stu s
    -> where x.stu_id = s.stu_id and x.stu_id = e.stu_id and 
    ->       e.c_id = (select c_id from course where c_name = '數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)');
+-------------+----------+
| stu_id      | stu_name |
+-------------+----------+
| 20210224101 | 張宇     |
| 20210224102 | 劉濤     |
+-------------+----------+
2 rows in set (0.00 sec)

--（3）求沒學(xué)過數(shù)據(jù)庫課程的學(xué)生的學(xué)號。
select stu_id 
from stu 
where stu_id not in
    (select e.stu_id
     from course c,electives e
     where c.c_id = e.c_id and c_name = '數(shù)據(jù)庫');

--查詢結(jié)果如下
mysql> select stu_id 
    -> from stu 
    -> where stu_id not in
    ->     (select e.stu_id
    ->      from course c,electives e
    ->      where c.c_id = e.c_id and c_name = '數(shù)據(jù)庫');
Empty set (0.07 sec)

--（4）求學(xué)過數(shù)據(jù)庫的先行課的學(xué)生的學(xué)號。
select e.stu_id 
from electives e, course c 
where e.c_id = c.c_id and
      c_name = (select Advance_class from course where c_name = '數(shù)據(jù)庫');
      
--查詢結(jié)果如下
mysql> select e.stu_id 
    -> from electives e, course c 
    -> where e.c_id = c.c_id and
    ->       c_name = (select Advance_class from course where c_name = '數(shù)據(jù)庫');
+-------------+
| stu_id      |
+-------------+
| 20210224101 |
| 20210224103 |
+-------------+
2 rows in set (0.00 sec)

11、設(shè)有一個 SPJ 數(shù)據(jù)庫，包括 S、P、J、SPJ 四個關(guān)系：

S（SNO，SNAME，STATUS，CITY）–供應(yīng)商表S，應(yīng)商表代碼SNO，應(yīng)商表名稱SNAME，應(yīng)商表狀態(tài)STATUS，應(yīng)商表所在城市CITY

P（PNO，PNAME，COLOR，WEIGHT）–零件表P，零件代碼PNO，零件名稱PNAME，顏色COLOR，重量WEIGHT

J（JNO，JNAME，CITY）–工程項(xiàng)目表J，工程項(xiàng)目代碼JNO，工程項(xiàng)目名稱JNAME，工程項(xiàng)目所在城市CITY

SPJ（SNO，PNO，JNO，QTY）–供應(yīng)情況表SPJ，供應(yīng)商代碼SNO，零件代碼PNO，工程項(xiàng)目代碼JNO，供應(yīng)數(shù)量QTY，表示某供應(yīng)商供應(yīng)某種零件給某工程項(xiàng)目的數(shù)量。

請用關(guān)系代碼表示如下查詢：

（1）求供應(yīng)工程 J1 零件的供應(yīng)商號碼 SNO

（2）求供應(yīng)工程 J1 零件 P1 的供應(yīng)商號碼 SNO

（3）求供應(yīng)工程 J1 零件為紅色的供應(yīng)商號碼 SNO

（4）求沒有使用天津供應(yīng)商生產(chǎn)的紅色零件的工程號

（5）求至少用了供應(yīng)商 S1 所供應(yīng)的全部零件的工程號

答案：

（1）π_SNO（σ_JNO=‘J1’(SPJ))

（2）π_SNO（σ_{JNO=‘J1’ ∧ PNO=‘P1’}(SPJ))

12、有以下三個關(guān)系：

S（S#，SNAME，AGE，SEX，NP）–S（學(xué)生），S#（學(xué)號），SNAME（姓名），AGE（年齡），SEX（性別），NP（籍貫）

C（C#，CNAME，TEACHER）–C（課程），C#（課程號），CNAME（課程名），TEACHER（主講教師）

SC（S#，C#，GRADE）–SC（選修），S#（學(xué)號），C#（課程號），GRADE（成績）

請用關(guān)系代數(shù)表示如下查詢：

（1）查詢年齡大于 21 歲的男生的學(xué)號（S#）和姓名（SNAME）。

（2）查詢?nèi)繉W(xué)生都選修的課程的課程號（C#）和課程名（CNAME）。

（3）查詢籍貫為上海的學(xué)生的學(xué)號（S#）、姓名（SNAME）和選修的課程號（C#）。

（4）查詢選修了全部課程的學(xué)生的姓名（SNAME）和年齡（AGE）。

答案：

13、某醫(yī)院病房管理信息如下：

科室：科室名稱，科室地址，科室電話

病房：病房號，床位號，所屬科室名

醫(yī)生：姓名，職稱，所屬科室名，年齡，工作證號

病人：病歷號，姓名，性別，診斷，主管醫(yī)生，病房號

其中，一個科室有多個病房、多個醫(yī)生，一個病房只能屬于一個科室，一個醫(yī)生只屬于一個科室，但可負(fù)責(zé)多個病人的診治，一個病人的主管醫(yī)生只有一個。

請完成以下設(shè)計：

（1）設(shè)計系統(tǒng)的 E-R 圖

（2）將該 E-R 圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型

（3）指出每個關(guān)系的候選碼

答案：

（1）E-R 圖如下圖所示：

（2）E-R 圖對應(yīng)的關(guān)系模型如下：

科室（科室名稱，科室地址，科室電話）

病房（病房號，床位號，所屬科室名）

醫(yī)生（姓名，職稱，所屬科室名，年齡，工作證號）

病人（病歷號，姓名，性別，診斷，主管醫(yī)生，病房號）

（3）每個關(guān)系的候選碼如下：

科室：科室名稱

病房：病房號

醫(yī)生：工作證號

病人：病歷號文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-784326.html

到了這里，關(guān)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與應(yīng)用教程（014）—— 關(guān)系數(shù)據(jù)庫練習(xí)題（一）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！