第2章 关系数据库.ppt

1、第二章关系数据库、北京林业大学软件教室、2、本章主要按数据模型的三个要素分别对关系数据库的一些基本理论(关系模型的数据结构、关系的定义和性质、关系代数、关系数据库等)关系的定义和性质、关系密钥、 外键等基本概念以及关系运算语言的使用方法是重点把握实体完整性和参照完整性的内容和意义、常用的一些关系代数的基本运算等，北京林业大学软件教室，3，2.1关系模型的数据结构及其形式化定义2.2关系的键和关系的完整性2.3关系代数2.4关系运算， 北京林业大学软件教室，4，2.1关系模型的数据结构及其形式化定义，2.1.1关系的形式化定义及其相关概念域(Domain )。 例如： D1=李力、王平、刘伟、m

2、1=3； D2=男、女m2=2； d3=18、20、18； m3=3。 整数、实数、字符串的集合都是域、域名、北京林业大学软件教室、5、笛卡儿积给出的域D1、D2、Dn的集合(这些是相同的要素，即D1、D2、Dn的笛卡儿Dn)|diDi，I=1，2，n的各元素(d1，D2，dn )的北京林业大学软件教室，6，笛卡儿积D1D2Dn的基数m (即元素(d1，D2，dn )的个数)，是所有领域的基数的积M=。 例如，表示上述教师关系中姓名性别的两个域的笛卡儿积D1D2=(李力、男)、(李力、女)、(王平、男)、(王平、女)、(刘伟、男)的笛卡儿积可以二维表的形式表示：笛卡儿积实际上是二维表、同一个域

3、、北京林业大学软件以上示例的D1D2笛卡儿积的子集(称为定义关系(Relation )笛卡儿积D1D2Dn的任何子集的域D1、D2、的子集能够构成教师关系T1，如表2.2所示，D1D2笛卡儿积的子集(关系T1)、北京林业大学软件教室、教室在n=2的情况下，称为二元关系，这样类推。 关系中的每个元素是关系中的元组，通常用t表示，关系中的元组个数是关系的基数。 因为关系是笛卡儿积的子集，关系也可以看作二维表。 具有相同关系框架的关系称为同类关系。元组、元组、域、属性、属性的名称是唯一不符合北京林业大学软件教室、10、实际意义的关系，在关系模型中，关系可以进一步定义为关系头(heading )2.1

4、. 2关系的性质、2.1.2关系的性质关系被规范化不同的列可以来自同一域。 每个列称为属性，每个属性需要不同的名称。 列的顺序可以任意交换。 关系中元组的顺序(即行顺序)是任意的。 关系中的每个元件都必须是不可分离的数据项。北京林业大学软件教室，12，不规范的关系表2.8，规范的关系表2.9，表2.8中，书籍包括省、市县两个项目，“表中有表”现象出现的是不规范的关系，应该将书籍分为省、市县两列2.1.3关系模式的关系DOM， F) R-关系名称U-属性名称集合D-称为作为属性源的域DOM-属性的14、关系模型、关系、关系头、关系体、静态、稳定、固定、伴随数据更新的变化、北京林业大学软件教室、1

5、5，例如第1章的图1-22所示的教育数据课程名称、课程)的选择课程(课程编号、课程编号、成绩)的课程(教师编号、课程编号)、北京林业大学软件教室、16、与学生关系模式对应的数据库的例子如图2-那样有6组，与图2-1学生关系模式对应的例子、北京林业大学索2.1.4关系数据库和关系数据库模型、2.1.4关系数据库和关系数据库模型、关系数据库、类型、值2.2关系的密钥和关系的完整性、2.2.1候选密钥和主关系密钥候选密钥(Candidate Key ) “学生关系”中的学号在每个学生的“选择关系”中是唯一可识别的，属性组合“学号课程编号”只能区分每个人的选择记录的候补键、候补键、唯一性、最小性、北京

6、林业大学软件教室、19、主关系键(Primary Key )各个关系必须以一个主关系键、学号、姓名、学号为数据操作的依据，以姓名为数据操作的依据，主键主代码关系键、北京林业大学软件教室、20、主属性和非代码属性主属性：主关系键中包含的各属性称为主属性非代码属性。 任何候补键都不包含的属性称为非代码属性(非主属性)全部代码。 所有属性的组合：1:n、n:1、教师t、学生s、课程c、n:n、n:n、候补代码是(t、c、s )、被参照关系、被参照关系的主代码和参照关系的外代码必须定义在同一个域中，北京林业大学软件实体实体的主关系键值不能为空。 另外，一部分为空的学生关系的主关键词“学号”不能为空。

7、空选关系的主关键字“学号程序编号”不能部分为空。 即，“学号”和“课程号”两个属性都不是空参照完整性(Referential integrity )，如果关系R2的外部关系密钥x与关系R1的主关系密钥一致，则x的各值与R1的主关系密钥的任一个值相等或取空值， 北京林业大学软件教室用户定义完整性对某个特定关系数据库的限制反映了与某个特定应用程序相关的数据应满足的语义要求：成绩属性的可取值范围为0-100之间，北京林业大学索、2.3关系代数、关系插入、删除、修改、关系模型、北京林业大学软件教室、27，2.3.1关系代数的分类及其算子、2.3.1关系代数的分类及其算子关系代数是抽象的查询语言关系代数

8、的运算对象和运算结果都是关系代数算子的北京林业大学软件教室关系代数的运算主要分为两类：传统的集合运算：将关系视为元组的集合，将元组作为集合中的要素进行运算，该运算从关系的“水平”方向即行的角度进行。 包括并行、差、正交和直积等运算。 专业的关系运算：不仅包括行运算，还包括列运算。 此运算是为数据库中的应用程序引入的特殊运算。 包括选择、投影、合并、除法等运算。 北京林业大学软件教室，29，2.3.2传统的集合运算，给出两个关系r，s，()具有相同程度n的话() r的第I个属性和s的第I个属性必须从同一个域中取得。 据说关系r、s是不相容的。 除笛卡儿积以外，其他集合运算要求参与运算的关系必须满

9、足上述互换性定义。 北京林业大学软件教室，30，并行： RS=t|trts差异： r-s=t|trts交叉： RS=t|trrt ss，RS=R-(R-S )北京林业大学软件教室，32，北京林业大学软件教室，33，北京林业大学软件教室，34，2.3.3专业的关系运算，因为是传统的集合运算，所以只从行的角度进行，对于灵活地实现关系数据库的多种查询操作，是必要的专业关系(1)设关系模式为R(A1，A2，An )，其中一个关系为r，tR表示r的一个元组，tAi表示元组t中与属性Ai相对应的一个成分tA=tAi1、tAi2和tAik表示属性列a中元组t的元组成分的集合。 (3)R称为n目的关系，s称为

10、m目的关系，trR、tsS、tr ts称为元组的连接(concatenation )，这是1个n m列的元组，最初的n个成分是r的1个n元组，接下来的m个成分是s中的1个m元组。 (4)将关系R(X，z )、x和z设为属性组，当tX=x时，定义x在r的映像集，Zx=tZ|tR，tX=x的北京林业大学软件教室，36，映像集例子，x1在r的映像集Z3 x2的r中的图像集Zx2=Z2，Z3 x3的r中的图像集Zx3=Z1，Z3，北京林业大学软件教室，33 Dept=校正计算机(s )或者5=校正计算机(s ) (其中，5是属性Dept的编号)的校正结果从行的角度北京林业大学软件教室，38，例2-6查

11、询工资超过1000 (sal 1000 ) (sex=男) (t )运算结果图，北京林业大学软件教室，39，投影(Projection) A(R)=tA | tR例2 TN，TNo，projection 5(t ) (其中，2、1、5分别是属性TN、TNo和Prof的序列号)的运算结果的图，a是r的属性列，现有的Dept(T )运算结果图，北京林业大学软件教室，41，询问讲述例2-9c5课程的教师号码。 TNo(CNo=C5 (TC ) )运算结果如图所示，北京林业大学软件教室，42，链接(Join)=t rts |trRtsStr XtsY是真正的算术比较运算符自然链接：等价链接，北京林业大学软件教室，43，例210是图如图所示的两个关系r和s，(c )是r和s的连接(CD )，(d )设定了比r和s大的等值，(a )，(b )，北京林业大学软件教室，44，(c )，(d )，(f )，(e )，北京林业大学软件教室，45，等值连接TN(CN=数据库Yx是x的r的形象集，x=trX，北京林业大学软件教室，47，例2-13询问修完全课程的学生的学号和姓名。 S