数据库系统:第二章 关系模型和关系运算理论
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第一章数据库概论1.人工管理阶段,文件系统阶段,数据库阶段,高级数据库阶段(对象数据库技术,分布式数据库系统,开放数据库互连技术,xml数据库技术,现代信息集成技术)2.数据描述:概念设计中:实体,实体集,属性,实体标识符;逻辑设计中:字段,记录,文件,关键码;物理设计中:位,字节,字,块,桶,卷;3.概念模型,逻辑模型(层次,网状,关系,对象),外部模型,内部模型;4.三层模式(外模式,逻辑模式,内模式),两级映像(外模式/逻辑模式映像,逻辑模式/内模式映像)5.数据库系统:数据库,硬件,软件,数据库管理员第二章关系模型和关系运算理论1.超键:能唯一标识元组的属性或属性集。
候选键:不含有多余属性的超键主键:用户选作元祖标识的候选键。
外键:是其他模式的主键。
实体完整性规则,参照完整性规则,用户定义的完整性规则关系模式的三层体系结构:关系模式,子模式,存储模式2.关系代数的5个基本操作:并,差,笛卡尔积,投影,选择;关系代数的4个组合操作:交,连接,自然连接,除法。
关系代数的7个扩充操作:改名,广义投影,赋值,外连接,外部并,半连接,聚集操作3.关系代数表达式的启发式优化算法:尽可能早的执行选择操作;尽可能早的执行投影操作;避免直接做笛卡尔积第三章关系数据库语言SQL1.SQL的组成:数据定义语言,数据操纵语言,嵌入式,数据控制语言2.数据定义:数据类型ok,数据库,数据表,索引的创建等ok。
3.数据查询,数据更新ok。
4,视图,嵌入式,动态SQL语句,存储过程。
第四章关系数据库的规范化设计1.定义1:函数依赖:设有关系模式R(U),U为属性集,x、y为U的子集,函数依赖(FD)是形为X→Y的一个命题,只要r是R的当前关系,对r中任意两个元组t和s,都有t[X]=s[X]蕴涵t[Y]=s[Y],那么称FDX→Y在关系模式R(U)中成立。
定义2:如果X→Y和Y→X同时成立,则可记为X←→Y。
定义3:设F是在关系模式R上成立的函数依赖的集合,X→Y 是一个函数依赖。
关系模型与关系运算⽬录关系数据库数据模型是现实世界数据特征的模拟和抽象。
在数据库中⽤数据模型这个⼯具来抽象、表⽰和处理现实世界中的数据和信息。
数据模型通常由数据结构、数据操纵和完整性约束三部分组成,称为数据模型三要素。
数据结构:所研究对象类型的集合。
这些对象是数据库的组成部分,主要包括两类:⼀类是与数据类型、内容、性质有关的对象。
另⼀类是与数据之间联系有关的对象。
数据结构是对系统静态特性的描述,是刻画⼀个数据模型性质最重要的⽅⾯,因此在数据库系统中,⼈们通常按照其数据结构的类型来命名数据模型。
例如,层次结构、⽹状结构和关系结构的数据模型分别命名为层次模型、⽹状模型和关系模型。
数据操纵:对数据库中各种对象允许执⾏的操作集合及有关的操作规则。
常⽤的数据操纵有检索和更新(包括新增、删除、修改)。
数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则(如优先级)以及实现操作的语⾔。
数据操纵是对系统动态特性的描述。
数据的约束条件:是⼀组完整性规则的集合。
完整性规则是给定数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则,⽤来限定符合数据模型的数据库状态以及状态变化,以保证数据的正确性、有效性和相容性。
关系模型关系模型的数据结构:数据结构⾮常单⼀,⽆论是实体还是实体间的联系,均由单⼀的结构来表⽰,该结构是⼀张规范化了的⼆维表,由⾏和列组成,称之为关系。
关系模型的数据操纵:包括查询、新增、删除、修改,其中查询的表达能⼒是最主要的部分。
关系模型数据操纵的特点是集合操作,即操作的对象和结果都是集合,这种操作⽅式也称为⼀次⼀集合⽅式。
关系模型的完整性约束:包括实体完整性、参照完整性和⽤户定义的完整性三⼤类。
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,由关系DBMS⾃动⽀持,⽤户定义的完整性是由应⽤领域需要遵循的约束条件,是具体领域中的语义约束。
关系的数学定义域(Domain):⼀组具有相同数据类型的值的集合,如整数、实数等。
第二章 关系数据模型一、选择题1.常见的数据模型是A.层次模型、网状模型、关系模型B.概念模型、实体模型、关系模型C.对象模型、外部模型、内部模型D.逻辑模型、概念模型、关系模型答案:A2. 一个结点可以有多个双亲,结点之间可以有多种联系的模型是A.网状模型B.关系模型C.层次模型D.以上都有答案:A3.层次型、网状型和关系型数据库划分原则是A)记录长度B)文件的大小C)联系的复杂程度D)数据之间的联系答案:D4.层次模型不能直接表示A)1:1关系B)1:m关系C)m:n关系D)1:1和1:m关系答案:C5.层次数据模型的基本数据结构是A.树B.图C.索引D.关系答案:A6.层次模型实现数据之间联系的方法是A.连接B.指针C.公共属性D.关系答案:B7.用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为A.网状模型B.层次模型C.关系模型D.面向对象模型答案:C8.关系数据模型的基本数据结构是A.树B.图C.索引D.关系答案:D9.下面关于关系性质的说法,错误的是A.表中的一行称为一个元组B.行与列交叉点不允许有多个值C.表中的一列称为一个属性D.表中任意两行可能相同答案:D10.下列所述数据模型概念,不正确的是A)不同记录型的集合B)各种记录型及其联系的集合C)E-R图表示的实体联系模型D)数据库的概念模型答案:A11.关系数据模型A)只能表示实体之间1:1联系B)只能表示实体之间1:m联系C)只能表示实体之间m:n联系D)可以表示实体间的任意联系答案:D12.存取路径对用户透明,从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性,简化程序员和数据库开发建立工作的模型是A.网状模型B.关系模型C.层次模型D.以上都有答案:B13.对关系模型叙述错误的是A)在严格的数学理论、集合论和谓词基础之上B)微机DBMS绝大部分采取关系数据模型C)用二维表表示关系模型是其一大特点D)不具有连接操作的DBMS也可以是关系数据库系统答案:D14.关系数据模型是目前最重要的一种数据模型,它的三个要素分别是A.实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性B.数据结构、关系操作、完整性约束C.数据增加、数据修改、数据查询D.外模式、模式、内模式答案:B15.实体是信息世界中的术语,与之对应的数据库术语为A)文件B)数据库C)字段D)记录答案:D16.同一个关系模型的任两个元组值A)不能全同B)可全同C)必须全同D)以上都不是答案:A17.在通常情况下,下面关系中不可以作为关系数据库的关系是A)R1(学生号,学生名,性别)B)R2(学生号,学生名,班级号)C)R3(学生号,学生名,宿舍号)D)R4(学生号,学生名,简历)答案:D18.一个关系数据库文件中的各条记录A)前后顺序不能任意颠倒,一定要按照输入的顺序排列B)前后顺序可以任意颠倒,不影响库中的数据关系C)前后顺序可以任意颠倒,但排列顺序不同,统计处理的结果就可能不同 D)前后顺序不能任意颠倒,一定要按照关键字段值的顺序排列答案:B19.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. 与列的次序无关答案:A20.关系模式的任何属性A)不可再分B)可再分C)命名在该关系模式中可心不惟一D)以上都不对答案:D21.关系中任何一列的属性取值A)可以再分成更小的数据项,并可取自不同域中的数据B)可以再分成更小的数据项,不能取自不同域 中的数据C)不可再分的数据项,只能取自同一域 中的数据D)不可再分的数据项,可取自大在不同域中数据答案:C22.关系模型中,一个关键字是A)可由多个任意属性组成B)至多由一个属性组成C)可由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任何元组的属性组成D)以上都不是答案:C23.关系数据库中的关键字是指A)能惟一决定关系的字段B)不可改动的专用保留字C)关键的很重要的字段D)能惟一标识元组的属性或属性集合答案:D24.一个关系只有一个A. 候选关键字B.外关键字C.超关键字D.主关键字答案:D25.关系模型中,一个关键字是A. 可以由多个任意属性组成B. 至多由一个属性组成C. 由一个或多个属性组成,其值能够惟一标识关系中一个元组D. 以上都不是答案:C26.有一名为”销售”实体,含有:商品名、客户名、数量等属性,该实体主键A)商品名B)客户名C)商品名+客户名D)商品名+数量答案:C27.有殒为”列车运营”实体,含有:车次、日期、实际发车时间、实际抵达时间、情况摘要等属性,该实体主键是A)车次B)日期C)车次+日期D)车次+情况摘要答案:C28.在订单管理系统中,客户一次购物(一张订单)可以订购多种商品。
习题21、试述概念模型的作用。
概念层数据模型,也称为概念模型或信息模型,它是从数据的应用语义角度来抽取模型,并按照用户的观点来对数据和信息进行建模,这类模型主要用于数据库设计阶段,它与具体的数据库管理系统无关。
概念模型一方面应该具有较强的语义表达能力,能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识,另一方面它还应该简单、清晰、易于用户理解,它是用户和设计人员交流的工具。
2、解释“三个世界”之间的联系。
从客观世界、信息世界到数据世界是一个认识的过程,也是抽象和映射的过程。
在计算机数据库中存储的数据,是经过两级抽象而来的,并且反映的是现实世界的有关信息。
现实世界的复杂事物经过两级抽象的结果就是数据模型。
而抽象的过程是先将现实世界抽象为信息世界的实体模型,然后再将实体模型经过二级抽象得到数据库系统支持的数据模型。
3、定义并解释下列术语。
1)实体客观存在并可相互区别的事物称为实体(Entity)。
实体可以是具体的人、事、物,也可以是抽象的概念或联系。
2)实体型具有相同特征的实体称为实体型(Entity Type)。
3)实体集同属于一个实体型的实体的集合称为实体集(Entity Set)。
4)属性属性(Attribute)就是描述实体的特性或性质的数据。
5)码能够唯一标识一个实体的属性或属性集称为码(Key)。
如果码是由几个属性构成的,则其中不能有多余的属性。
即必须是几个属性全部给出才能唯一标识一个实体。
码是区别实体集中不同实体的关键属性,也称为关键字或键。
6)实体-联系图:采用图形的形式描述实体-联系模型称为实体-联系图。
4、学校中有若干个系,每个系有若干个班级和教研室,每个教研室有若干个教员,其中教授和副教授各带若干研究生,每个班有若干学生,每个学生选修若干课程,每门课程由若干学生选修。
试用E-R图画出此学校的概念模型。
给出主要实体(系、班级、教研室、学生、教员、课程)的E-R图5、某工厂生产若干产品,每种产品由不同的零件组成,每种零件可用在不同的产品上。
;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)|diDi,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)。