数据库技术与应用：chap02-1-关系定义

数据库技术与应用第二章关系模型(一)2.1

数据模型2.2

关系模型2.3

关系模型的数据结构

—在SQL中定义关系模式2.4关系模型的数据操作

—关系代数

第二章内容提要实质是用于描述数据的一种表示法。它由三个部分组成：1.数据结构2.数据操作3.数据约束

问题1.数据模型是什么？2.1数据模型概述数据模型三要素

目前，两种最重要的数据模型：1.关系模型，基于关系(也称为表)2.半结构化数据模型，典型代表是XML其他数据模型：对象—关系模型(发展趋势)面向对象数据库模型层次模型、网状模型(已过时)数据库系统中的数据模型

√关系模型是基于表的，其数据结构是表(也称关系)，其数据操作是面向表的，其数据约束是限制表中数据的。关系示例——MoviestitlemYearmLengenreGoneWiththeWind1939231dramaKungFuPanda2201190animationMovies<Movies>

<Movie

title=“Gonewiththewind”>

<mYear>1939</mYear>

<mLen>231</mLen>

<Genre>drama</Genre>

</Movie>

<Movie

title=“KungFuPanda2”>

<mYear>2011</mYear>

<mLen>90</mLen>

<Genre>animation</Genre>

</Movie></Movies>XML文件示例——Movies2.2关系模型基础关系模型的数据结构：二维表,称为关系。例2.1Movies关系titlemYearmLengenreGoneWiththeWind1939231dramaStarWars1977124sciFiKungFuPanda2201190animationMovies1.属性(Attributes)：一个关系中的列称为属性。

如例2.1中title，mYear，mLen，genre。

属性名在各列头，描述其值的含义。2.关系模式(Schemas)：一个关系的名称及其所有属性集成为该关系的模式。表示为，

关系名(属性1，属性2，…)

其中，属性的次序任意。

如Movies关系模式为，Movies(title,mYear,mLen,genre)关系的相关术语(一)3.关系数据库模式(relationaldatabaseschema)

在关系数据库中，一个数据库是由一个或多个关系组成的。组成一个数据库的关系模式的集合，就称为关系数据库模式，简称数据库模式。4.元组(Tuples)一个关系中的行(除属性名所在的头行外)称为元组。每一元组在每列上只有一个元素。元组的次序任意。

如(StarWars,1977,124,sciFi)，是例2.1Movies的第二个元组。关系的相关术语(二)5.域(Domains):或属性的数据类型

关系模型要求元组在每一属性上的取值不可再分，且属性取值应在一个域(Domains)内。

这就要求，属性的数据类型只能是基本数据类型，

如整型,字符串等。不能是包含多项元素的复合类型，如结构、数组等。

如在例2.1Movies关系中，各属性域如下：title:字符串,mYear:日期,mLen:整型,genre:字符串

关系的相关术语(三)titlemYearmLengenreGoneWiththeWind1939231dramaStarWars1977124sciFiKungFuPanda2201190animation相同的关系，不同的展示titlemYearmLengenreStarWars1977124sciFiGoneWiththeWind1939231dramaKungFuPanda2201190animationmYeartitlemLengenre1939GoneWiththeWind231drama1977StarWars124sciFi2011KungFuPanda290animation例2.2一个有n个元组、m个属性的关系实例，有多少种不同的展示？6.关系的键(Keys)关系模型提供的一种数据约束

关系模型要求，一个关系中每一个元组都是唯一的，不允许存在完全相同的元组。键(或称超键)是一个关系的属性集，它能保证该关系的所有元组在这个属性集上取值各不相同。换句话说，键是能唯一标识一个元组的属性集。候选键是键的一个最小属性子集，它既保持了键的唯一性，又不可缩减。一个关系可以有多个候选键，选择其一作为主键(PrimaryKey)。

在关系模式中主键用下线标记。

如Movies(title,mYear,mLen,genre)

关系的相关术语（四）Movies(title,mYear,mLen,genre,studioName,producerNo)MovieStar(name,address,gender,birthday)StarsIn(movieTitle,movieYear,starName)MovieExec(name,address,execNo,netWorth)Studio(name,address,presNo)例2.3下列关系中的主键问题：每个关系的候选键有哪些？从中选择主键。电影关系数据库模式思考：根据上述6个基本概念，请同学们分析关系具有哪些基本性质？SQL(StructuredQueryLanguage)是用于描述和操作关系数据库的标准语言。

主要包括两个方面内容：1)

数据定义子语言(Data-Definitionsublanguage)

用于定义数据库模式2)数据操作子语言(Data-Manipulationsublanguage)

用于查询或更新数据库2.3在SQL中定义关系模式SQL中有三种不同的关系：表(tables)，存储式的关系，是最常用的一种。它存于数据库中，可被更新和查询。视图(views)，非存储的，计算时根据需要可全部或部分构建的关系。临时表，由SQL语言处理器在执行查询或更新操作时临时构建，处理器结束工作后即释放。SQL中的关系用CreateTable定义这种关系模式用CreateView定义视图模式字符串类型：char(n)长度为n的定长字符串,存n个字符，n/2个汉字varchar(n)变长字符串,长度不超过n注意：SQL中字符串常量用单引号括起。如‘王文’整型数：int,

4字节(T-SQL)-2^31~2^31-1smallint,2个字节(T-SQL)

-2^15~2^15-1

近似数字real4字节(T-SQL)float存储数据范围较real大

SQL基本数据类型（一）精确数字:decimal(n,d)和numeric(n,d)固定精度的数据，n是数字位数，d是小数位数。

money

和smallmoney

等

存储8字节存储4字节日期和时间类型

date、

time、datetime

等

‘yyyy-mm-dd’

‘hh:mm:ss.d’http:///zh-cn/library/ms187752.aspxSQL基础数据类型（二）语法格式：

CREATETABLE表名(

属性1类型

基于属性的约束,

属性2类型

基于属性的约束,

┇

属性n类型

基于属性的约束,

基于元组的约束，┇)表定义(或称关系模式定义)例2.4最简单的表定义

要求：

给出MovieStar的表定义，暂不考虑约束。CREATETABLE

MovieStar(namevarchar(30),addressvarchar(200),genderchar(1)

,birthdaydate

)例2.5请给出Movies关系的最简关系模式定义,

暂不考虑约束。课堂练习CREATETABLEMovies(titlevarchar(50),mYearint,mLenint,genrevarchar(10),studioNamevarchar(100), producerNochar(6))ALTERTABLE表名ADD

属性

类型

ALTERTABLE表名DROP

属性1.完全删除已存在的表(包括表模式和元组)

DROPTABLE表名2.修改已存在的表较常用

删除/修改关系模式增加属性，要指明类型删除属性要求：在MovieStar关系模式中添加phone属性，电话号码可取长为11的定长字符串。例2.6修改MovieStar模式ALTERTABLEMovieStar

ADD

phone

char(11)说明：新加属性phone后，系统默认其值为NULL。

NULL是“无值”或“空”的意思。默认为Null,意味着该属性值在没有获得实际值时，可以为空。作用：当向表中添加或修改一个元组时，若其中某属性实际值未知，则或者取NULL，或者指定一个常用值。这个常用值就称为默认值,用关键字DEFAULT来声明。定义表时，设置default约束的方法:例如,设置MovieStar中gender的默认值为‘M’，

genderchar(1)

DEFAULT

‘M’

默认值约束CREATETABLE

表名(……

属性类型

DEFAULT

默认值，……)

作用：保证一个关系中任意两个元组在主键上的取值不同，称为实体完整性约束。任何违反此约束的插入或更新操作都将被拒绝。声明主键：

在表定义时(CREATETABLE语句)，有两种方法当主键是单一属性时，在声明属性的同时指定主键。——基于属性的约束声明法当主键是多属性的集合时，则在所有属性声明之后，单独添加主键声明子句。——基于元组的约束声明法主键(PrimaryKey)约束声明主键的关键字：PRIMARYKEY

其构成属性的取值均不许NULL。声明主键例2.7给出MovieStar表定义，name属性有唯一性，可做主键。用PRIMARYKEY声明主键。

CREATETABLEMovieStar(namevarchar(30)PRIMARYKEY,addressvarchar(200),genderchar(1),birthdaydate)CREATETABLEMovieStar(namevarchar(30),addressvarchar(200),genderchar(1),birthdaydate

,

PRIMARYKEY(name))或由多属性构成的主键，被称为复合键。例2.8请给出Movies关系的关系模式定义，

设{title,mYear}为主键。例2.8声明复合键

CREATETABLEMovies(

titlevarchar(50),mYearint,mLenint,genrevarchar(10),studioNamevarchar(100), producerNochar(6)

,

PRIMARYKEY(title,mYear))表间的联系在任意两个有联系的表中，双方起联系作用的属性取值具有参照和被参照的关系。这是另一种约束，即参照完整性约束，也称外键约束。Movies(title,mYear,mLen,genre,studioName,producerNo)MovieStar(name,address,gender,birthday)StarsIn(movieTitle,movieYear,starName)MovieExec(name,address,execNo,netWorth)Studio(name,address,presNo)观察电影关系数据库模式，可发现表间的如下联系：请同学们画出实验三的数据库关系图在关系数据库中，两个表间可能存在如下关系：一个表中某属性或属性组取值须引自另一个表中已有属性值。这里，第一个表是引用表，第二个表是被参照表。

如学生选课表sc中学号snum必须来自表student中已有snum。

在SQL中，通过将引用表中这个属性组设为外键，以实现两表之间的引用与被引用关系。规定：在被参照表(又称主键表)中，被参照的属性或属性组必须已声明为主键；在引用表(又称外键表)中，声明外键约束，指明其属性取值引自被参照表中的主键。外键(Foreignkey)约束在定义表时，有两种方法可声明外键：如果外键是单个属性，则在CREATETABLE语句中，外键属性名及数据类型后以references为关键字，参照主键表的主键属性。形式如下：若外键是属性集时，在CREATETABLE语句中，所有属性声明子句之后，添加外键声明子句。形式如下：声明外键FOREIGNKEY(属性组)REFERENCES主键表名(主键属性组)属性类型REFERENCES主键表名(主键属性)1.MovieExec表定义CREATETABLEMovieExec(namevarchar(30),addressvarchar(200),execNochar(6)PRIMARYKEY,netWorthmoney)例2.9电影数据库2.Studio表定义CREATETABLEStudio(namevarchar(100)PRIMARYKEY,addressvarchar(200),presNochar(6)REFERENCESMovieExec(execNo))例2.9电影数据库3.Movies表定义CREATETABLEMovies(titlevarchar(50),mYearint,mLenint,genrevarchar(10),studioNamevarchar(100)REFERENCESStudio(name),producerNochar(6)REFERENCESMovieExec(execNo),

PRIMARYKEY(title,mYear))5.StarsIn表定义CREATETABLEStarsIn(movieTitlevarchar(50),movieYearint,starNamevarchar(30)referencesMovieStar(name),foreignkey(movieTitle,movieYear)REFERENCESMovies(title,mYear),primarykey(movieTitle,movieYear,starName))例2.9电影数据库4.MovieStar表定义CREATETABLEMovieStar(namevarchar(30)PRIMARYKEY,addressvarchar(200),genderchar(1),birthdaydate)作用:

是基于属性的约束，它约束指定属性的取值不为空。表定义时，设置NOTNULL约束的方法：

若约束某属性取值不空，则在该属性名及其数据类型后，用关键字NOTNULL声明即可。NOTNULL约束CREATETABLE

表名(……

属性类型

NOTNULL，……)

例2.10设置NOTNULL约束要求：在MovieStar表定义时，设gender不允许空。CREATETABLEMovieStar(

name

varchar(30)

PRIMARYKEY,

addressvarchar(200),

genderchar(1)

NOTNULL,

birthday

date

)作用：约束属性取值必须满足某一条件。当执行该属性相关的更新操作时，检查check约束条件是否满足，若不满足，则拒绝执行更新操作。表定义时，设置CHECK约束的方法：

基于属性的CHECK约束CREATETABLE

表名(……属性类型

CHECK(属性值应满足的条件表达式)，

……)

例2.11设置基于属性的CHECK约束

要求：

在MovieStar表定义时，设gender只取‘F’或‘M’。CREATETABLEMovieStar(

namevarchar(30)

PRIMARYKEY,

addressvarchar(200),

gender

char(1)NOTNULLCHECK(genderin('F','M')),

birthdaydate

)作用：约束元组必须满足条件。当有新元组插入或有更新元组的操作时，CHECK约束就进行检查，若新元组或更新的元组不满足CHECK条件，则拒绝执行插入或更新操作。主要用于，涉及多属性的条件约束。声明位置：在CREATETABLE所有属性声明、主键声明、外键声明后，单独添加CHECK约束子句。形如，

CHECK(元组应满足的条件表达式)

基于元组的CHECK约束例2.12设置基于元组的CHECK约束要求：在MovieStar表定义时，加如下约束：如果一个影星性别为男性,则其姓名不能以Ms.开始。CREATETABLEMovieStar(

namevarchar(30)

PRIMARYKEY,

addressvarchar(200),

gender

char(1)CHECK(genderin('M','F')),

birthdaydate

,

CHECK(gender='F'ORnameNOTLIKE'Ms.%')

)

类型

运算符用法示例算术比较

>、<、<>、=、<=、>=、!<、!>、!=实验三SC表CHECK(score>=0andscore<=100)确定范围

BETWEEN…AND、NOTBETWEEN…AND实验三course表CHECK(creditsBETWEEN0AND8)集合属于

IN、NOTIN实验三Student表CHECK(sexIN('男',

'女'))字符匹配

LIKE、NOTLIKE实验三Student表CHECK(snumLIKE's%')逻辑运算

AND、OR、NOT实验三SC表CHECK(score>=0andscore<=100)补充：CHECK约束常用运算符补充：LIKE运算的中通配符通配符含义用法示例%包含零个或多个字符的任意字符串。MovieStar表CHECK(name

LIKE'Ms.%')约束name属性值以Ms.开始。_(下划线)任何单个字符。实验三Course表CHECK(cnum

LIKE'c___')约束cnum属性值以c为首的4个字符。[]在指定范围([a-f])或集合([abcdef])中的任何单个字符。实验三Sections表CHECK(secnum

LIKE'[0-9][0-9][0-9][0-9][0-9][0-9]')约束secnum必须为6为数字。[^]不在指定范围([^a-f])或集合([^abcdef])中的任何单个字符。MovieStar表CHECK(nameLIKE'[^0-9]%')约束name属性首字母不为数字。作用:

是基于属性的约束，它约束指定属性的非空取值唯一。表定义时，设置Unique约束的方法：

若约束某属性取值唯一，则在该属性名及其数据类型后，用关键字Unique声明即可。Unique约束CREATETABLE

表名(……

属性类型

Unique，……)

例2.13设置Unique(唯一值)约束要求：在MovieStar表定义中添加一个属性phone，设其为长度为12的字符串，并约束其非空取值唯一。CREATETABLEMovieStar(

namevarchar(30)

PRIMARYKEY,

addressvarchar(200),

gender

char(1)CHECK(genderin('M','F')),

birthdaydate

,

phonechar(12)