工业控制数据库关系模型

第三章关系模型--本章内容关系模型概述关系模型基本概念关系模型的完整性约束关系代数逻辑数据库设计：ER到关系的转换关系模型概述为什么要学习关系模型?关系模型是目前广泛使用的一种数据模型IBMDB2,MiscrosoftSQLServer,Informix,Oracle,Sybase,…………….仅有少量的遗产系统使用旧的数据模型IBM的IMS目前仍在使用目前关系模型的竞争者:面向对象的数据模型Objectstore,Versant,Ontus,……….对象关系模型:InformixUniversalServer,UniSQL,O2,ORACLE,DB2,………...关系模型概述关系数据模型是由E.F.Codd于1970年提出在此之前大多数数据库系统是基于层次数据模型和网状数据模型的关系模型给数据库领域带来了一场革命，并取代了旧的数据模型,E.F.Codd并因此于1983年获得TuringAwards在70年代中期，IBM和UC-Berkeley开发了早期的关系型数据库管理系统关系模型概述现在的关系型数据库系统有IBM的DB2InformixOracleSybaseMicrosoft的Access,SQLServerFox-xParadox关系模型概述关系模型是十分简单的关系模型的数据结构非常单一，实体、联系都表示成关系一个关系是一个具有行和列的二维表关系模型给出关系操作的能力，但不对RDBMS(关系型~)语言给出具体的语法要求查询操作：选择、投影、连接、除、并、交、差等更新操作：增加、删除和修改一次一集合关系代数和关系演算高度非过程化关系模型概述关系模型的三类完整性约束系统支持：实体完整性和参照完整性用户定义：用户定义的完整性本章主要讨论以下问题关系模型是如何表示数据的关系模型可以表示何种完整性约束数据是如何被查询的如何将由ER模型表示的数据库概念模式转换为关系模式(模式)的视图(外模式)问题关系模型基本概念关系域：一组具有相同数据类型值的集合笛卡尔积：给定一组域D1,D2,…,Dn，它们的笛卡尔积为：D1XD2X…Dn={(d1,d2,…,dn)|di∈Di,i=1,2,…n)元组：每一个元素(d1,d2,…,dn)叫做一个n元组，或元组分量：元素中的每一个值di叫做一个分量基数：若Di为有限集，其基数为mi,则D1XD2X…Dn的基数为：关系模型基本概念例如：给定三个域D1=MAN={王兵，李平，张英}，D2=WOMAN={丁梅，吴芳}D3=CHILD={王一，李一，李二}D1XD2XD3={（王兵，丁梅，王一），（王兵，丁梅，李一），（王兵，丁梅，李二），（王兵，吴芳，王一），（王兵，吴芳，李一），…}笛卡尔积可以表示为一个二维表，表中的每一行对应一个元组，每一列对应一个域关系模型基本概念MANWOMANCHILD王兵丁梅王一王兵丁梅李一王兵丁梅李二王兵吴芳王一王兵吴芳李一王兵吴芳李二李平丁梅王一李平丁梅李一李平丁梅李二李平吴芳王一李平吴芳李一李平吴芳李二MANWOMANCHILD张英丁梅王一张英丁梅李一张英丁梅李二张英吴芳王一张英吴芳李一张英吴芳李二续左表关系模型基本概念关系:D1XD2X…Dn的子集叫做在域D1,D2,…,Dn上的关系表示为R(D1,D2,…,Dn)关系的目或度：n单元关系：n=1二元关系：n=2关系是一个二维表（子集）例如：假设王兵的妻子是丁梅，他们的孩子是王一，李平的妻子是吴芳，他们的孩子是李一和李二，则取笛卡尔积的一个子集构造一个关系FAMILY关系模型基本概念在R(D1,D2,…,Dn)表示中，域可以重名，给每列一个名字，称为属性，关系表示为：R(A1,A2,…,An)例如：FAMILY(FATHER,MOTHER,CHILD)MANWOMANCHILD王兵丁梅王一李平吴芳李一李平吴芳李二FAMILY关系模型基本概念候选码：能够唯一标识一个元组的最小属性组主码：主属性：候选码中的属性非码属性：不包含在任何候选码中的属性关系的性质：关系模型要求在一个关系中不能存在完全相同的元组(但实际商用关系数据库系统支持重复元组)关系中元组行的序并不重要关系中列的序并不重要（但有些系统例外）关系模型基本概念分量必须取原子值不同的列可以出自同一个域给定域：person={王兵，李平，张英，丁梅，吴芳}child={王义，李一，李二}MANWOMANCHILDfirstsecond王兵丁梅王一李平吴芳李一李二FAMILYbad关系模型基本概念构造FAMILY关系，仍然取personXpersonXchild的子集，表示为：FAMILY(FATHER,MOTHER,CHILD)此处dom(FATHER)=dom(MOTHER)=person关系模式：关系的描述形式化表示：R(U,D,dom,F)，简记为R(U)或R(A1,A2,…,An)属性向域的映象常常说明为属性的类型和长度关系模式是型，关系是值关系模型基本概念在关系模型中，实体和联系都是用关系表示的例如：左图

学生(学号，姓名，性别，专业，年龄)

课程(课程号，课程名，学时，学分)选修(学号，课程号，成绩)一个关系数据库是一组关系的集合；关系数据库模式则是该数据库所有关系模式的集合学生课程选修mn关系模型--关系的完整性关系模型的完整性是对关系的某种约束实体完整性：主码中的属性不可取空值(例子)参照完整性：例子：对于关系模式学生(学号，姓名，性别，专业，年龄)

课程(课程号，课程名，学时，学分)选修(学号，课程号，成绩)外码：设F是关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，如果F与关系S的主码Ks相对应，则称F为关系R的外码关系模型--关系的完整性参照关系R，被参照关系S参照完整性：F的取值必须为：或者取空值或者等于S中某个元组的主码值例如：部门(部门号，部门名，电话)

雇员(雇员号，雇员名，职称，部门号)雇员中部门号的取值部门雇员拥有1n关系模型--关系的完整性用户定义的完整性：任何关系数据库系统都应支持实体完整性和参照完整性用户定义的完整性定义某一具体应用中所涉及的数据必须满足的语义要求，例如年龄的取值关系数据库系统提供定义和检验这类完整性机制关系模型--关系代数关系代数运算分为：传统的集合运算和专门的关系运算集合运算前提：关系R和关系S具有相同的目，相应的属性取自同一个域并：关系R和关系S的并记作：R

S（下页）差：关系R和关系S的差记作：R-S交：关系R和关系S的交记作：R

S关系模型--关系代数ABCABCABCa1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a2b2c1a1b3c2ABCABCa1b2c2a1b1c1a2b2c1RSR

SR

SR-S关系模型--关系代数R×SABCABCABCa1b1c1a1b1c1a1b2c2a1b2c2a1b1c1a1b3c2a2b2c1a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2ABCa1b2c2a1b3c2a1b2c2a1b2c2a2b2c1a1b3c2