第3章 关系数据库

数据库系统

原理与实践第三章关系数据库关系数据模型1完整性约束22关系代数33.1关系数据模型关系模型的结构关系(Relation)从结构上来看，关系就是一张“二维表”二维表可以作为关系的一种呈现方式，但它并不严格地等同于关系。二维表中允许有重复的行，而关系中不允许；二维表在显示时给出了行的一种特定顺序，而关系中的元组是无序的。33.1关系数据模型属性（Attribute）从结构上看，描述关系的二维表的第一行指定了表中每个列的名字，在关系模型中，列名就是表的属性关系的每个属性都有允许的取值，属性允许的取值，称为该属性的域（Domain）元组（Tuple）从结构方面看，除第一行之外，构成二维表的每一行，称为关系的一个元组元组由若干分量构成，每个分量对应一个属性43.1关系数据模型关系模型的形式化定义笛卡尔积（Cartesianproduct）关系的形式化定义（relation）定义：在域D1,D2,…,Dn上的关系R是笛卡尔积D1D2…Dn的子集，表示为：R(D1,D2,…,Dn)

其中，R是关系的名称，n叫作关系的元或度（degree），通常用t表示关系中的元组53.1关系数据模型关系的键候选键（candidatekey）定义：关系R的候选键是关系模型中的一个或一组属性，这样的属性或属性组必须同时满足以下两个条件：(1)在任何时刻关系R中没有两个不同的元组在全部这些属性上具有相同的值；(2)这些属性的任何真子集都不满足条件(1)。主键（primarykey）定义：关系R的主键（primarykey）是为R选定的用于唯一标识元组的一个候选键63.1关系数据模型关系模式用来描述一个关系数据模型的框架结构，可以认为关系是关系模式的实例定义：关系模式是描述关系的数据，可以形式化地表示为4元组：R(U,D,DOM,F)其中，R为关系名，U为该关系的属性名集合，D为U中的属性所来自的域，DOM为属性向域的映射关系集合，F为属性间数据的依赖关系集合。73.1关系数据模型8E-R模型转换为关系模型转换原则一个实体集转换为一个表（Table），而实体集的属性转换为表的列（Column），实体集的主键转换为表的主键（PrimaryKey）实体集联系的转换1︰N的联系1:1的联系M︰N的联系3.2完整性约束完整性约束（integrityconstraints）实体完整性（entityintegrity）定义：每个关系R都必须具有主键A，主键A包含的属性值必须唯一且非空（uniqueandnotnull）参照完整性（referentialintegrity）外键（ForeignKey）：一个关系模式R1中的某个属性或属性组是另一个关系模式R2的主键，那么这个属性（组）就称为关系模式R1的外键定义：参照完整性：若F是关系R的外键，F引用关系S的主键K，则R中每个元组在F上的属性值必须是以下两种情况之一：(1)等于S中某个元组的主键值，即在K上的属性值；(2)或者取空值，即F的每个属性值均为空值。93.2完整性约束用户定义完整性（user-definedintegrity）是针对用户需求中具体业务逻辑而定义的约束条件，它反映某一具体应用程序所涉及的数据必须满足的语义要求。103.3关系代数关系代数用到的运算符分类：集合运算符关系运算符比较运算符逻辑运算符113.3关系代数

123.3关系代数

133.3关系代数

143.3关系代数

153.3关系代数关系数据库产品OracleIBMDB2MicrosoftSQLServerSybasePostgreSQLMySQL16本章小结本章讨论了关系模型的三个组成部分，即关系数据结构、关系完整性约束和关系操作。在关系模型中，实体和联系统一用“关系”这一种数据结构表示。在用户看来，关系数据结构就是一张二维表。关系模型定义了三类完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义完整性。17本章小结关系代数是定义关系模型中数据操作的代数结构。关系代数的运算符作用在一个或多个关系上，产生的运算结果也是关系。可将关系代数看作一种形式化的关系模型查询语言。本章最后介绍了常用的关系数据库产品。18思考与练习题一、选择题1.关系模型的结构是________。A.二维表B.行C.列D.属性组2.下列运算不属于基本关系代数运算的是_______。A.差

B.除C.笛卡尔积D.并19思考与练习题3.下列叙述正确的是________。

A.关系是域的笛卡尔积B.关系的每个元组都属于相同的域C.关系的实例是关系模式D.关系的主键也是其候选键4.关系R中，唯一标识元组的属性组是R的________。A.主属性B.非主属性C.主键D.外键20思考与练习题5.如果属性组A是关系R的外键，R的被参照关系为S，那么________。A.A中的属性是关系R的主属性B.A中的属性是关系R的非主属性C.A中的属性是关系S的主属性D.A中的属性是关系S的非主属性21思考与练习题二、填空题1.主键约束是关系的_______完整性约束，外键约束是关系的_______完整性约束。2.连接运算包含______连接和______连接，外连接运算包括________外连接、________外连接和________外连接。3.关系代数运算中，对行进行操作的是_______，对列进行操作的是_______，对行和列都进行操作的是__________，对集合进行操作的是_________。22思考与练习题三、思考题1.论述关系模型的三个组成部分。2.解释关系数据结构中的下列术语：

域、笛卡尔积、关系、候选键、超键、主键、主属性、非主属性、关系模式3.什么是实体完整性？什么是参照完整性？两者有何联系？4.列举常用的关系数据库产品。23思考与练习题四、操作题设“项目-员工”数据包括如下关系模式：E(empno,empname,sex,pos)；

P(pno,pname,pdes,pperiod)；

PE(pno,empno,hpw)；员工关系E由编号(empno)、姓名(empname)、性别(sex)和职务(pos)属性组成；项目关系P由编号(pno)、名称(pname)、描述(pdes)和工期(period)属性组成；参与关系PE由项目编号(pno)、员工编号(empno)和周工作时间(hpw)属性组成，周工作时间是指某员工在某项目上工作一周所花费的小时数；24思考与练习题若上述关系模式的实例关系数据如下：25思考与练习题请使用关系代数完成如下查询：(1)查询全体员工的姓名和性别；(2)查询员工“张三”的职务；(3)查询工期大于