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第二章 關系模型
19. 超鍵、主鍵、候選鍵的定義：
超鍵（super key）：在關系中能唯一標識元組的屬性集稱為關系模式的超鍵。
候選鍵（candidate key）：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。（候選鍵可以有多個）
主鍵（primary key）：用戶選作元組標識的一個候選鍵稱為主鍵。（主鍵是候選鍵中一個）
20. 關系模式、關系子模式和存儲模式：
關系模型基本上遵循數據庫的三級體系結構。概念模式是關系模式的集合，外模式是關系子模式的集合，內模式是存儲模式的集合。
（1） 關系模式：關系模式實際上是記錄類型。它的定義包括：模式名，屬性名，值域名以及模式的主鍵。
（2） 關系子模式：是用戶所用到的那部分數據的描述。除了指出用戶的數據外，還應指出模式與子模式之間的對應性。
（3） 存儲模式：關系存儲時的基本組織方式是文件，元組是文件中的記錄。存儲一個關系可以用散列方法或索引方法實現。如果關系中元組數目較少，也可以用堆文件方式實現。
21. 關系模型的三類完整性規則：
（1） 實體完整性規則：這條規則要求關系中元組在組成主鍵的屬性上不能有空值。
（2） 參照完整性規則：這條規則要求“不引用不存在的實體”。
（3） 用戶定義的完整性規則：它反映某一具體應用涉及的數據必須滿足的語義要求。
22. 參照完整性規則的形式定義：
如果屬性集K是關系模式R1的主鍵，K也是關系模式R2的外鍵，那么在R2的關系中，K的取值只允許兩種可能，或者為空，或者等于R1關系中某個主鍵值。
此規則使用時還要注意三點：
（1） 外鍵和相應的主鍵可以不同名，只要定義在相同值域上即可。
（2） R1和R2也可以是同一個關系模式，表示了屬性之間的聯系。
（3） 外鍵值是否允許空，應視具體問題而定。
上述形式定義中，關系模式R1稱為“參照關系”模式，R2稱為“依賴關系”模式。
23. 關系模型的形式定義：
24. 關系查詢語言根據其理論基礎的不同分為哪兩類：
關系代數語言：查詢操作是以集合操作為基礎運算的DML語言。（非過程性弱）
關系演算語言：查詢操作是以謂詞演算為基礎運算的DML語言。（非過程性強）
25. 關系代數中的操作有哪些？
關系代數中的操作可分為兩類：
傳統的集合操作：并、差、交、笛卡爾積
擴充的集合操作：對關系進行垂直分割（投影）、水平分割（選擇），關系的結合（聯接、自然聯接），笛卡爾積的逆運算（除法）等。
其中五個基本操作為：并、差、笛卡爾積、投影、選擇。
四個常用組合操作為：交、連接、自然連接、除法
兩種擴充的關系代數操作為：外連接和外部并
26. 關系演算有哪兩種：
關系演算可分為元組關系演算和域關系演算。前者以元組為變量，后者以屬性（域）為變量。
27. 什么是約束變量、自由變量：
如果元組變量未使用存在量詞 或全稱量詞 符號定義，那么稱為自由元組變量，否則稱為約束元組變量。
約束變量類似于程序設計語言過程內部定義的局部變量，自由變量類似于過程外部定義的外部變量或全局變量。
28. 什么是安全運算：
在數據庫技術中，不產生無限關系和無窮驗證的運算稱為安全運算，相應的表達式稱為安全表達式，所采取的措施稱為安全約束。
在關系演算中約定，運算只對表達式中公式在涉及到的關系的值范圍內操作。這樣就不會產生無限關系和無窮驗證問題，關系演算是安全的。
29. 為什么要對關系代數表達式進行優化：
查詢優化是由DBMS對關系代數表達式進行優化組合，以提高DBMS的系統效率。要對關系代數進行優化的原因是：由于關系代數表達式是由關系代數操作組合而成。在關系代數操作中，執行笛卡爾積和聯接運算最費時間，并且在執行過程中將產生大量的中間結果，以使系統執行效率較低。在執行前，由DBMS查詢處理子系統先對關系代數表達式進行優化，盡可能早地執行選擇和投影操作，以得到較小的中間關系，減少運算量和讀外存塊的次數，節省系統的執行時間，提高執行效率。
30. 簡述查詢優化的優化策略：
（1） 在關系代數表達式中盡可能早地執行選擇操作。
（2） 把笛卡爾積和隨后的選擇操作合并成F聯接運算。
（3） 同時計算一連串的選擇和投影操作，以免分開運算造成多次掃描文件，從而能節省操作時間。
（4） 如果在一個表達式中多次出現某個子表達式，應該將該子表達式預先計算出結果保存起來。以免重復計算。
（5） 適當的對關系文件進行預處理。
（6） 在計算表達式之前應先估計一下怎么計算合算。

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