数据库系统概论(第四版)_王珊萨师煊chp7-3
【数据库系统概论】课后习题答案_王珊[1].萨师煊(第4版)之欧阳法创编
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数据库课后习题答案--<王珊.萨师煊>第四版第1章绪论1．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答：( l）数据（ Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元，也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人，还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2）数据库（ DataBase ，简称 DB ) ：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
( 3）数据库系统（ DataBas 。
Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”，不要引起混淆。
( 4）数据库管理系统（ DataBase Management sytem ，简称 DBMs ) ：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统，是计算机中的基础软件。
数据库系统概论笔记(萨师煊、王珊版)
数据库技术总结数据(Data)：是数据库中存储的基本对象数据的定义：描述事物的符号记录数据的种类：文字、图形、图象、声音等数据的特点：数据与其语义是不可分的数据库(Database,简称DB)：是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合数据库的特征：⏹数据按一定的数据模型组织、描述和储存⏹可为各种用户共享⏹冗余度较小⏹数据独立性较高⏹易扩展数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
DBMS的用途：科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据DBMS的主要功能：数据库的运行管理保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复⏹数据库的建立和维护功能(实用程序)数据库数据批量装载数据库转储介质故障恢复数据库的重组织性能监视等数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
⏹数据库系统的构成⏹由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。
⏹数据管理⏹对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题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。
⏹数据模型应满足三方面要求⏹能比较真实地模拟现实世界⏹容易为人所理解⏹便于在计算机上实现⏹数据模型分成两个不同的层次(1) 概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。
(2) 数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
⏹客观对象的抽象过程---两步抽象⏹现实世界中的客观对象抽象为概念模型；⏹把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
⏹数据结构⏹对象类型的集合数据结构是对系统静态特性的描述⏹两类对象⏹与数据类型、内容、性质有关的对象⏹与数据之间联系有关的对象⏹数据操作⏹对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则⏹数据操作的类型⏹检索⏹更新（包括插入、删除、修改）⏹数据模型对操作的定义⏹操作的确切含义⏹操作符号⏹操作规则（如优先级）⏹实现操作的语言⏹数据操作是对系统动态特性的描述。
数据库系统概论(第四版)王珊萨师煊chp
An Introduction to Database System
第24页，共100页。
选择操作的实现（续）
❖［例1-C4］ 以C4为例，Sdept＝‘CS’ AND Sage>20，如果
Sdept和Sage上都有索引：
▪ 算法一：分别用上面两种方法分别找到Sdept＝‘CS’的一组元组指针 和Sage>20的另一组元组指针
第27页，共100页。
连接操作的实现（续）
1. 嵌套循环方法(nested loop)
▪ 对外层循环(Student)的每一个元组(s)，检索内层循环 (SC)中的每一个元组(sc)
▪ 检查这两个元组在连接属性(sno)上是否相等 ▪ 如果满足连接条件，则串接后作为结果输出，直到外
层循环表中的元组处理完为止
第21页，共100页。
一、 选择操作的实现
❖［例1］Select * from student where <条件表达 式> ； 考虑<条件表达式>的几种情况：
C1：无条件；
C2：Sno＝'200215121'；
C3：Sage>20；
C4：Sdept＝'CS' AND Sage>20；
An Introduction to Database System
❖ 分类依据：支持关系模型的程度 ❖ 分类
⒈ 表式系统：支持关系数据结构(即表)
⒉ (最小)关系系统
支持：关系数据结构
选择、投影、连接关系操作
⒊ 关系完备的系统
支持：关系数据结构 所有的关系代数操作
⒋ 全关系系统 支持：关系模型的所有特征 特别是:数据结构中域的概念
数据库系统概论笔记萨师煊、王珊版.doc
数据库技术总结数据(Data)：是数据库中存储的基本对象数据的定义：描述事物的符号记录数据的种类：文字、图形、图象、声音等数据的特点：数据与其语义是不可分的数据库(Database,简称DB)：是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合数据库的特征：⏹数据按一定的数据模型组织、描述和储存⏹可为各种用户共享⏹冗余度较小⏹数据独立性较高⏹易扩展数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
DBMS的用途：科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据DBMS的主要功能：数据库的运行管理保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复⏹数据库的建立和维护功能(实用程序)数据库数据批量装载数据库转储介质故障恢复数据库的重组织性能监视等数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
⏹数据库系统的构成⏹由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。
⏹数据管理⏹对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题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。
⏹数据模型应满足三方面要求⏹能比较真实地模拟现实世界⏹容易为人所理解⏹便于在计算机上实现⏹数据模型分成两个不同的层次(1) 概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。
(2) 数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
⏹客观对象的抽象过程---两步抽象⏹现实世界中的客观对象抽象为概念模型；⏹把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
⏹数据结构⏹对象类型的集合数据结构是对系统静态特性的描述⏹两类对象⏹与数据类型、内容、性质有关的对象⏹与数据之间联系有关的对象⏹数据操作⏹对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则⏹数据操作的类型⏹检索⏹更新（包括插入、删除、修改）⏹数据模型对操作的定义⏹操作的确切含义⏹操作符号⏹操作规则（如优先级）⏹实现操作的语言⏹数据操作是对系统动态特性的描述。
数据库系统概论第四版王珊萨师煊ch
▪ 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造（设计）优化的 数据库逻辑模式和物理结构，并据此建立数据库及其应用系，包 括信息管理要求和数据操作要求。
▪ 在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应 用系统。
▪ 目标：为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施和高效率的 运行环境。
▪ 高效率的运行环境包括：数据库数据的存取效率、数据库存储空 间的利用率、数据库系统运行管理的效率等都是高的。
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数据库设计概述
❖ 数据库是信息系统的核心和基础
▪ 把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来 ▪ 提供存储、维护、检索数据的功能 ▪ 使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得
所需的信息
❖ 数据库是信息系统的各个部分能否紧密地结合在 一起以及如何结合的关键所在
❖ 数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部 分
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7.1 数据库设计概述
7.1.1 数据库设计的特点 7.1.2 数据库设计方法 7.1.3 数据库设计的基本步骤 7.1.4 数据库设计过程中的各级模式
功能说明
逻辑数据库设计
事务设计
物理数据库设计
程序说明
子模式设计
应用程序设计
建立数据库
程序编码调试
结构和行为分离的设计
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7.1 数据库设计概述
7.1.1 数据库设计的特点 7.1.2 数据库设计方法 7.1.3 数据库设计的基本步骤 7.1.4 数据库设计过程中的各级模式
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7.1.2 数据库设计方法
❖ ODL（Object Definition Language）方法 ➢ 面向对象的数据库设计方法
数据库系统概论第四版课后标准答案
数据库系统概论第四版课后标准答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：数据库第四版答案(王珊萨师煊)第1章绪论1 ．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答：( l ）数据（Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是500 元，也可以表示一个学术会议参加的人数有500 人，还可以表示一袋奶粉重500 克。
( 2 ）数据库（DataBase ，简称DB ) ：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
( 3 ）数据库系统（DataBas 。
Sytem ，简称DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”，不要引起混淆。
( 4 ）数据库管理系统（DataBase Management sytem ，简称DBMs ) ：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
数据库系统概论第七章
7.3 概念结构设计
1、概念结构
(1) 能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间 的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世 界的一个真实模型。
(2) 易于理解。 (3) 易于更改和扩充。 (4) 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
数据库设计的关键：形成独立于具体DBMS的概念模型 描述概念模型的有力工具是E-R模型
逻辑阶段可采用的有效方法
ODL（Object Definition Language）方法
面向对象的数据库设计方法
7.1 数据库设计概述（续）
3、数据库设计的基本步骤
需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施 数据库运行和维护
7.2 需求分析
1、需求分析的任务
多元联系
三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关 系模式，与该多元联系相连的各实体间的码以及联系本身 的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组 合。
E1( k，a ) E2( h，b ) E3( i，c ) R( k，h，i，s )
7.4 逻辑结构设计（续）
具有相同的码的关系模式可合并。
7.3 概念结构设计（续）
3、数据抽象与局部视图设计
数据抽象
1）分类（classificatin） 2）聚集（Aggregation） 3）概括（Generalization)
定义某一类型概的念之组作间成为的成现一分实种。 世 它 子界 抽 集中 象 联一了系组对。对象它象内抽的部象类了型类，和型 这 成 之些 分 间对 之 的象间“具的is 有“su某ibss些peat共rot同fo”的f的” 特 的 语性 语 义和 义 。行。为
王珊数据库系统概论第四版部分习题答案
王珊数据库系统概论第四版部分习题答案第⼀章1、试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
答：描述事物的符号记录称为数据；数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合；数据库管理系统是位于⽤户与操作系统之间的⼀层数据管理软件; 数据库系统是指在计算机系统中引⼊数据库后的系统，⼀般由数据库、数据库管理系统(及其开发⼯具)、应⽤系统、数据库管理员和⽤户构成。
3．试述⽂件系统与数据库系统的区别和联系。
1）在⽂件系统中，相互独⽴的⽂件的记录内部是有结构的，管其记录内部已有了某些结构，但记录之间没有联系。
数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主要特征之⼀。
2）在⽂件系统中，数据的最⼩存取单位是记录，粒度不能细到数据项。
⽽在数据库系统中，存取数据的⽅式也很灵活，可以存取数据库中的某⼀个数据项、⼀组数据项⼀个记录或或⼀组记录。
3）⽂件系统中的⽂件是为某⼀特定应⽤服务的，⽂件的逻辑结构对该应⽤程序来说是优化的，因此要想对现有的数据再增加⼀些新的应⽤会很困难，系统不容易扩充。
⽽在数据库系统中数据不再针对某⼀应⽤，⽽是⾯向全组织，具有整体的结构化。
7．试述数据模型的概念、数据模型的作⽤、数据模型的三个要素。
答：数据模型(Data Model)也是⼀种模型，它是现实世界数据特征的抽象。
作⽤：在数据库中⽤数据模型来抽象、表⽰和处理现实世界中的数据和信息。
通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟，现有的数据库系统均是基于某种数据模型的。
三个要素：数据模型由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。
10．试给出三个实际部门的E_R图，要求实体型之间具有⼀对⼀，⼀对多，多对多各种不同的联系。
15．今有⼀个层次数据库实例，试⽤⼦⼥-兄弟链接法和层次序列链接法画出它的存储结构⽰意图。
⼦⼥兄弟链接法：层次序列链接法：20．试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么?数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。
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设计用户子模式（续）
[例] 关系模式产品（产品号，产品名，规格，单价，生产车 例 间，生产负责人，产品成本，产品合格率，质量等级）， 可以在产品关系上建立两个视图： 为一般顾客建立视图： 产品1（产品号，产品名，规格，单价） 为产品销售部门建立视图： 产品2（产品号，产品名，规格，单价，车间，生产 负责人）
An Introduction to Database System
数据模型的优化（续）
优化数据模型的方法
1. 确定数据依赖
按需求分析阶段所得到的语义，分别写出每个关系模式内部各属性之间的数据 依赖以及不同关系模式属性之间数据依赖 2. 消除 冗余的联系 对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除 冗余的联系。 3. 确定所属范式
按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析 考查是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖等 确定各关系模式分别属于第几范式
An Introduction to Database System
数据模型的优化（续）
4. 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理 的要求，分析对于这样的应用环境这些模式是 否合适， 确定是否要对它们进行合并或分解。
数据库系统概论
An Introduction to Database System
数据库设计( 第七章 数据库设计(续2)
东北林业大学机电工程学院 谷志新
An Introduction to Database System
第七章 数据库设计
7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库的实施和维护 7.7 小结
逻辑结构设计小结
设计用户子模式
1. 使用更符合用户习惯的别名 2. 针对不同级别的用户定义不同的外模式，以满 足系统对安全性的要求。 3. 简化用户对系统的使用
An Introduction to Database System
第七章 数据库设计
7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库的实施和维护 7.7 小结
顾客视图中只包含允许顾客查询的属性 销售部门视图中只包含允许销售部门查询的属性 生产领导部门则可以查询全部产品数据 可以防止用户非法访问不允许他们查询的数据，保证系统的安全性
An Introduction to Database System
逻辑结构设计小结
任务
将概念结构转化为具体的数据模型
逻辑结构设计的步骤
An Introduction to Database System
7.4.3 设计用户子模式
定义用户外模式时应该注重的问题 包括三个方面： (1) 使用更符合用户习惯的别名 (2) 针对不同级别的用户定义不同的 View ，以满足系统对安全性的要求。 (3) 简化用户对系统的使用
An Introduction to Database System
注意： 注意：并不是规范化程度越高的关系就越优，
一般说来，第三范式就足够了
An Introduction to Database System
数据模型的优化（续）
例：在关系模式 学生成绩单(学号,英语,数学,语文,平均成 绩) 中存在下列函数依赖： 学号→英语 学号→数学 学号→语文 学号→平均成绩 (英语, 数学, 语文)→平均成绩
数据库的物理设计(续)
数据库物理设计
确定数 据库的 物理结 构 评价数据 库的物理 结构
逻辑结 构设计
数据库 实施
逻辑 模型
物理 模型
An Introduction to Database System
7.5 数据库的物理设计
逻辑结构设计小结
优化数据模型的方法
1. 确定数据依赖 2. 对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小 化处理，消除冗余的联系。 3. 确定各关系模式分别属于第几范式。 4. 分析对于应用环境这些模式是否合适，确定 是否要对它们进行合并或分解。 5. 对关系模式进行必要的分解或合并
An Introduction to Database System
An Introduction to Database System
数据模型的优化（续）
5. 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理 的要求，对关系模式进行必要的分解，以提高 数据操作的效率和存储空间的利用率
常用分解方法
水平分解 垂直分解
An Introduction to Database System
An Introduction to Database System
7.4 逻辑结构设计
逻辑结构设计的任务
把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模 型相符合的逻辑结构
逻辑结构设计的步骤
将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型
将转换来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换
E-R图向关系模型的转换（续）
[例] 把图7.30中虚线上部的E-R图转换为关系模型 （续）
联系“ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ加”所对应的关系模式 职工工作（职工号，产品号，工作天数，…） 联系“供应”所对应的关系模式 供应（产品号，供应商号，零件号，供应量）
An Introduction to Database System
将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型 将转化来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持 下的数据模型转换 对数据模型进行优化 设计用户子模式
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逻辑结构设计小结
E-R图向关系模型的转换内容
E-R图向关系模型的转换原则
An Introduction to Database System
注意：
从理论上讲，1:1联系可以与任意一端对应的关系 模式合并 但在一些情况下，与不同的关系模式合并效率会大 不一样。因此究竟应该与哪端的关系模式合并需要 依应用的具体情况而定。 由于连接操作是最费时的操作，所以一般应以尽量 减少连接操作为目标。 例如，如果经常要查询某个班级的班主任姓名，则 将管理联系与教师关系合并更好些。
(2)一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式， 也可以与n端对应的关系模式合并。
转换为一个独立的关系模式 与n端对应的关系模式合并 System An Introduction to Database
E-R图向关系模型的转换（续）
(3) 一个m:n联系转换为一个关系模式。 例，“选修”联系是一个m:n联系，可以将 它转换为如下关系模式，其中学号与课程 号为关系的组合码： 选修（学号，课程号，成绩）
E-R图向关系模型的转换（续）
(5)具有相同码的关系模式可合并
目的：减少系统中的关系个数 合并方法：将其中一个关系模式的全部属性加入到另 一个关系模式中，然后去掉其中的同义属性（可能同 名也可能不同名），并适当调整属性的次序
An Introduction to Database System
E-R图向关系模型的转换（续）
垂直分解
什么是垂直分解
• 把关系模式R的属性分解为若干子集合，形成若 干子关系模式
垂直分解的适用范围
• 取决于分解后R上的所有事务的总效率是否得到 了提高
An Introduction to Database System
7.4 逻辑结构设计
7.4.1 E-R图向关系模型的转换 图向关系模型的转换 7.4.2 数据模型的优化 7.4.3 设计用户子模式
An Introduction to Database System
7.4.1 E-R图向关系模型的转换
转换内容 转换原则
An Introduction to Database System
E-R图向关系模型的转换（续）
E-R图向关系模型的转换要解决的问题
如何将实体型和实体间的联系转换为关系模 式 如何确定这些关系模式的属性和码
对数据模型进行优化
An Introduction to Database System
逻辑结构设计(续)
逻辑结构设计时的3个步骤
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7.4 逻辑结构设计
7.4.1 E-R图向关系模型的转换 图向关系模型的转换 7.4.2 数据模型的优化 7.4.3 设计用户子模式
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数据模型的优化（续）
显然有： 学号→(英语,数学,语文) 因此该关系模式中存在传递函数信赖，是 2NF关系 虽然平均成绩可以由其他属性推算出来，但 如果应用中需要经常查询学生的平均成绩， 为提高效率，仍然可保留该冗余数据，对关 系模式不再做进一步分解
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7.5 数据库的物理设计
数据库的物理设计
数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为 数据库的物理结构，它依赖于选定的数据库管理 系统 为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用 环境的物理结构的过程，就是数据库的物理设计
An Introduction to Database System
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E-R图向关系模型的转换（续）
(4)三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为 一个关系模式。 例，“讲授”联系是一个三元联系，可以将它 转换为如下关系模式，其中课程号、职工号和 书号为关系的组合码： 讲授（课程号，职工号，书号）
An Introduction to Database System
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