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试述关系模型的三个组成部分。
关系数据模型的数据结构、关系数据模型的操作集合和关系数据模型的完整性约束。 -
简述关系数据语言的特点和分类。
特点
语言具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言，功能强，能够嵌入高级语言中使用
分类
1） 关系代数语言
2） 关系演算语言：元组关系演算语言和域关系演算语言
3） SQL：具有关系代数和关系演算双重特点的语言 -
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;
1） 域：一种具有相同数据类型的值的集合
2） 笛卡尔积：给定一组域D1,D2,…,Dn,这些域可以是相同的域。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)叫做一个n元组(n-tuple)或简称元组(Tuple)。元素中的每一个值di叫做一个分量
3） 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)
4） 元组：关系中的每个元素是关系中的元组
5） 属性：关系中的一列即为一个对应一个域，给每一列起一个名称即为属性名
联系和区别：域是集合，由域定义出了笛卡尔积，笛卡尔积子集为关系，关系是一个二维表,表的每行对应一个元组,表的每列对应一个域。
(2) 主码，候选码，外码;
1） 主码：若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码(Primarykey)。
2） 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(Candidatekey)。
3） 外部码：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K相对应,则称F是基本关系R的外部码(Foreignkey),简称外码。
区别和联系：主码是多个候选码的其中一个，外码和某一关系中的主码对应
(3) 关系模式，关系，关系数据库。
1） 关系模式：是对关系的型的描述，说明关系由哪些属性组成，这些属性来自于哪些域，以及属性与域的映象。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为属性向域的映像集合,F为属性间数据的依赖关系集合
2） 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) ，简记为: R(U);
3） 关系数据库：其也有型和值之分。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及在这些域上所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所对应的关系的集合，通常称为关系数据库。
区别和联系：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更新着数据库中的数据。 -
举例说明关系模式和关系的区别。
关系模式是静态的，比如一张学生信息的二维表，其有姓名、学号、性别的等属性，这些属性的域和类型和长度都是固定的，而关系是动态的，如一张具体的二维表，除了关系名和属性以外的数据经常被更新，如进行修改，插入，删除操作，所以不同时刻、关系可能不一样。关系就是数学中的集合了，每一行就是集合的一个元素 -
试述关系模型的完整性规则。在参照完整性中，什么情况下外码属性的值可以为空值?
1）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3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，被称为关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持。
(1) 实体完整性规则：若属性A 是基本关系R 的主属性，则属性A 不能取空值。
(2) 参照完整性规则：若属性(或属性组)F 是基本关系R 的外码，它与基本关系S 的主码Ks 相对应(基本关系R 和S 不一定是不同的关系)，则对于R 中每个元组在F 上的值必须为以下两者之一：
a) 或者取空值(F 的每个属性值均为空值)；
b) 或者等于S 中某个元组的主码值。
(3) 用户定义完整性：是针对某一具体关系数据库的约束条件。它反映某一具体应用涉及的数据所必须满足的主义要求。
- 参照完整性中，外部码属性值可以为空，表示该属性的值尚未确定。但前提条件是该外部码属性不是其所在关系的主属性。
例如：
(1) 在 “学生”表中，“专业号”是一个外部码，不是“学生”表的主属性，其这可以为空。其语义是，该学生的专业尚未确定。 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 专业(专业号，专业名）
(2) 而在“选修”表中，“课程号”虽然也是一个外部码属性，但它又是“选修”表的主属性，所以其值不能为空。因为关系模型必须满足实体完整性。 课程（课程号，课程名，学分） 选修（学号，课程号，成绩）
- 设有一个SPJ数据库，包括S、P、J及SPJ4个关系模式:
S(SNO,SNAME,STATUS,CITY);
P(PNO,PNAME,COLOR, WEIGHT);
J(JNO,JNAME,CITY);
SPJ(SNO,PNO,JNO,QTY)。
供应商表S由供应商代码(SNO)、供应商姓名(SNAME)供应商状态(STATUS)、供应商所在城市(CITY)组成。
零件表P由零件代码(PNO)、零件名(PNAME)、颜色(COLOR)、重量(WEIGHT)组成。
工程项目表J由工程项目代码(JNO)、工程项目名(JNAME)、工程项目所在城市(CITY) 组成。
供应情况表SPJ由供应商代码(SNO)、零件代码(PNO)、工程项目代码(INO)、供应数量(QTY)组成，
表示某供应商供应某种零件给某工程项目的数量为QIY。
今有若干数据如下:
试用关系代数、ALPHA 语言完成如下查询:
(1)求供应工程J1零件的供应商号码SNO;
(2)求供应工程JI零件PI的供应商号码SNO;
(3)求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO;
(4)求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO:
(5)求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO。
(1) ∏SNO(σJNO=’J1’(SPJ))
(2) ∏SNO(σJNO=’J1’∧PNO=’P1’(SPJ))
(3) ∏SNO(σJNO=’J1’∧COLOR=’红’(SPJ∞P))
(4) ∏JNO(J)-πJNO(σCOLOR=’红’(P∞(σCITY=’天津’(SPJ∞S))))
(5) ∏JNO,PNO(SPJ)÷πPNO(σSNO=’S1’(SPJ))
7.试述等值连接与自然连接的区别和联系。
从两个关系的广义笛卡儿积中选取给定属性间满足一定条件的元组，称为θ连接；当连接符θ为等号时，称为等值连接。从两个关系的广义笛卡儿积中选取在相同属性列上取值相等的元组，并去掉重复的列，称为自然连接。（连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A，B属性值相等的那些元组，自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果中把重复的属性列去掉。）
区别：自然连接中相等的分量必须是相同的属性组，并且要在结果中去掉重复的属性，而等值连接则不必。
联系：自然连接与等值连接的联系：自然连接是等值连接的特殊处理，当R与S无相同属性时，R∞S ＝ R×S。
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?
系代数基本运算有：
一元运算：选择、投影、更名
多元运算：笛卡儿积、并、差
关系代数其他运算有：
集合交、自然连接、除、
用基本运算表示其他运算如下：
R∩S = R － (R － S)
R∞S =σR[A]=SA
R÷S =∏X ®－∏X（∏X®×∏Y(S)－R）