【正文】 S(a，b，c) ∧┐ T(a，b，c)⑥ π a，b (R): W(a，b)←R(a，b，c) 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 σ F(R)的關(guān)系邏輯規(guī)則。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。πSCS， C（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄19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。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。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。設(shè) L1=π S（σ SEX=39。② 畫出查詢表達(dá)式的語法樹。此時(shí)不可以把 π 操作往里移。正確的式子應(yīng)該是 π W(R－S) =π W(R)－S。F39。s339。M39。2339。 ∧ t 1=u1 ∧ t 2=u2)}再簡(jiǎn)化成：{ t 1 t2 | C(t1 t2 39。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。⑹ { t | (?u) (?v) (SC(u) ∧ SC(v) ∧ u[1]=v[1] ∧ u[2]≠v[2] ∧ t[1]=u[1])}⑺ { 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）。 ∧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]=39。 ∧ 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]=39。 ∧ t[1]=u[1] ∧ t[2]=u[2])}⑵ { t | (?u) (S(u) ∧ u[3]＞23 ∧ u[4]=39。LIU39。WANG39。F39。M39。LIU39。⑥ 檢索至少選修兩門課的學(xué)生學(xué)號(hào)。② 檢索年齡大于 23歲的男學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。}③ R∪ S：{ t1t2t3 | R(t1t2t3) ∨ S(t 1t2t3)}④ R∩ S：{ t1t2t3 | R(t1t2t3) ∧ S(t 1t2t3)}⑤ R－ S：{ t1t2t3 | R(t1t2t3) ∧┓ S(t 1t2t3)}⑥ π 1,2（R） π 2,3（S）：{ t1t2t3 | (?u3) (?v1) | R(t1t2u3) ∧ S(v 1t2t3)} 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）∧（?b 1） （?b 2） （R（ab 1）∧R（cb 2）∧b 1b2） ）}解：① π 1（σ 2=′17′ （R））② R?S③ π 1（R ）∪（S 247。（R）：{ t | R(t) ∧ t[2]= 39。②域表達(dá)式為：{ t1t2 | R(t1t2)∧( ?u1) (?u2) ( S(u1u2) ∧ u 1≠t 2)}③關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為：π 1，2 （σ 2≠3 （RS ））或 π 1，2 （R ?S） 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。（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄13⑶ 再轉(zhuǎn)換成域表達(dá)式：{ w1 w2 | (?u1) (?u2) (?u3) (?v1) (?v2) (R(u1u2u3) ∧ S(v1v2) ∧ (u2=v1 ∨ u3=v1) ∧ w1=u1 ∧ w 2=v2)}再化簡(jiǎn)（消去 u1，v 2）可得：{ w1 w2 | (?u2) (?u3) (?v1) (R(w1u2u3) ∧ S(v 1w2) ∧ (u 2=v1 ∨ u 3=v1))} 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漢語查詢句子。②元組表達(dá)式。那么，R S 的元數(shù)為 r+s，元組個(gè)數(shù)為 mn；（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄11 R?S 的元數(shù)也是 r+s，但元組個(gè)數(shù)小于等于 mn；R?S 的元數(shù)小于等于 r+s，元組個(gè)數(shù)也小于等于 mn； 設(shè)有關(guān)系 R和 S：R A B C S A B C3 6 7 3 4 52 5 7 7 2 37 2 34 4 3計(jì)算 R∪S，RS，R∩S，RS，π 3,2（S）,σ B’5’(R),R 22 S, R S。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。，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。域：屬性的取值范圍，稱為域。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。π C（C）表示，而不能寫成 π S （SC 247。C239。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”。（2）教材中 P63 的例 （元組表達(dá)式的應(yīng)用實(shí)例） 。關(guān)系演算的安全性和等價(jià)性。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。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。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？ 自測(cè)題答案 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，host language)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 DBA17．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 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. A 問答題答案：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 。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_______。15．DBA 有兩個(gè)很重要的工具：__________和__________。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。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)。3．文件系統(tǒng)的缺陷是：_________、_________和__________。 DBS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。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。 使用 DBS的用戶有哪幾類？答：（略，見習(xí)題 ） DBMS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 ） 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 ） 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） 。答：從四個(gè)方面解釋： 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。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。這些功能分別由各個(gè)實(shí)用程序完成。將處理結(jié)果返回給用戶。將用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成低層指令； 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” 。 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。概念級(jí)是 DB 的整體邏輯結(jié)構(gòu)，其描述稱為概念模式。 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） 。記錄之間聯(lián)系通過關(guān)鍵碼實(shí)現(xiàn)。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。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。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； 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。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。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。1969 年美國 CODASYL 組織 DBTG 報(bào)告，提出網(wǎng)狀 DBS 的概念；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。 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。 試解釋 DB、DBMS 和 DBS 三個(gè)概念。（3）教材 P28 的圖 （ DBMS 的工作模式） 。（6）DBMSDBMS 的工作模式、主要功能和模塊組成。（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄1第 2 部分 各章習(xí)題解答及自測(cè)題第 1 章 數(shù)據(jù)庫概論 基本內(nèi)容分析 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)。（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。（2）教材 P25 的圖 （ DB 的體系結(jié)構(gòu)） 。邏輯數(shù)據(jù)：指程序員或用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式。聯(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: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” 。數(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” 。結(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（2022/9/21 ） （GJDA ） （共 2 頁） 目錄2計(jì)算機(jī)觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模的數(shù)據(jù)模型。網(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。外模式：是用戶用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。內(nèi)模式：DB 在物理存儲(chǔ)方面的描述。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。物理數(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。主語言：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。DML：對(duì) DB 進(jìn)行查詢和更新操作的語言，稱為 DML。非過程性語言：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 系統(tǒng)：管理 DD 的軟件系統(tǒng)，稱為 DD 系統(tǒng)。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)。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。1968 年 IBM 公司研