《数据库原理及应用 》课件ch2

第2章关系数据库本章主要内容关系运算是设计关系数据库操作语言的理论基础，实现数据间的联系可以用关系运算完成。本章讲解关系数据库的重要概念，包括关系、关系模型、关系的三类完整性约束和关系代数。其中，关系完整性约束将在后续章节进行讨论。本章学习目标了解关系数据模型的组成部分；理解关系、关系模型的概念并掌握关系模型的完整性约束；熟练掌握关系代数的各种运算。2.1关系数据库概述关系数据库用数学方法来处理数据库中的数据。最早将这类方法用于数据处理的是1962年CODASYL发表的“信息代数”，之后有1968年DavidChild的集合论数据结构。系统而严格地提出关系模型的是IBM公司的E.F.Codd，1970年6月他在《CommunicationofACM》上发表了题为“ARelationalModeofDataforLargeSharedDataBanks”（用于大型共享数据库的关系数据模型）一文。2.2关系模型概述1.关系模型的数据结构关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构——关系。在用户看来，关系模型中数据的逻辑结构是一张扁平的二维表。关系模型的这种简单的数据结构能够表达丰富的语意，描述出现实世界的实体以及实体间的各种联系。也就是说，在关系模型中，现实世界的实体以及实体间的各种联系均用单一的结构类型即关系来描述。2.2关系模型概述2.关系操作关系模型中的数据操作是集合操作，操作对象和操作结构都是关系，即若干元组的集合，而不像非关系模型中单记录的操作方式。另一方面，关系模型把存取路径向用户隐蔽起来，用户只能指出“干什么”或“找什么”，不必详细说明“怎么干”或“怎么找”，从而大大地提高了数据的独立性。关系模型中常用的关系操作包括两类：查询操作和更新操作。查询操作包括选择、投影、连接、除、并、交、差等。更新操作包括插入、删除、修改操作。2.2关系模型概述关系数据语言1关系代数语言如ISBL2关系演算语言元组关系演算语言如APLHA、QUEL域关系演算语言如QBE3具有关系代数和关系演算双重特点的语言如SQL2.2关系模型概述3.完整性约束关系模型提供了丰富的完整性约束机制，允许定义三类完整性：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，应该由关系系统自动支持。2.3关系数据结构

2.3关系数据结构

2.3关系数据结构4.关系的相关概念候选码：若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码（Candidatekey）。在最简单的情况下，候选码只包含一个属性。在最极端的情况下，关系模式的候选码由所有属性构成，称为全码（All-key）。主码：当关系中有多个候选码时，应选定其中的一个候选码为主码（Primarykey）。当然，如果关系中只有一个候选码，这个唯一的候选码就是主码。主属性和非主属性：关系中，候选码中的属性称为主属性（PrimeAttribute），不包含在任何候选码中的属性称为非主属性（Non-keyattribute）.2.3关系数据结构5.关系的性质基本关系具有以下六条性质：①列是同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域。②不同的列可出自同一个域，称其中的每一列为一个属性，不同的属性要给予不同的属性名。③列的顺序无所谓，即列的顺序可以任意交换。由于列顺序是无关紧要的，因此在许多实际关系数据库产品中，增加新属性时，永远是插至最后一列。④任意两个元组不能完全相同。但在一些实际的关系数据库产品中，如ORACLE、SQLServer、FoxPro等，如果用户没有定义相关的约束条件，则允许在关系表中存在两个完全相同的元组。⑤行的顺序无所谓，即行的顺序可以任意交换。⑥分量必须取原子值，即每个分量必须是不可再分的数据项。关系模型定义2.4关系的描述称为关系模式（RelationSchema）。它可以形式化地表示为：R（U，D，DOM，F）

其中：R为关系名，U为组成该关系的属性名集合，D为属性组U中属性所来自的域，DOM为属性向域的映像集合，F为属性间数据的依赖关系集合。

属性间的数据依赖将在第4章讨论，而域名及属性向域的映像常常直接说明为属性的类型、长度。因此，在本章只关心关系名（R）和属性名集合（U），将关系模式简记为：R（U）或：R（A1，A2，…，An）。其中R为关系名，A1，A2，…，An为属性名。2.4关系的完整性

2.5关系代数传统集合运算运算符含义运算符含义集合运算符∪并比较运算符>

大于-差≥大于等于∩交<

小于×广义笛卡儿积≤小于等于

=等于

≠不等于专门的关系运算符σ选择逻辑运算符┐非投影∧与连接∨或÷除

2.5关系代数

2.5关系代数RABCa1b1c1a2b2c2a2b2c1R∪SABCa1b1c1Sa2b2c2ABCa1b3c2a2b2c2a2b2c1a1b3c2a2b2c1R∪S2.5关系代数

2.5关系代数RABCa1b1c1a2b2c2a2b2c1R-SABCa1b1c1SABCa2b2c2a1b3c2a2b2c1R-S2.5关系代数

2.5关系代数RABCa1b1c1a2b2c2a2b2c1R∩SABCa2b2c2Sa2b2c1ABCa2b2c2a1b3c2a2b2c12.5关系代数

2.5关系代数RABCR×Sa1b1c1R.AR.BR.CS.AS.BS.Ca2b2c2a1b1c1a1b2c2a2b2c1a1b1c1a1b3c2a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2Sa1b2c2a1b3c2ABCa1b2c2a2b2c1a2b2c2a2b2c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1a1b3c2a2b2c1a2b2c1a2b2c1R×S2.5关系代数

2.5关系代数

2.5关系代数Rxz3546475839

2.5关系代数

2.5关系代数

2.5关系代数

2.5关系代数

2.5关系代数

2.5关系代数

2.5关系代数

2.5关系代数已经关系R和S，则R÷S的结果如图RSABCBCDA1B1C2B1C2D1A2B3C7B2C1D1A3B4C6B2C3D2A1B2C3A4B6C6R÷SA2B2C3AA1B2C1A1A1的象集为：{{B1,C2}，{B2,C3}，{B2,C1}}A2的象集为：{{B3,C7}，{B2,C3}}A3的象集为：{{B4,C6}}A4的象集为：{{B6,C6}}2.5关系代数

2.5关系代数

2.