Muitas para muitas e entidades fracas

Eu tenho uma entidade que não pode existir sem ser definida por outra e quero que essa entidade participe de um relacionamento muitos-para-muitos.

Exemplo: um artista tem um álbum (o álbum não pode existir sem um artista), o álbum também tem muitas faixas, mas a mesma faixa pode existir em muitos álbuns.

Portanto, temos uma relação de muitos para muitos entre o álbum e as faixas.

Se o álbum é uma entidade fraca, sua chave primária é uma chave estrangeira que faz referência ao artista, portanto, não pode ser uma chave estrangeira para outra tabela que representa um relacionamento muitos-para-muitos.

A questão é: é possível ter esse tipo de relacionamento no SQL e, se sim, como eu o expresso?

Eu acho que você pode, usando um diagrama de relacionamento "diamante":

CREATE TABLE Artist
( artistID INT NOT NULL
, name VARCHAR(100) NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID)
) ;

CREATE TABLE Album
( artistID INT NOT NULL
, albumID INT NOT NULL
, title VARCHAR(100) NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID, albumID)
, FOREIGN KEY (artistID)
    REFERENCES Artist (artistID)
) ;

CREATE TABLE Track
( artistID INT NOT NULL
, trackID INT NOT NULL
, title VARCHAR(100) NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID, trackID)
, FOREIGN KEY (artistID)
    REFERENCES Artist (artistID)
) ;

CREATE TABLE AlbumTrack
( artistID INT NOT NULL
, albumID INT NOT NULL
, trackID INT NOT NULL
, trackNo INT NOT NULL
, PRIMARY KEY (albumID, trackNo)
, FOREIGN KEY (artistID, albumID)
    REFERENCES Album (artistID, albumID)
, FOREIGN KEY (artistID, trackID)
    REFERENCES Track (artistID, trackID)
, UNIQUE (trackID, albumID)               -- this Unique constraint should be added
                                          -- if no track is allowed twice in an album
) ;

Infelizmente, não tenho representante suficiente para comentar a resposta do ypercubeᵀᴹ , por isso vou postar uma resposta alternativa - concordo com essa resposta em geral, mas acho que a chave primária e as restrições exclusivas AlbumTrack estão incorretas, uma vez que os álbuns e as faixas são fracos entidades. Por exemplo, os seguintes dados válidos seriam proibidos, com as restrições prescritas:

 artistID | albumID | trackID | trackNo 
----------+---------+---------+---------
        1 |       1 |       1 |       1
        2 |       1 |       1 |       1

Em vez disso, eu definiria PRIMARY KEY (artistID, albumID, trackID)e eliminaria a restrição exclusiva, resultando em:

CREATE TABLE Artist
( artistID INT NOT NULL
, name VARCHAR(100) NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID)
) ;

CREATE TABLE Album
( artistID INT NOT NULL
, albumID INT NOT NULL
, title VARCHAR(100) NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID, albumID)
, FOREIGN KEY (artistID)
    REFERENCES Artist (artistID)
) ;

CREATE TABLE Track
( artistID INT NOT NULL
, trackID INT NOT NULL
, title VARCHAR(100) NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID, trackID)
, FOREIGN KEY (artistID)
    REFERENCES Artist (artistID)
) ;

CREATE TABLE AlbumTrack
( artistID INT NOT NULL
, albumID INT NOT NULL
, trackID INT NOT NULL
, trackNo INT NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID, albumID, trackID)
, FOREIGN KEY (artistID, albumID)
    REFERENCES Album (artistID, albumID)
, FOREIGN KEY (artistID, trackID)
    REFERENCES Track (artistID, trackID)
) ;

As faixas ainda estão limitadas a ocorrer no máximo uma vez por álbum.

Além disso, a questão não especifica que as faixas são entidades fracas (apenas os álbuns) - se as faixas podem existir independentemente dos artistas, as tabelas Tracke AlbumTracksão definidas de maneira um pouco diferente:

CREATE TABLE Track
( trackID INT NOT NULL
, artistID INT
, title VARCHAR(100) NOT NULL
, PRIMARY KEY trackID
, FOREIGN KEY (artistID)
    REFERENCES Artist (artistID)
) ;

CREATE TABLE AlbumTrack
( artistID INT NOT NULL
, albumID INT NOT NULL
, trackID INT NOT NULL
, trackNo INT NOT NULL
, PRIMARY KEY (artistID, albumID, trackID)
, FOREIGN KEY (artistID, albumID)
    REFERENCES Album (artistID, albumID)
, FOREIGN KEY (trackID)
    REFERENCES Track (trackID)
) ;