关系代数表达式练习题
学生管理系统中有学生表、课程表、成绩表、班级表
(1)学生表（学号，姓名，性别，出生年月，住址，电话，班级号）
(2)课程表（课程号，课程名，课时数，学分数）
(3)成绩表（学号，课程号，成绩）
(4)班级表（班级号，班级名，专业名，入学年，人数，班长学号）
写出下列操作的关系代数表达式
1.找出所有被学生选修了的课程号
2.找出班级名为“xxx”班级的女同学的个人基本信息。
3.找出姓李的学生的个人基本信息
4.查询“xxx”班级的班长基本信息
5.查询与李勇在同一班的学生的基本信息
6.查询所有管理类专业（如：工商管理、信息管理、旅游管理、管理科学与工
程等）学生的基本信息。
7.查询选修了课程名“xxx“的学生的学号和姓名
8.查询李勇所在班级的学生人数
9.找出“2007信管“班中没有选修课程“数据库“的学生的学号、姓名
10.列出“xxx“同学所修全部课程的名称和成绩
11.查询全体学生的学习信息，要求按学号排序
12.找出课程名为‘操作系统’的平均成绩、最高分、最低分
13.找出今天（或1月20日）过生日的学生学号、姓名和班级名
14.找出选修了全部课程的学生学号、姓名和班级
15.统计选修了课程名“xxx“的学生人数
16.统计每门课程的选课人数
17.求每个班学生每门课的平均成绩
18.查询选修课程中没有不及格分数的学生学号、姓名和班级
19.查询有3门课程不及格的学生的学号、姓名及所在的班级名
20.求2009信息管理专业学生中已选修过管理信息系统的先修课的学生姓名。
P
关系代数 关系代数是关系数据库系统查询语言的理论基础。 关系代数的9种操作： 并、交、差、乘、选择、投影、联接、除、自然联接运算。 五个基本操作： 并(∪) 差(-) 笛卡尔积（×）投影(σ) 选择(π) 四个组合操作： 交(∩) 联接（等值联接）自然联接(RS) 除法(÷) 关系代数表达式： 由关系代数运算经有限次复合而成的式子称为关系代数表达式。这种表达式的运算结果仍然是一个关系。可以用关系代数表达式表示对数据库的查询和更新操作。 关系代数(演算)要求掌握各种语句的应用，多做书中的例题可以帮助自己熟能生巧。 关系代数表达式举例 用关系代数表示数据查询的典型例子 [例]设教学数据库中有3个关系： 学生关系S(SNO,SNAME,AGE,SEX) 学习关系SC(SNO,CNO,GRADE) 课程关系C(CNO,CNAME,TEACHER) 下面用关系代数表达式表达每个查询语句。 (1) 检索学习课程号为C2的学生学号与成绩。 πSNO，GRADE(σCNO='C2'(SC)) (2) 检索学习课程号为C2的学生学号与姓名 πSNO，SNAME(σCNO='C2'(SSC)) 由于这个查询涉及到两个关系S和SC，因此先对这两个关系进行自然连接，同一位学生的有关的信息，然后再执行选择投影操作。 此查询亦可等价地写成： πSNO，SNAME（S）（πSNO(σCNO='C2'(SC))） 这个表达式中自然连接的右分量为"学了C2课的学生学号的集合"。这个表达式比前一个表达式优化，执行起来要省时间，省空间。 （3）检索选修课程名为MATHS的学生学号与姓名。 πSNO，SANME(σCNAME='MATHS'(SSCC)) （4）检索选修课程号为C2或C4的学生学号。 πSNO(σCNO='C2'∨CNO='C4'(SC)) （5）检索至少选修课程号为C2或C4的学生学号。 π1(σ1=4∧2='C2'∧5='C4'（SC×SC）) 这里（SC×SC）表示关系SC自身相乘的乘积操作，其中数字1，2，4，5都为它的结果
关系代数表达式： 由关系代数运算经有限次复合而成的式子称为关系代数表达式。 这种表达式的运算结果仍然是一个关系。可以用关系代数表达式表示对数据库的查询和更新操作。 关系代数(演算)要求掌握各种语句的应用 1：设教学数据库中有3个关系： 学生关系S(SNO,SNAME,AGE,SEX) 学习关系SC(SNO,CNO,GRADE) 课程关系C(CNO,CNAME,TEACHER) 下面用关系代数表达式表达每个查询语句。 (1) 检索学习课程号为C2的学生学号与成绩。 πSNO，GRADE(σCNO='C2'(SC)) (2) 检索学习课程号为C2的学生学号与姓名 πSNO，SNAME(σCNO='C2'(S SC)) 由于这个查询涉及到两个关系S和SC，因此先对这两个关系进行自然连接，同一位学生的有关的信息，然后再执行选择投影操作。
此查询亦可等价地写成： πSNO，SNAME（S）（πSNO(σCNO='C2'(SC))） 这个表达式中自然连接的右分量为"学了C2课的学生学号的集合"。这个表达式比前一个表达式优化，执行起来要省时间，省空间。 （3）检索选修课程名为MATHS的学生学号与姓名。 πSNO，SANME(σCNAME='MATHS'(S SC C)) （4）检索选修课程号为C2或C4的学生学号。 πSNO(σCNO='C2'∨CNO='C4'(SC)) （5）检索选修课程号为C2和C4的学生学号。 π1(σ1=4∧2='C2'∧5='C4'（SC×SC）) 这里（SC×SC）表示关系SC自身相乘的乘积操作，其中数字1，2，4，5都为它的结果关系中的属性序号。 比较这一题与上一题的差别。 （6）检索不学C2课的学生姓名与年龄。 πSNAME，AGE（S）－πSNAME，AGE(σCNO='C2'（S SC）)
1.设有如图所示的关系S、SC和C,试用关系代数表达式表示下列查询语句: S C SC S# SNAME AGE SEX 1 李强23 男 2 刘丽22 女5 张友22 男C# CNAME TEACHER k1 C语言王华 k5 数据库原理程军 k8 编译原理程军 S# C# GRADE 1 k1 83 2 k1 85 5 k1 92 2 k5 90 5 k5 84 5 k8 80 (1) 检索”程军”老师所授课的课程号(C#)和课程名(CNAME)。 (2) 检索年龄大于21的男学生学号(S#)和姓名(SNAME)。 (3) 检索至少选修”程军”老师所授全部课程的学生姓名(SNAME)。 (4) 检索”李强”同学不学课程的课程号(C#)。 (5) 检索至少选修两门课程的课程号(S#)。 (6) 检索全部学生都选修的课程的课程号(C#)和课程名(CNAME)。 (7) 检索选修课程包含”程军”老师所授课程之一的学生学号(S#)。 (8) 检索选修课程号为k1和k5的学生学号(S#)。 (9) 检索选修全部课程的学生姓名(SNAME)。 (10) 检索选修课程包含学号为2的学生所选修课程的学生学号(S#)。 (11) 检索选修课程名为”C语言”的学生学号(S#)和姓名(SNAME)。（12）检索没有一门课程成绩不及格的学生学号，姓名。 答:本题各个查询语句对应的关系代数表达式表示如下: (1) ΠC#,CNAME(σTEACHER ='程军'(C)) (2) ΠS#,SNAME(σAGE>21^SEX ='男'(S)) (3) ΠSNAME(S(ΠS#,C#(SC)÷ΠC#(σTEACHER ='程军'(C)))) (4) ΠC#(C)-ΠC#(σSNAME ='李强'(S)∞SC) (5) ΠS# (σ1=4^2≠5 (S C×SC)) (6) ΠC#,CNAME(C∞(ΠS#,C#(SC)÷ΠS#(S))) (7) ΠS# (SC∞ΠC# (σTEACHER ='程军'(C))) (8) ΠS#,C#(SC)÷ΠC#(σC#=’K1’VC#=’K5’ (C)) (9) ΠSNAME(S∞(ΠS#,C#(SC)÷ΠC#(C))) (10) ΠS#,C#(SC)÷ΠC#(σC#=’2’ (S C)) (11) ΠS#,SNAME(S∞ΠS#(SC∞(σCNAME ='C语言'(C)))) （12）П学号，姓名(学生)-П学号，姓名(σ分数<60(学生∞学习))。
1. 下面的选项不是关系数据库基本特征的是（）。 A.不同的列应有不同的数据类型 B.不同的列应有不同的列名 C.与行的次序无关 D.与列的次序无关 2. 一个关系只有一个（）。 A.候选码 B. 外码 C. 超码 D. 主码 3. 关系模型中，一个码是（）。 A.可以由多个任意属性组成 B.至多由一个属性组成 C.可有多个或者一个其值能够唯一表示该关系模式中任何元组的属性组成 D.以上都不是 4. 现有如下关系： 患者（患者编号，患者姓名，性别，出生日起，所在单位） 医疗（患者编号，患者姓名，医生编号，医生姓名，诊断日期，诊断结果） 其中，医疗关系中的外码是（）。 A. 患者编号 B. 患者姓名 C. 患者编号和患者姓名 D. 医生编号和患者编号 5. 现有一个关系：借阅（书号，书名，库存数，读者号，借期，还期），假如同一本书允许一个读者多次借阅，但不能同时对一种书借多本，则该关系模式的外码是（）。 A. 书号 B. 读者号 C. 书号+读者号 D. 书号+读者号+借期 6. 关系模型中实现实体间N：M 联系是通过增加一个（）。
A.关系实现 B. 属性实现 C. 关系或一个属性实现 D. 关系和一个属性实现 7. 关系代数运算是以（）为基础的运算。 A. 关系运算 B. 谓词演算 C. 集合运算 D. 代数运算 8. 关系数据库管理系统应能实现的专门关系运算包括（）。 A. 排序、索引、统计 B. 选择、投影、连接 C. 关联、更新、排序 D. 显示、打印、制表 9. 五种基本关系代数运算是（）。 A.∪－× σ π B.∪－σ π C.∪∩× σ π D.∪∩σ π 11. 关系数据库中的投影操作是指从关系中（）。 A.抽出特定记录 B. 抽出特定字段 C.建立相应的影像 D. 建立相应的图形 12. 从一个数据库文件中取出满足某个条件的所有记录形成一个新的数据库文件的操作是（）操作。 A.投影 B. 联接 C. 选择 D. 复制 13. 关系代数中的联接操作是由（）操作组合而成。 A.选择和投影 B. 选择和笛卡尔积 C.投影、选择、笛卡尔积 D. 投影和笛卡尔积 14. 自然联接是构成新关系的有效方法。一般情况下，当对关系R和S是用自然联接时，要求R和S含有一个或者多个共有的（）。 A.记录 B. 行 C. 属性 D. 元组 15. 假设有关系R和S，在下列的关系运算中，（）运算不要求：“R 和S具有相同的元数，且它们的对应属性的数据类型也相同” 。
针对书上的学生选课数据库S_T，用关系代数和SQL语言完成以下查询： 1、查询“CS”系所有学生的学号和姓名。 2、Slelect sno,sname from student where sdept =’CS’ 3、查询所有姓“刘”的学生的信息。 4、Select * from student where sname like ‘刘%’ 5、查询年龄在18至20岁之间的学生信息。 6、Select * from student where sage between 18 and 20 7、查询不在“CS”系也不在“MA”系的学生的所有信息。 8、Select * from student where sdept not in (‘CS’,’MA’) 9、查询“CS”系所有学生的平均年龄。 10、Select avg(sage) from student where sdept like ‘CS’ 11、查询课程名是以“系统”结尾的课程信息。 12、Select * from course where cname like ‘%系统’ 13、查询先行课为“6”号课程的课程信息。 14、Select * from course where cpno=6 15、查询间接先行课为“5”号课程的课程号及课程名。 16、Select , from c c1,c c2 where = and =5 17、Select cno ,cname from course where cpno in (select cno from course where cpno=5) 18、查询没有先行课的课程名。 19、Select cname from course where cpno is null 20、查询选修了“1”号课程的学生选课信息。 21、Select * from sc where cno=1 22、查询成绩为90分以上的学生姓名和课程名。 23、Select sname ,cname from s,c,sc where = and = and grade>=90 24、查询被选修了的课程号及课程名。
第二章关系代数 教学目的： 本章实际上研究的是关系的运算。 学习目的： 关系运算是设计关系数据库操作语言的基础，因为其中的每一个询问往往表示成一个关系运算表达式，在我们的课程中，数据及联系都是用关系表示的，所以实现数据间的联系也可以用关系运算来完成。 通过本章学习，应重点掌握： (1)关系数据库的基本概念； (2)如何用关系代数表达式来表达实际查询问题； (3)如何用元组演算表达式来表达实际查询问题； (4)如何用域演算表达式来表达实际查询问题； (5)如何将关系代数表达式转换为元组演算表达式或转换为域演算表达式。 了解和掌握关系数据结构中涉及到的域、笛卡儿积、关系模式等有关内容的含义； 掌握关系的实体完整性和参照完整性的定义； 掌握关系代数中的并、交、差、笛卡儿积运算，以及选择、投影和连接运算。 教学重点： 关系的实体完整性和参照完整性的定义； 关系代数中的并、交、差、笛卡儿积运算，以及选择、投影和连接运算。 教学难点：关系代数中的并、交、差、笛卡儿积运算，以及选择、投影和连接运算。 教学方法：实例法 教学内容：如下： 关系模型 关系模型是一种简单的二维表格结构，每个二维表称做一个关系，一个二维表的表头，即所有列的标题称为一个元组，每一列数据称为一个属性，列标题称估属性名。同一个关系中不允许出现重复元组和相同属性名的属性。 1．关系模型组成 关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。关系操作分为两大部分如图所示。
2．关系操作的特点 关系操作的特点是操作对象和操作结果都是集合。而非关系数据模型的数据操作方式则为一次一个记录的方式。 关系数据语言分为三类： (1)关系代数语言：如ISBL ； (2)关系演算语言：分为元组关系演算语言(如Alpha ，Quel)、域关系演算语言(如QBE)； (3)具有关系代数和关系演算双重特点的语言：如SQL 。 3．关系数据结构及其形式化定义 （1）域 定义 域是一组具有相同数据类型的值的集合。 （2）笛卡尔积 定义 设D 1，D 2，D 3，…，D n ，为任意集合，定义D l ，D 2，D 3，…，D n 的笛卡尔积为 D 1×D 2×D 3×…×D n ＝{(d1，d2，d3，…dn)[di ∈Di ，i ＝1，2，3…，n] 其中每一个元素(dl ，d2，d3，…，dn ，)叫做一个n 元组(n 一tuple)或简称为元组(Tuple)，每一个值di 叫做一个分量(Component)，若Di(i ＝l ，2，…n)为有限集，其基数(Cardinal number)为mi(i=l ，2，3，…，n)， 则D 1×D 2×D 3×…×D n 的基数M 为 M ＝ ∏=n i 1 mi
(1)∏Sname(S∞(∏S#,C#(SC)÷∏C#(σteacher=“程军”(C)))) 说明：根据条件由课程关系得到课程号→由课程号在SC关系中得到学生号→ 由学生号在学生表中查找学生姓名。 1、先在C关系中进行选择运算，选择关系式选出给定条件的元组。这里 选出 2 关系，这里从上面得到的关系当中投影出C#的属性。得到结果如下： 3、对SC C#这两列： 4、将步骤3得到的关系B进行除运算。除运算的 定义在课本上，这里我想简单说明此处是怎么得到的： 关系A和关系B具有相同的属性名，满足除运算的条件→此处除运算的结果时关系A中S#的分量值，也就是说结果肯定是一个在1,2,5当中取值的集合→ 首先我们计算1的象集为{k1}，2的象集为{k1,k5}，5的象集为{k1,k5,k8} → B关系在C#上的投影为{k5,k8}，因此这里只有5的象集{k1,k5,k8}B关系在C#上的投影为{k5,k8}。因此A关系除以B关系的结果为： 5、关系D与S 行比较的分量必须有相同的属性组，并且结果中把重复的属性组去掉。连接结果为： 6
(2)∏C#(C)-∏C#(σSname=“李强”(S)∞SC) 说明：首先在S关系中选出姓名为李强的元组→与SC关系进行连接运算在得到的新关系上进行投影运算得到李强学习的课程号→在课程关系中进行投影运算得到所有课程的课程号–李强学习的课程号得到的就是李强不学习的课程号，最终结果为：{k5，k8}。 (3)∏C#,Cname(C∞(∏S#,C#(SC)÷∏S#(S)) 说明：解题思路：这道题目要检索学生都选修的课程号和课程名，关键就在那个“都”字上，我们知道，除运算所满足的条件：元组X上的分量值x的象集Yx包含S在Y上的投影的集合。抽象不要紧，实例化之后就能看懂了。 1、首先在SC关系上选出S#和C#这两列属性得到一个新的关系我们称为 A，从S关系当中选出S#这列属性得到的关系我们称为B，A和B做除运算的流程： 首先计算k1的象集{1,2,5}{2,5}，k8的象集{5}，关系B在S#上的投影{1,2,5}。由此可看出只有k1的象集{1,2,5}包含B在S#上的投影{1,2,5}。因此除运算的结果为{k1}。关系表示为： 2、将除运算的结果关系D与题目当中的关系C进行连接运算，并选择其 中的C#和Cname
习题四 1. 试述关系模型的三个组成部分。 .关系是由（R，U，D,dom,F ）组成，R 为关系名，关系结构、关系操作、关系完整性约束 U 位组成关系的元组属性集合，D 为属性集合U 来自的域，dom 为对象关系的映像集合，F 为属性依赖关系集合。关系操作为关系代数、关系演算、关系映象操作，此语言表达能和功能强大，约束：参照完整性约束，用户自定义约束，实体完整性约束。 2. 试述关系数据语言的特点和分类。 关系操作语言灵活方便、语言表达能力和功能强，其特点：操作一体化，操作方式一次一集合，高度的非过程化的操作，关系操作语言包括：关系代数语言、关系演算语言、基于映像 的语言，关系代数语言是对关系的运算来表达查询的语言，关系演算语言查询元组的应该满足的谓词条件的运算查询语言， 基于映像的语言具有关系代数与关系演算的语言的双重特点 语言查询！
3. 定义并解释下列术语，说明它们之间的联系与区别。 主码、候选码、外码。）1 在一个关系中某个属性（或属性组）能够唯一标识一个元组，则称该属性为候选码，选择其 R 中属性F 不是R 的码，h 为K 关系的主码，如果F 与h 相对应，中一个为主码，在关系 则称 F 为管系R 的外码 笛卡尔积、关系、元组、属性、域。2）给定一组域D1,D2,D3 3）关系、关系模式、关系数据库。 4. 试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中，为什么外码属性的值也可以为空？什么 情况下才可以为空？ 5. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。 6. 对于学生选课关系，其关系模式为： 学生（学号，姓名，年龄，所在系）； 课程（课程名，课程号，先行课）； 选课（学号，课程号成绩）。 用关系代数完成如下查询。 求学过数据库课程的学生的姓名和学号。1） 求学过数据库和数据结构的学生姓名和学号。2）求没学过数
数据库关系代数表达式学习 关系代数是关系数据库系统查询语言的理论基础 一、关系代数的9种操作： 关系代数中包括了：并、交、差、乘、选择、投影、联接、除、自然联接等操作。 五个基本操作： 并(∪)、差(-)、笛卡尔积(×)、投影(σ)、选择(π) 四个组合操作： 交(∩)、联接(等值联接)、自然联接(R S)、除法(÷) 注2：等值连接表示先做笛卡尔积(×)之后，对相应列进行选择或等值关联后的结果(仅筛选行、不筛选列) 注2：自然连接表示两个关系中若有相同名称的属性，则自动作为关联条件，且仅列出一列 二、关系代数表达式： 由关系代数运算经有限次复合而成的式子称为关系代数表达式。这种表达式的运算结果仍然是一个关系。可以用关系代数表达式表示对数据库的查询和更新操作。 三、举例说明： 设教学数据库中有3个关系： 学生关系S(SNO, SNAME,AGE,SEX) 学习关系SC(SNO,CNO,GRADE) 课程关系C(CNO,CNAME,TEACHER) (1) 检索学习课程号为C2的学生学号与成绩 ------------------------------------ SELECT SNO,GRADE FROM SC WHERE CNO='C2' ------------------------------------ π SNO, GRADE (σ CNO='C2' (SC)) ************************************ (2) 检索学习课程号为C2的学生学号与姓名 ------------------------------------ SELECT SC.SNO,S.SNAME
一、选择题 1关系代数运算可以分为两类：传统的集合运算和专门的关系运算?下面列出的操作符中，属于传统的集合运算是（ A ） I .n（交）n .u（并）『x（广义笛卡儿积）w?一（差）v.n（投影）w选择） A）I、n、川和w B）川、w、V和w C）I、川、V和w D）都是 2、关系数据库管理系统能实现的专门关系操作包括（B） A、显来，打印和制表 B、选择，投影和连接 C、关联、更新和排序 D、排序、索引和统计 3、在关系数据基本操作中，从表中选项出满足某种条件的记录的操作称为（ A ） A、选择 B、投影 C、连接 D、扫描 4、元组的集合在关系数据库中称为关系，一般来说，表示元组的属性或者最小属性组称为D A、字段 B、索引 C、标记 D、主键 5、在下面3个关系中 学生S （SNO , SNAME , SEX, AGE ）课程 C （CNO , CNAME , CREDIT ）学生选课SC （SNO, CNO , GRADE ） 要查找选修“数据库”课程的女学生的姓名，将涉及到关系（D） A、S B、C, SC C、S, SC DS, C, SC 6、对于关系数据库来讲，下面（C）说法是错误的。 A、每一列的分量是同一种类型数据，来自同一个域 B、不同列的数据可以出自同一个域 C、行的顺序可以任意交换，但列的顺序不能任意交换 关系中的任意两个元组不能完全相同 7、关系数据库中有3种基本操作，从表中取出满足条件的属性的操作是（A） A、选择 B、投影 C、连接 D、扫描 8、关系数据库在有3种基本操作，将具有共同属性的两个关系中的元组连接到一起，构成新表的操作称为（C ） A、选择 B、投影 C、连接 D、扫描 9 若D1={a1,a2,a3} , D2={b1,b2,b3}，贝U D1*D2 集合中共有元组（C）个 A、 6 B、8 C、9 D、12 10下列（C）运算不是专门的关系运算 A、选择 B、投影 C、笛卡尔积 D、连接 11、如下两个关系R1和R2,它们进行运算后得到R3。（D ） R1 R2 B D E 1M I 2N J A__M R3 A 1 X M I D 1 Y M I
关系代数表达式总结 一、并 例1 求选修了课程号为1或2的课程的学生学号。 分析：可以先求出选修了课程号为1的课程的学生学号，再求出选修了课程号为2的课程的学生学号，最后使用并运算的方法求出选修课程号为1或2的课程的学生学号。本例也可以使用或条件来表示。 πSno(σCno=’1’(SC))∪πSno(σCno=’2’(SC)) 或πSno(σCno=’1’∨Cno=’2’(SC)) 二、交 例2 检索至少选修课程号为2和3的课程的学生学号。 分析： 方法一：只涉及到一个表，但不能直接用∧（为什么？） 特别注意，本例不能写为： πSno(σCno=’2’∧Cno=’3’(SC)) 因为选择运算为行运算，在同一行中Cno不可能既为2，又为3。 第一步：转换（SC×SC） 笛卡尔积将垂直的条件展开为水平的条件。
选修课程号为2和3的学生： σ1=4∧2=’2’∧5=’3’(SC×SC) 最后取出学生的学号： π1(σ1=4∧2=’2’∧5=’3’(SC×SC)) 方法二：πSno(σCno=’2’(SC))∩πSno(σCno=’3’(SC)) 三、差 例3 将学生信息(‘95001’,’李勇’，‘男’，20，‘CS’)从Student表删除。 分析：可以将这行数据看成由一个元组构成的表，将Student表与该表进行差运算。 因此，该删除操作可表示为： Student-{‘95001’,’李勇’，‘男’，20，‘CS’} 注意：但是当查询涉及到否定或全部值时，上述形式就不能表达了，就要用到差操作或除操作。 例4 求没有选修课程号为2的课程的学生学号。 分析：可以认为是在全部学号中去掉选修课程号为2的课程的学生学号，就得出没有选修课程号为2的学生学号。由于在并、交、差运算中，参加运算的关系要求是兼容的，故应当先投影，再进行差运算。 πSno(Student)- πSno(σCno=’2’(SC)) 特别注意，本题不能写为：πSno(σCno≠’2’(SC))。因为，选择运算为行运算，并且SC 表中包含的只是选修了课程的学生学号，对那些没选任何课程的学生学号，在SC中找不到。根据题意，要查询没有选修课程号为‘2’课程的学生学号，显然包括没选任何课程的学生学号。 当查询涉及到针对“否定”特征含义的查询要求，如“不”、“没有”等字眼，一般要
3.简述如下概念，并说明它们之间的联系与区别:。 （1）域，笛卡尔积，关系，元组，属性 答：域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。 笛卡尔积：给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。这组域的笛卡尔积为：D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜di?Di，i＝1，2，…，n ｝其中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组（Tuple）。元素中的每一个值di叫作一个分量（Component）。 关系：在域D1，D2，…，Dn上笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集称为关系，表示为 R（D1，D2，…，Dn） 元组：关系中的每个元素是关系中的元组。 属性：关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。由于域可以相同，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。 （2）超码，主码，候选码，外码 答：超码：对于关系r的一个或多个属性的集合A，如果属性集A可以唯一地标识关系r中的一个元组，则称属性集A为关系r的一个超码 (superkey) 。 候选码：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码（Candidate key）。 主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key）。 外码：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，如果F与基本关系S 的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码（Foreign key），简称外码。 基本关系R称为参照关系（Referencing relation），基本关系S称为被参照关系（Referenced relation）或目标关系（Target relation）。关系R和S可以是相同的关系。 (3)关系模式，关系，关系数据库 答：关系模式：关系的描述称为关系模式（Relation Schema）。它可以形式化地表示为：R（U，D，dom，F） 其中R为关系名，U为组成该关系的属性名集合，D为属性组U中属性所来自的域，dom 为属性向域的映象集合，F为属性间数据的依赖关系集合。 关系：在域D1，D2，…，Dn上笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集称为关系，表示为 R（D1，D2，…，Dn） 关系是关系模式在某一时刻的状态或内容。关系模式是静态的、稳定的，而关系是动态的、随时间不断变化的，因为关系操作在不断地更新着数据库中的数据。 关系数据库：关系数据库也有型和值之分。关系数据库的型也称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，它包括若干域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式。关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常就称为关系数据库。 2.3.为什么需要空值null？ 答：引入空值，可以方便于数据库的维护和建立，数字或者字符有时并不能解决想要解决的问题，毕竟它们是真实的存在，有了空值，那么有些操作，比如查询，插入，删除都可以更加方便，比如公司的部门，新增的部门，信息是不存在的，是之后数据库人员进行添加之后才有的，所以让它为空，比给它0更加贴近实际。空值是所有可能的域的一个取值，表明值未知或不存在。 2.3.关系模型的完整性规则有哪些？ 答：关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。关系模型中可以有三类完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。 其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，被称作是关系的
2.现有关系数据库如下： 学生(学号，姓名，性别，专业，奖学金)。 课程(课程号，名称，学分)。 学习(学号，课程号，分数)。 用关系代数表达式实现下列1-4小题： 1. 检索"英语"专业学生所学课程的信息，包括学号、姓名、课程名和分数。 П学号，姓名，课程名，分数(σ专业='英语'(学生∞学习∞课程))。 2. 检索"数据库原理"课程成绩高于90分的所有学生的学号、姓名、专业和分数。 П学号，姓名，专业，分数(σ分数>90∧名称='数据库原理'(学生∞学习∞课程))。 3. 检索不学课程号为"C135"课程的学生信息，包括学号，姓名和专业。 П学号，姓名，专业(学生)-П学号，姓名，专业(σ课程号='C135'(学生∞学习))。 4. 检索没有任何一门课程成绩不及格的所有学生的信息，包括学号、姓名和专业。 П学号，姓名，专业(学生)-П学号，姓名，专业(σ分数<60(学生∞学习))。 5.检索选修全部课程的学生姓名 6.检索至少选修了李强同学所选修的全部课程的学生姓名。
3.现有关系数据库如下： 学生(学号，姓名，性别，专业、奖学金)。 课程(课程号，名称，学分)。 学习(学号，课程号，分数)。 用关系代数表达式实现下列1—4小题： 1. 检索“国际贸易”专业中获得奖学金的学生信息，包括学号、姓名、课程名和分数。 Π学号，姓名，课程名，分数(σ奖学金>0∧专业=国际贸易(学生∞学习∞课程))。 2. 检索学生成绩得过满分(100分)的课程的课程号、名称和学分。 Π课程号，名称，学分(σ分数=100(学习∞课程))。 3. 检索没有获得奖学金、同时至少有一门课程成绩在95分以上的学生信息，包括学号、姓名和专业。 Π学号，姓名，专业(σ奖学金<=0∧分数>95(学生∞学习))。 4. 检索没有任何一门课程成绩在80分以下的学生的信息，包括学号、姓名和专业。 Π学号，姓名，专业(学生)-Π学号，姓名，专业(σ分数<80(学生∞学习))。 4．设有关系S、SC和C，试用关系代数表达式完成下列操作。 S（snum,sname,age,sex）,例：（1，“李强”，23，‘男’）是一条数据记录。SC(snum,cnum,score)，例：（1，“C1”，83）是一条数据记录。C(cnum,cname,teacher) 例：（“C1”，“数据库原理”，“王华”）是一条数据记录。
数据库关系代数除法讲解 This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012.
【数据库原理】关系代数篇——除法讲解 陈宇超编辑总结: 除法运算的一般形式示意图 如何计算R÷S呢，首先我们引进”象集”的概念，具体意义看下面的陈述即可理解 关系R和关系S拥有共同的属性B、C , R÷S得到的属性值就是关系R包含而关系S不包含的属性，即A属性 在R关系中A属性的值可以取{ a1，a2，a3，a4 } a1值对应的象集为 { (b1,c2) , (b2,c1) , (b2,c3) } a2值对应的象集为 { (b3,c7) , (b2,c3) } a3值对应的象集为 { (b4,c6) } a4值对应的象集为 { (b6,c6) } 关系S在B、C上的投影为 { (b1,c2) , (b2,c1) , (b2,c3) } 只有a1值对应的象集包含关系S的投影集，所以只有a1应该包含在A属性中为 设有教学数据库有3个关系(以下四小问均用除法的思想解决) 学生信息关系student（sno，sname，age，sex） 学生选课关系 sc（sno，cno，score） 学校课程关系 course（cno，cname）
S003C00269 S005C00277 S005C00398 有存在量词的谓词。 解决这类的除法问题一般采用双嵌套not exists来实现带全称量词的查询解决所谓forall的问题。 (1)检索所学课程包含了C002课程的学生学号 解关系代数表达式：∏sno ( sc÷∏cno(σcno=’C002’ (course) ) Sql语句 从略 (2)求至少选择了C001和C003两门课程的学生学号 解关系代数表达式：∏sno ( sc÷∏cno(σcno=’C001’ or cno=’C003’(course) ) Sql语句 select distinct sno from sc A where not exists ( select*from course B where cno in('C002','C003')and not exists ( select*from sc C where=and= ) ) 也可以采用自连接 select from (select*from sc where cno='C001')as s1, (select*from sc where cno='C003')as s2 where= (3)求至少学习了学生S003所学课程的学生学号 解关系代数表达式：∏sno ( sc÷∏cno(σsno=’S003’ (sc) ) select distinct sno from sc A where not exists ( select*from sc B where sno='S003'and not exists ( select*from sc C where=and= ) ) (4)求选择了全部课程的学生的学号 解此例的等价自然语义是，输出这样的学号，不存在某门课程在他的选课记录里没有选这门课 关系代数表达式：∏sno (sc÷∏cno(course) ) Sql语句 select distinct sno from sc A where not exists
2、现有关系数据库如下: 学生(学号,姓名,性别,专业,奖学金)。 课程(课程号,名称,学分)。 学习(学号,课程号,分数)。 用关系代数表达式实现下列1-4小题: 1、检索"英语"专业学生所学课程的信息,包括学号、姓名、课程名与分数。 П学号,姓名,课程名,分数(σ专业='英语'(学生∞学习∞课程))。 2、检索"数据库原理"课程成绩高于90分的所有学生的学号、姓名、专业与分数。 П学号,姓名,专业,分数(σ分数>90∧名称='数据库原理'(学生∞学习∞课程))。 3、检索不学课程号为"C135"课程的学生信息,包括学号,姓名与专业。 П学号,姓名,专业(学生)-П学号,姓名,专业(σ课程号='C135'(学生∞学习))。 4、检索没有任何一门课程成绩不及格的所有学生的信息,包括学号、姓名与专业。 П学号,姓名,专业(学生)-П学号,姓名,专业(σ分数<60(学生∞学习))。 5、检索选修全部课程的学生姓名 6、检索至少选修了李强同学所选修的全部课程的学生姓名。 3、现有关系数据库如下: 学生(学号,姓名,性别,专业、奖学金)。 课程(课程号,名称,学分)。 学习(学号,课程号,分数)。 用关系代数表达式实现下列1—4小题: 1、检索“国际贸易”专业中获得奖学金的学生信息,包括学号、姓名、课程名与分数。 Π学号,姓名,课程名,分数(σ奖学金>0∧专业=国际贸易(学生∞学习∞课程))。 2、检索学生成绩得过满分(100分)的课程的课程号、名称与学分。 Π课程号,名称,学分(σ分数=100(学习∞课程))。 3、检索没有获得奖学金、同时至少有一门课程成绩在95分以上的学生信息,包括学号、姓名与专业。 Π学号,姓名,专业(σ奖学金<=0∧分数>95(学生∞学习))。 4、检索没有任何一门课程成绩在80分以下的学生的信息,包括学号、姓名与专业。 Π学号,姓名,专业(学生)-Π学号,姓名,专业(σ分数<80(学生∞学习))。
习题四 1. 试述关系模型的三个组成部分。 关系结构、关系操作、关系完整性约束.关系是由（R，U，D,dom,F ）组成，R 为关系名，U 位组成关系的元组属性集合， D 为属性集合U 来自的域，dom 为对象关系的映像集合， F 为属性依赖关系集合。关系操作为关系代数、关系演算、关系映象操作，此语言表达能和功能强大，约束：参照完整性约束，用户自定义约束，实体完整性约束。 2. 试述关系数据语言的特点和分类。 关系操作语言灵活方便、语言表达能力和功能强，其特点：操作一体化，操作方式一次一集 合，高度的非过程化的操作，关系操作语言包括：关系代数语言、关系演算语言、基于映像 的语言，关系代数语言是对关系的运算来表达查询的语言，关系演算语言查询元组的应该满 足的谓词条件的运算查询语言，基于映像的语言具有关系代数与关系演算的语言的双重特点 语言查询！ 3. 定义并解释下列术语，说明它们之间的联系与区别。 1）主码、候选码、外码。 在一个关系中某个属性（或属性组）能够唯一标识一个元组，则称该属性为候选码，选择其 中一个为主码，在关系R 中属性 F 不是R 的码，h 为K 关系的主码，如果 F 与h 相对应，则称 F 为管系R 的外码 2）笛卡尔积、关系、元组、属性、域。 给定一组域D1,D2,D3 3） 关系、关系模式、关系数据库。 4. 试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中，为什么外码属性的值也可以为空？什么 情况下才可以为空？ 5. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。 6. 对于学生选课关系，其关系模式为： 学生（学号，姓名，年龄，所在系）； 课程（课程名，课程号，先行课）； 选课（学号，课程号成绩）。 用关系代数完成如下查询。 1）求学过数据库课程的学生的姓名和学号。 2）求学过数据库和数据结构的学生姓名和学号。 3）求没学过数据库课程的学生学号。 4）求学过数据库的先行课的学生学号。
1.设有如图所示的关系S 、SC 和C,试用关系代数表达式表示下列查询语句: S C SC (1) 检索”程军”老师所授课的课程号(C#)和课程名(CNAME)。 (2) 检索年龄大于21的男学生学号(S#)和姓名(SNAME)。 (3) 检索至少选修”程军”老师所授全部课程的学生姓名(SNAME)。 (4) 检索”李强”同学不学课程的课程号(C#)。 (5) 检索至少选修两门课程的课程号(S#)。 (6) 检索全部学生都选修的课程的课程号(C#)和课程名(CNAME)。 (7) 检索选修课程包含”程军”老师所授课程之一的学生学号(S#)。 (8) 检索选修课程号为k1和k5的学生学号(S#)。 (9) 检索选修全部课程的学生姓名(SNAME)。 (10) 检索选修课程包含学号为2的学生所选修课程的学生学号(S#)。 (11) 检索选修课程名为”C 语言”的学生学号(S#)和姓名(SNAME)。 （12）检索没有一门课程成绩不及格的学生学号，姓名。 答:本题各个查询语句对应的关系代数表达式表示如下: (1) ΠC#,CNAME (σTEACHER ='程军'(C)) (2) ΠS#,SNAME (σAGE>21^SEX ='男'(S)) (3) ΠSNAME (S (ΠS#,C#(SC )÷ΠC#( σTEACHER ='程军'(C)))) (4) ΠC#(C)-ΠC#(σSNAME ='李强'(S )∞ SC) (5) ΠS# (σ1=4^2≠5 (S C ×SC )) (6) ΠC#,CNAME (C ∞ (ΠS#,C#(SC )÷ΠS#(S ))) (7) ΠS# (SC ∞ΠC# (σTEACHER ='程军'(C))) (8) ΠS#,C#(SC )÷ΠC#(σC#=’K1’VC#=’K5’ (C )) (9) ΠSNAME (S ∞ (ΠS#,C#(SC )÷ΠC#(C))) (10) ΠS#,C#(SC )÷ΠC#(σC#=’2’ (S C )) (11) ΠS#,SNAME (S ∞ΠS#(SC ∞ (σCNAME ='C 语言'(C)))) （12）П学号，姓名(学生)-П学号，姓名(σ分数<60(学生∞学习))。
For personal use only in study and research; not for commercial use 关系代数表达式练习题 学生管理系统中有学生表、课程表、成绩表、班级表 (1)学生表（学号，姓名，性别，出生年月，住址，电话，班级号） (2)课程表（课程号，课程名，课时数，学分数） (3)成绩表（学号，课程号，成绩） (4)班级表（班级号，班级名，专业名，入学年，人数，班长学号） 写出下列操作的关系代数表达式 1.找出所有被学生选修了的课程号 2.找出班级名为“xxx”班级的女同学的个人基本信息。 3.找出姓李的学生的个人基本信息 4.查询“xxx”班级的班长基本信息 5.查询与李勇在同一班的学生的基本信息 6.查询所有管理类专业（如：工商管理、信息管理、旅游管理、管理科学与工 程等）学生的基本信息。 7.查询选修了课程名“xxx“的学生的学号和姓名 8.查询李勇所在班级的学生人数 9.找出“2007信管“班中没有选修课程“数据库“的学生的学号、姓名 10.列出“xxx“同学所修全部课程的名称和成绩 11.查询全体学生的学习信息，要求按学号排序 12.找出课程名为‘操作系统’的平均成绩、最高分、最低分 13.找出今天（或1月20日）过生日的学生学号、姓名和班级名 14.找出选修了全部课程的学生学号、姓名和班级 15.统计选修了课程名“xxx“的学生人数 16.统计每门课程的选课人数 17.求每个班学生每门课的平均成绩
18.查询选修课程中没有不及格分数的学生学号、姓名和班级 19.查询有3门课程不及格的学生的学号、姓名及所在的班级名 20.求2009信息管理专业学生中已选修过管理信息系统的先修课的学生姓名。
1. 先做习题 2（1~3 题） 1. （1）简述关系代数中并、交、差、选择、投影、连接、除的定义。答：并：关系 R 与关系 S的并由属于 R 或属于 S的所有元素组成。 差：关系 R 与关系 S 的差由属于 R 而不属于 S 的所有元素组成。交：关系 R 与关系 S的交即属于 R 又属于 S的所有元素组成。选择：选择是从行的角度进行的运算，选出满足条件的那些记录构成原关系的一个子集。 投影：投影是从列的角度进行运算，所得到属性列个数通常比原关系少，或者属性列 的排列顺序不同。 连接：两个关系中的记录按一定条件横向结合，生成一个新的关系。除：R中的属性包含 S中的属性， R 中的有些属性不出现在 S中。 （2） （3） 等值连接:当算术比较值为“ =”时，是一种特殊的也是最为常用的θ 连接，等值连接是从关系 R 与关系 S 的广义笛卡尔积中选取 i，j 属性值相等的元组。自然连接是一种特殊的等值连接，它要求二个关系中进行比较分量i， j 必须是相同属 性组，并且在结果中去掉了重复的属性列。 2. 设教学库中有三个关系：学生关系 S（S#，SNAME ，AGE ，SEX）学习关系 SC（S#， C#， GRADE）课程关系 C（C# ， CNAME ，TEACHER） 请用关系代数表达式表达各个查 询语句 1.检索学习课程号为 C2 的学生学号与成绩。 答：∏ s#,grade（σ c=c2（SC × C）） 2.检索学习课程号为 C2 的学生学号与姓名。 答：∏ s#,sname（σ c=c2（S× C））； 3，检索选修课程 答：∏ c 选修（ C 3 已知 R 关系与 S 关系