【正文】 分配到一個(gè)不存在的系中，即被參照關(guān)系“系別”中一定存在一個(gè)元組，它的主碼值等于該參照關(guān)系“學(xué)生”中的外碼值。例如，對(duì)于“學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，系別號(hào)）、系別（系別號(hào)，系名）”兩關(guān)系，“系別號(hào)”為學(xué)生關(guān)系的外碼。例如：在課程關(guān)系T中，若“課程名”屬性為主碼，則“課程名”屬性不能取空值，并且課程名要唯一。關(guān)系模型中可以有三類完整性約束：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性規(guī)則有哪些？試舉例說(shuō)明。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是關(guān)系的集合。關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也有型和值之分。聯(lián)系：關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的，因?yàn)殛P(guān)系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。3）關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)：在關(guān)系模型中，實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)表示。2）關(guān)系：關(guān)系實(shí)際上就是關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容。它可以形式化地表示為：R（U, D, dom, F）。1）關(guān)系模式：關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（Relation Schema）。（3）關(guān)系模式、關(guān)系、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，關(guān)系模式是型，關(guān)系是值。3）外碼：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼，如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則稱F是基本關(guān)系R的外碼（Foreign key）。（2）主碼、候選碼、外碼1）候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱該屬性組為候選碼（Candidate key），關(guān)系至少含有一個(gè)候選碼。聯(lián)系：關(guān)系是笛卡爾積的子集，所以關(guān)系也是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。4）表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組。2）笛卡爾積：給定一組域D 、D 、…、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 、D 、…、D 的笛卡爾積為D D …D ＝｛（d ，d ，…，d）｜d ∈D ，i＝1，2，…，n｝3）關(guān)系（Relation）：D D …D 的任一子集叫作在域D ,D ,…D 上的關(guān)系，用 R(D ,D ,…D )表示。解：見上題“2）關(guān)系模型的關(guān)系操作”。用戶自定義的完整性是應(yīng)用領(lǐng)域特殊要求而需要遵循的約束條件，體現(xiàn)了具體領(lǐng)域中的語(yǔ)義約束。3）關(guān)系模型的三類完整性約束：關(guān)系模型提供了豐富的完整性控制機(jī)制，允許定義三類完整性：實(shí)體完整性、參照完整性和用戶自定義的完整性。(3) 關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言，例如SQL。因此，關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言可以分成三類：(1) 關(guān)系代數(shù)：用對(duì)關(guān)系的集合運(yùn)算表達(dá)查詢要求，例如 ISBL。SQL不但具有豐富的查詢功能，而且具有數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)控制功能，是集查詢、DDL、DML、DCL于一體的關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言。關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算三種語(yǔ)言在表達(dá)功能上是等價(jià)的。關(guān)系演算是用謂詞來(lái)表達(dá)查詢要求的方式。早期的關(guān)系操作能力通常用代數(shù)方式或邏輯方式來(lái)表示，分別稱為關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算。關(guān)系模型中常用的關(guān)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。但關(guān)系模型的這種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠表達(dá)豐富的語(yǔ)義，描述出現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系。三、簡(jiǎn)單、計(jì)算或查詢?cè)囀鲫P(guān)系模型的三要素內(nèi)容。在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，兩個(gè)關(guān)系R1與R2之間存在1：m的聯(lián)系，可以通過(guò)在一個(gè)關(guān)系R2中的_外鍵或外碼或外部關(guān)鍵字_在相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)關(guān)系R1中檢索相對(duì)應(yīng)的記錄。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)操作的特點(diǎn)是__一次一集合_式操作。數(shù)據(jù)庫(kù)描述語(yǔ)言的作用是_定義數(shù)據(jù)庫(kù)_。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系演算語(yǔ)言是以_謂詞演算_為基礎(chǔ)的DML語(yǔ)言。 二、填 空關(guān)系中主碼的取值必須惟一且非空，這條規(guī)則是_實(shí)體_完整性規(guī)則。 有關(guān)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(guān)系S中違反關(guān)系完整性規(guī)則的元組是( )。 、σ和 在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，把( )稱為關(guān)系模式。病人找醫(yī)生治療有個(gè)具體的時(shí)間。2設(shè)要為醫(yī)院的核心主題建立概念模型ER圖，包括病人、醫(yī)生及病人的病歷。2請(qǐng)用擴(kuò)展ER圖的聚集表示方法來(lái)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(chǎn)品有產(chǎn)品名與價(jià)格信息。1請(qǐng)用擴(kuò)展ER圖的表示方法來(lái)表示公司生產(chǎn)特有產(chǎn)品的關(guān)系，其中公司含有公司名、地址、聯(lián)系電話等信息，產(chǎn)品含有產(chǎn)品名與價(jià)格等信息。客戶含有姓名（由姓和名兩部分組成）、客戶號(hào)、電話（客戶一般有多個(gè)電話）、出生日期、年齡、地址（含省、市、街道名、街道號(hào)、樓道號(hào)、房號(hào)與郵政編碼）。1設(shè)學(xué)生含有學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、選修課程、平均成績(jī)（是經(jīng)計(jì)算得到的）等信息，若把選修課程、平均成績(jī)也作為學(xué)生的屬性，請(qǐng)用ER圖表示學(xué)生信息。4）用戶：用戶主要有以下幾種：用于進(jìn)行管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的人員——數(shù)據(jù)庫(kù)管理員；用于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的人員——系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員；用于具體開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的人員——數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序員；用于使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的人員——最終用戶。數(shù)據(jù)庫(kù)這里主要是指物理存儲(chǔ)設(shè)備中有效組織的數(shù)據(jù)集合。要求系統(tǒng)有較高的通道能力，以支持?jǐn)?shù)據(jù)較高的傳送率。為此，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)由計(jì)算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)軟件及各類人員組成。（4）數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能包括數(shù)據(jù)庫(kù)初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)功能、重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。DBMS通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)在建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)提供統(tǒng)一管理和控制，以保證數(shù)據(jù)安全、正確、有效的正常運(yùn)行。其中，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言——SQL語(yǔ)言，就是DML的一種。定義相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和有關(guān)的約束條件。1數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有哪些主要功能？解：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心組成部分，是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的大型系統(tǒng)軟件，用戶在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的一些操作，例如：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)控制，這些操作都是由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2）數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等內(nèi)模式改變了，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)模式/內(nèi)模式映象作相應(yīng)改變，可以使模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變。1）數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性當(dāng)模式改變時(shí)，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)各個(gè)外模式/模式映象作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。又由于數(shù)據(jù)的存取由DBMS管理，用戶不必考慮存取路徑等細(xì)節(jié)，從而簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的編制，大大減少了應(yīng)用程序的維護(hù)和修改。數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象保證了數(shù)據(jù)庫(kù)外模式的穩(wěn)定性，從而根本上保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，使得數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)與程序的獨(dú)立性。為了能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)在這三級(jí)模式之間提供了兩層映象：外模式/模式映象，模式/內(nèi)模式映象。它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式。DBMS提供模式描述語(yǔ)言（模式DDL）來(lái)定義模式。概念模式實(shí)際上是數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)在邏輯級(jí)上的視圖。（2）模式（Schema）：模式又稱概念模式，也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，是數(shù)據(jù)視圖的全部。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)（1）外模式（External Schema）：外模式也稱子模式（SubSchema）或用戶模式，是三級(jí)模式的最外層，它是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶能夠看到和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。一般表示為：關(guān)系名（屬性1，屬性2,…,屬性N）例如教師關(guān)系可描述為：教師（教師號(hào)，姓名，年齡，職稱）1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是什么？為什么要采用這樣的結(jié)構(gòu)？解：1）從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通常采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)。例如，教師號(hào)對(duì)應(yīng)的值0000003都是分量。域：屬性的取值范圍稱為域，如人的年齡一般在1120歲之間，大學(xué)生的年齡屬性的域是1438，性別的域是男和女等等。屬性：二維表中的一列稱為一個(gè)屬性，對(duì)應(yīng)每一個(gè)屬性的名字稱為屬性名。1定義并理解關(guān)系模型中的以下術(shù)語(yǔ)：關(guān)系、元組、屬性、主碼、域、分量、關(guān)系模式解：關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張二維表，如一張教師登記表稱為教師關(guān)系。關(guān)系模型具有查詢效率不如非關(guān)系模型效率高的缺點(diǎn)。（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易用，不僅用關(guān)系描述實(shí)體，而且用關(guān)系描述實(shí)體間的聯(lián)系。由于記錄之間聯(lián)系是通過(guò)存取路徑實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用程序在訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)必須選擇適當(dāng)?shù)拇嫒÷窂?，因此，用戶必須了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，加重了編寫程序的負(fù)擔(dān)。網(wǎng)狀模型的缺點(diǎn)主要有：（1）結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握。2）網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)網(wǎng)狀模型的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親。(3)查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn)，缺乏快速定位機(jī)制。層次模型的缺點(diǎn)主要有：(1)現(xiàn)實(shí)世界中很多聯(lián)系是非層次性的，如多對(duì)多聯(lián)系，一個(gè)結(jié)點(diǎn)具有多個(gè)雙親等，層次模型表示這類聯(lián)系的方法很笨拙，只能通過(guò)引入冗余數(shù)據(jù)或創(chuàng)建非自然的數(shù)據(jù)組織來(lái)解決。(2)對(duì)于實(shí)體間聯(lián)系是固定的，且預(yù)先定義好的應(yīng)用系統(tǒng)，采用層次模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，其性能較優(yōu)。 教師/授課/課程的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例3）關(guān)系模型的實(shí)例學(xué)號(hào)SNO課程號(hào)CNO成績(jī)SCORE200401C185200401C292200401C384200402C294200403C383SC選課表試述層次、網(wǎng)狀和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)。同樣，課程與授課之間的聯(lián)系也是一對(duì)多的聯(lián)系，聯(lián)系名為CTC。每個(gè)教師可以講授多門課程，顯然對(duì)教師記錄中的一個(gè)值，授課記錄中可以有多個(gè)值與之聯(lián)系，而授課記錄中的一個(gè)值，只能與教師記錄中的一個(gè)值聯(lián)系。 教師學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)模型。學(xué)生與教師是葉結(jié)點(diǎn)，它們沒(méi)有子女結(jié)點(diǎn)。記錄類型學(xué)生由學(xué)號(hào)、姓名、年齡三個(gè)字段組成。它有兩個(gè)子女結(jié)點(diǎn)教研室和學(xué)生。該層次數(shù)據(jù)庫(kù)有四個(gè)記錄型。解：1）層次模型的實(shí)例。請(qǐng)用ER圖畫出此關(guān)于產(chǎn)品，零件，材料，倉(cāng)庫(kù)的概念模型，注明聯(lián)系類型。一個(gè)倉(cāng)庫(kù)存放多種產(chǎn)品，一種產(chǎn)品存放在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)中。解：每種工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品由不同的零件組成，有的零件可用于不同的產(chǎn)品。學(xué)校有若干個(gè)系，每個(gè)系有若干班級(jí)和教研室，每個(gè)教研室有若干教師，每個(gè)教師只教一門課，每門課可由多個(gè)教師教；每個(gè)班有若干學(xué)生，每個(gè)學(xué)生選修若干課程，每門課程可由若干學(xué)生選修。聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1：1：n或m：n）。屬性：用橢圓表示，橢圓形內(nèi)寫明屬性名。ER圖是體現(xiàn)實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的之間關(guān)系的圖形表示形式。該方法用直觀圖形來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界抽象出的信息。具體略。例如，一門課程同時(shí)有若干個(gè)教師講授，而一個(gè)教師可以同時(shí)講授多門課程，則課程與教師之間具有多對(duì)多聯(lián)系。例如，一個(gè)系中有若干名教師，而每個(gè)教師只在一個(gè)系中任教，則系與教師之間具有一對(duì)多聯(lián)系。例如，在學(xué)校里，一個(gè)系只有一個(gè)系主任，而一個(gè)系主任只在某一個(gè)系中任職，則系型與系主任型之間（或說(shuō)系與系主任之間）具有一對(duì)一聯(lián)系。兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系有以下三種：1）一對(duì)一聯(lián)系：如果實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，至多有一個(gè)實(shí)體集B的實(shí)體與之對(duì)應(yīng)。例如教師號(hào)在教師實(shí)體中就是碼。例如教師實(shí)體可以由教師號(hào)、姓名、年齡、職稱等屬性組成。李四39。張三39。例如，全體教師就是一個(gè)實(shí)體集。例如，教師（教師號(hào)，姓名，職稱，年齡）就是一個(gè)教師實(shí)體型。（2）實(shí)體型：具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)。例如，一個(gè)學(xué)生，一位老師，一門課程，一個(gè)部門；也可以是抽象的概念或聯(lián)系，把它看作為實(shí)體。定義并理解概念模型中的以下術(shù)語(yǔ)：實(shí)體、實(shí)體型、實(shí)體集、屬性、碼、實(shí)體聯(lián)系圖（ER圖）、三種聯(lián)系類型解：（1）實(shí)體：實(shí)體是指客觀存在并可以相互區(qū)別的事物。概念模型提供給我們從現(xiàn)實(shí)世界到信息世界模型化數(shù)據(jù)和信息手段與工具。為了把現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象、組織為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，人們常常首先將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換（或數(shù)據(jù)化）為機(jī)器世界。解：數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面的要求：一是能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；二是容易為人所理解；三是便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)模型的三要素緊密依賴相互作用形成一個(gè)整體(如圖示意)，如此才能全面正確地抽象、描述來(lái)反映現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的特征。（3）數(shù)據(jù)完整性約束：數(shù)據(jù)的完整性約束是一組完整性約束規(guī)則的集合。數(shù)據(jù)模型的三要素示意圖（2）數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)操作用于描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象及對(duì)象的實(shí)例允許執(zhí)行的操作的集合，包括對(duì)象的創(chuàng)建、修改和刪除，對(duì)對(duì)象實(shí)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(guān)的操作等。數(shù)據(jù)模型按其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ汀?）數(shù)據(jù)模型的三要素：數(shù)據(jù)模型一般由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)完整性約束三部分組成（俗稱三要素），是嚴(yán)格定義的一組概念的集合。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，各種機(jī)器上實(shí)現(xiàn)的DBMS軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。為了把現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象、組織為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，人們常常首先將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換（或數(shù)據(jù)化）為機(jī)器世界。第一類模型是概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模的，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。不同的數(shù)據(jù)模型實(shí)際上是提供給我們模型化數(shù)據(jù)和信息的不同工具。解：1）數(shù)據(jù)模型的概念：數(shù)據(jù)模型是模型中的一種，是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，它描述了系統(tǒng)的三個(gè)方面：靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和完整性約束條件。4）數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制：DBMS為保證共享數(shù)據(jù)的安全、正確、可靠等提供以下幾方面的數(shù)據(jù)控制功能：（1）數(shù)據(jù)的