【专业课学习】《数据库原理》第三章习题

PAK向日葵
349 阅读4分钟

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3.1 解释外键、数据完整性和级联更新。

  1. 外键：已知X是关系R的主键，Y是关系S的属性/字段（或属性组/字段组），但不是S的主键。如果Y与X相对应，则称Y是关系S的外键。

这里有个容易弄错的地方：事实上无论是外键还是主键，它们可以是表中多个字段的集合（即Composite Key）。

  1. 数据完整性（数据库完整性）：指数据的正确性和相容性。
  • 数据的正确性：数据应该准确地反映现实世界中的事实，不应该包含任何错误的、不符合事实的信息。（举例：数据库中储存的日期"2023.16.36"破坏了正确性）
  • 数据的相容性：数据在不同的关系中必须符合相应的逻辑关系。（举例：数据的参照完整性）
  1. 级联更新：对于涉及主键和外键的更新操作，不是简单的接收和拒绝，而是根据 实际应用的具体情况，在接受非违约更新的同时，把违约更新尽量转换为非违约更新，并 最终接受更新的处理方法。

3.2 简述数据完整性的内容及其约束规则。

数据完整性的内容：实体完整性、参照完整性和用户定义完整性。

  1. 实体完整性规则：主属性A的取值不能为空值（NULL）。

二级结论：主属性是指构成候选(复合)键的属性，因此主属性的值可以不唯一，而候选键的值则一定不为NULL且唯一。例如在储存图书购买记录的数据表中，用户ID和图书ID作为主属性构成了该表的一个候选键。显然用户ID和图书ID的取值都允许不唯一，但候选键(用户ID, 图书ID)必须唯一。

  1. 参照完整性规则：如果X是关系R的主键，Y是关系S的外键，且Y与X相对应，则Y的取值要么为空值，要么取X的值。

在这个定义中，R和S可以来自同一张表。举例：职工信息表中的"经理"字段的信息来自该表本身的主键字段"职工号"。

  1. 用户定义完整性规则：用户根据系统需求自己定义的约束条件。

3.3 简述完整性控制机制的基本功能。

定义功能、检查功能和违约处理。

  1. 定义功能：DBMS系统应支持用户在定义数据表结构的时候，就设置好实体/参照/用户数据完整性的约束条件。

  2. 检查功能：DBMS系统应支持用户在执行增删改操作时，校验变更的数据是否符合定义数据表时预设的数据完整性约束条件；对于违约操作，能够触发相应的违约处理。

  3. 违约处理：对于破坏数据完整性的违约操作，DBMS能够提供兜底措施以维护数据的完整性。

3.4 简述完整性的违约处理方法。

  1. 拒绝更新：直接抛出报错，不执行数据更新。

  2. 置空：对于违约操作涉及的数据，直接将其值置为NULL再存入数据库。

  3. 级联更新。

3.5 已知关系模式如下： 客户C(客户号CNo，客户名CName，地址CAddr)、产品P(产品号PNo，产品名PName，价格Price，供应商PSupp)、订单R(RNo，CNo，PNo，日期RDate，数量Quant)。 如果规定一张订单只能订购一种产品，请用SQL语言创建上述关系模式，并完成以下完整性约束：

  1. 定义相应的实体完整性。
  2. 定义相应的参照完整性。
  3. 定义价格区间为[20, 60)。
-- 以下代码均以postgresql v16为例
-- 建立一个名为happyou的数据库
create database happyou; 
--打开数据库happyou
\c happyou
--建立客户表
create table C(
    CNo char(6) primary key check (CNo ~ '^C[0-9]{6}$'),
    CName char(8) not NULL,
    CAddr char(22) not NULL
);
--建立产品表
create table P(
    PNo char(6) primary key check (PNo ~ '^P[0-9]{6}$'),
    PName char(20) not NULL,
    Price decimal(5, 2) check(Price >= 20 and Price < 60),
    PSupp char(26) not NULL
);
--建立订单表
create table R(
    RNo char(6) primary key check(RNo ~ '^R[0-9]{6}$'),
    CNo char(6),
    PNo char(6),
    RDate date,
    Quant float,
    foreign key(CNo) references C(CNo)
    on delete cascade on update cascade,
    foreign key(PNo) references P(PNo)
    on delete cascade on update cascade
);

以上sql命令中的"on delete cascade"表示启用级联删除。当一张表的主键作为另一张表的外键，并启用级联删除时，当主表中的某条记录被删除时，会自动删除与之关联的外键表中的相关记录。

以上sql命令中的"on delete update"表示启用级联更新。当一张表的主键作为另一张表的外键，并启用级联更新时，当主表中的某条记录被更新时，外键表中对应的记录也会相应发生更新。

3.6 已知关系供应商S和零件P如表3.1和表3.2所示，其主键分别是供应商号和零件号，P的供应商号是P的外键，颜色只能取红、白或蓝。假设DBMS无级联功能。

供应商S表：

供应商号供应商名城市
B01红星北京
S10宇宙上海
T20黎明天津
Z01立新重庆

零件P表：

零件号颜色供应商号
010红B01
011蓝B01
201蓝T20
312白S10
（1）如果向P插入新元组（‘201’，‘白’，‘S10’）、（‘301’，‘红’，‘T11’）和（‘301’，‘绿’，‘B01’），则不能插入的元组是哪些？

(‘201’，‘白’，‘S10’)违反了数据的实体完整性规则，不能插入。

(‘301’，‘绿’，‘B01’)违反了数据的用户定义完整性规则，不能插入。

（2）如果删除S的元组（‘S10’，‘宇宙’，‘上海’）和（‘Z01’，‘立新’，‘重庆’），则可以删除的是哪些？

(‘S10’，‘宇宙’，‘上海’)不能删除，否则会导致P表中的参照完整性被破坏。

(‘Z01’，‘立新’，‘重庆’)可以删除。

（3）如果把S中供应商号的值‘Z01’改为‘Z30’，或者把P中供应商号的值‘T20’改为‘T10’，则可以执行的操作是哪些？

前者可以，后者不行，原因同前一题。

（4）S×P的元组个数是多少。

4 * 4 = 16个

（5）S与P自然连接后的元组个数是多少？

共4个元组，具体如下所示：

零件号颜色供应商号供应商名城市
010红B01红星北京
011蓝B01红星北京
201蓝T20黎明天津
312白S10立新重庆

3.7 已知雇员关系和部门关系如下。

雇员表：

雇员号雇员名部门号工资
001张三022000
010王宏011200
056马林021000
101张三041500

部门表：

部门号部门名电话地址
01业务部000A楼
02销售部001B楼
03服务部002C楼
04财务部003D楼
（1）雇员的主键是哪些属性？

雇员号

（2）雇员的外键是哪些属性？

部门号

（3）雇员名是雇员关系的候选键吗？

不是，因为雇员名可能存在重复，不符合数据的实体完整性规则。

（4）如果部门关系中，财务部的部门号需要调整为06，则雇员关系如何调整？
update 雇员表
set 部门号='06' where 部门号='04';
（5）把雇员马林调往服务部，则雇员关系如何调整？
update 雇员表
set 部门号='03' where 雇员名='马林';

3.8 已知关系R和S如表3.5和3.6所示。

R表：

ABC
1b1c1
2b2c2
3b1c1

S表：

DEA
d1e11
d2e21
d3e12
（1）定义R和S的完整性约束。
create table R (
    A int primary key,
    B char(2) check(B ~ '^b[0-9]$'),
    C char(2) check(C ~ '^c[0-9]$')
);
create table S (
    D char(2) check(D ~ '^b[0-9]$'),
    E char(2) check(E ~ '^c[0-9]$'),
    A int,
    foreign key(A) references R(A)
    on delete cascade on update cascade
);
（2）在（1）的基础上，能否删除R中A的值分别为2和3的元组？说明原因。

可以。R表中主键字段A已启用级联删除/更新。当R中发生变更时，会在S表触发级联操作，不会破坏数据的参照完整性。

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