【正文】 照關系“學生”中的外碼值。例如，對于“學生（學號，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。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，并且課程名要唯一。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。關系數(shù)據庫的完整性規(guī)則有哪些？試舉例說明。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。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。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。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。它可以形式化地表示為：R（U, D, dom, F）。1）關系模式：關系的描述稱為關系模式（Relation Schema）。（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。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Ks相對應，則稱F是基本關系R的外碼（Foreign key）。（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。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。4）表的每行對應一個元組。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）關系（Relation）：D D …D 的任一子集叫作在域D ,D ,…D 上的關系，用 R(D ,D ,…D )表示。解：見上題“2）關系模型的關系操作”。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。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。(3) 關系數(shù)據語言，例如SQL。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。SQL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。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。關系演算是用謂詞來表達查詢要求的方式。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。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。三、簡單、計算或查詢試述關系模型的三要素內容。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。關系數(shù)據庫操作的特點是__一次一集合_式操作。數(shù)據庫描述語言的作用是_定義數(shù)據庫_。關系數(shù)據庫的關系演算語言是以_謂詞演算_為基礎的DML語言。 二、填 空關系中主碼的取值必須惟一且非空，這條規(guī)則是_實體_完整性規(guī)則。 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( )。 、σ和 在關系數(shù)據模型中，把( )稱為關系模式。病人找醫(yī)生治療有個具體的時間。2設要為醫(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請用擴展ER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。1請用擴展ER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?？蛻艉行彰ㄓ尚蘸兔麅刹糠纸M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）。1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ER圖表示學生信息。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——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——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——數(shù)據庫應用程序員；用于使用數(shù)據庫系統(tǒng)的人員——最終用戶。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。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。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。（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。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。其中，國際標準數(shù)據庫操作語言——SQL語言，就是DML的一種。定義相關的數(shù)據庫系統(tǒng)的結構和有關的約束條件。1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。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。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。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。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。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。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提供模式描述語言（模式DDL）來定義模式。概念模式實際上是數(shù)據庫數(shù)據在邏輯級上的視圖。（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。 數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構（1）外模式（External Schema）：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。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）1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。例如，教師號對應的值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屬性，對應每一個屬性的名字稱為屬性名。1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。關系模型具有查詢效率不如非關系模型效率高的缺點。（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。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÷窂剑虼?，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。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）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。(3)查詢子女結點必須通過雙親結點，缺乏快速定位機制。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)，采用層次模型來實現(xiàn)，其性能較優(yōu)。 教師/授課/課程的網狀數(shù)據庫實例3）關系模型的實例學號SNO課程號CNO成績SCORE200401C185200401C292200401C384200402C294200403C383SC選課表試述層次、網狀和關系數(shù)據庫的優(yōu)缺點。同樣，課程與授課之間的聯(lián)系也是一對多的聯(lián)系，聯(lián)系名為CTC。每個教師可以講授多門課程，顯然對教師記錄中的一個值，授課記錄中可以有多個值與之聯(lián)系，而授課記錄中的一個值，只能與教師記錄中的一個值聯(lián)系。 教師學生數(shù)據庫模型。學生與教師是葉結點，它們沒有子女結點。記錄類型學生由學號、姓名、年齡三個字段組成。它有兩個子女結點教研室和學生。該層次數(shù)據庫有四個記錄型。解：1）層次模型的實例。請用ER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。一個倉庫存放多種產品，一種產品存放在一個倉庫中。解：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。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。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：n或m：n）。屬性：用橢圓表示，橢圓形內寫明屬性名。ER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。該方法用直觀圖形來描述現(xiàn)實世界抽象出的信息。具體略。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。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。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。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。例如教師號在教師實體中就是碼。例如教師實體可以由教師號、姓名、年齡、職稱等屬性組成。李四39。張三39。例如，全體教師就是一個實體集。例如，教師（教師號，姓名，職稱，年齡）就是一個教師實體型。（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。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。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（ER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。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。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。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)。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。（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。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。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。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。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。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。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。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。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。邏輯獨立