高级数据库技术——习题2（自用）
1．试述关系模型的三个组成部分。
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。
2．简述关系数据语言的特点和分类。
特点：
集合操作方式：操作对象 / 结果是关系（集合），而非单个记录；
非过程化（或低过程化）：只需说明 “做什么”，无需详细说明 “怎么做”（SQL 等语言）；
一体化：查询、插入、删除、修改等操作统一在同一语言框架中；
用户友好：语法接近自然语言，易理解和使用。
分类：
关系代数：用 “运算” 表达查询（如选择、投影、连接），是过程化的。
关系演算：:元组关系演算语言和域关系演算语言。
结构化查询语言（SQL）：介于关系代数和关系演算之间，是实际应用的主流语言。
3．定义并理解下列术语，说明它们之间的联系与区别：
1）域，笛卡儿积，关系，元组，属性；
2）主码，全码，候选码，外码，主属、非主属性；
3）关系模式，关系，关系数据库。
域：一组具有相同数据类型的值的集合；
笛卡儿积：多个域的所有可能取值组合构成的元组集合；
关系：笛卡尔积的有限子集（有实际意义的元组集合，对应二维表）；
元组：关系中的一行（对应表中的一条记录）；
属性：关系中的一列（对应表中的一个字段）。
联系：域是笛卡尔积的基础，笛卡尔积生成元组集合，关系是笛卡尔积的子集；元组是关系的行，属性是关系的列。
区别：域是 “值的集合”，笛卡尔积是 “所有可能组合”，关系是 “有意义的组合子集”；元组是个体记录，属性是列的定义。
主码：从候选码中选定的、作为元组唯一标识的属性组（仅一个）；
全码：关系的所有属性共同构成的候选码；候选码：能唯一标识关系中任意元组的属性组（可以有多个）；
外码：关系 R 中的属性组，是另一个关系 S 的主码，用于建立关系间的参照关系。
主属性：包含在任意候选码中的属性；
非主属性：不包含在任何候选码中的属性。
联系：候选码包含主码、全码；外码参照其他关系的主码；主属性是候选码的组成部分，非主属性反之。
区别：主码是 “选定的候选码”，全码是 “所有属性的候选码”；外码是跨关系的参照属性；主 / 非主属性是是否属于候选码的区分。
关系模式：关系模式是对关系的描述；
关系：关系模式对应的具体数据，是元组的集合；
关系数据库：在一个给定的应用领域中，所有关系的集合构成一个关系数据库。
联系：关系模式是关系的结构模板，关系是关系模式的实例；关系数据库是关系模式和关系的整体。
区别：关系模式是 “结构描述”（稳定），关系是 “数据实例”（随时间变化），关系数据库是 “模式 + 数据” 的集合。
4．举例说明关系模式和关系的区别。
关系模式是静态的 “型”：描述关系的结构（属性名、域等），是稳定不变的（如S(SNO,SNAME,STATUS,CITY)）。
关系是动态的 “值”：是关系模式对应的具体数据（如 S 表中 S1、S2 等元组），随插入、删除、修改操作变化。
5．试述关系模型的完整性约束。在参照完整性中，什么情况下外码属性的值可以为空值？
当外码不是本关系的主属性时，其值可以为空。空值的含义是 “该属性对应的实体暂时未确定 / 不存在”（若外码是主属性，则因实体完整性要求主属性非空，故外码不能取空）。
①关系代数:πSNO(σJNO=‘J1’（SPJ))
②关系代数:πSNO(σJNO=‘J1’∧PNO=‘P1‘(SPJ))
③关系代数:πSNO(πSNO,PNO(σJNO=‘J1‘ (SPJ))⋈πPNO(σCOLOR=’红‘ (P)))
④关系代数:πJno(SPJ)- πJNO(σcity=‘天津’∧Color=‘红‘ （S⋈SPJ⋈P）
⑤关系代数:πJno，Pno(SPJ)÷ πPno(σSno=‘S1‘ （SPJ))
7．试述等值连接与自然连接的区别和联系。
联系：自然连接是特殊的等值连接，需满足 “连接属性是同名同域的属性组”。
区别：
等值连接：只需 “属性值相等”，不要求属性名相同；结果保留重复的属性列。
自然连接：要求 “属性名相同且域相同”；结果会去掉重复的属性列。
示例：关系 R (A,B)、S (B,C)，等值连接（R.B=S.B）结果是 (A,B,B,C)；自然连接结果是 (A,B,C)。
8．关系代数的基本运算有哪些 ? 如何用这些基本运算来表示其他运算?
基本运算：
关系代数的基本运算包括：并（∪）、差（−）、笛卡尔积（×）、投影（π）、选择（σ）。
派生运算的表示（用基本运算）：
交（∩）：R∩S=R−(R−S)
等值连接：R⋈A=BS=σA=B(R×S)（A、B 是 R、S 的属性）
自然连接：属性集（A 是同名属性，属性集去掉重复列）
除（÷）：R÷S=πX(R)−πX((πX(R)×S)−R)（X 是 R 的属性集减去 S 的属性集）