关系数据库-武汉大学精品课程.PPT

第2章 关系数据库 2.1 关系模型 1.关系模型的特点及组成 特点： 结构简单，表达力强 语言的一体化 非过程化的操作 坚实的数学基础 操作效率较低 组成： 关系数据结构 关系数据操作 关系完整性约束 关系DB系统 是支持关系模型的DB系统 2.1 关系模型 2、关系数据结构 1)域: 是一组具有相同数据类型的值的集合。 2)笛卡尔积 给定一组域 D1，…，Dn (可有相同的域)。其笛卡尔积为： DlXD2X…XDn={(d1，d2，…，dn)| di∈Di，i=1,2…,n} 2.1 关系模型 3)关系 笛卡尔积的有限子集 称作对应域上的关系。 关系：是元组的集合。 R(D1，D2， …，Dn) R是n元(目)关系 4)术语： 候选键 主键、主属性 非主属性 外键（外来关键字） 外键提供了一种表示两个关系联系的方法。 S(Sno，Cardno，Sname，Sage…) SC(Sno，Cno，Grade) 2.1 关系模型 5)关系的性质： (1)每列的值为同一类型。 (2)每列具有不同的属性名 (3)任意两元组不能完全相同。 (4)行的次序可以互换。 (5)列的次序可以互换。 (6)分量值是原子的。 2.1 关系模型 6）关系模式与关系数据库 关系模式：是关系结构的描述和定义，即二维表的表结构定义。 关系实质上是一张二维表。 因此，关系模式必须指出表的结构，即它由哪些属性构成，这些属性来自哪些域，以及属性与域之间的对应关系。 关系模式简记为关系的属性名表: R(U) =R(A1 ，A2，A3，….An) 例:学生（学号,姓名,总成绩） 关系数据库: 对应关系模型的一个应用领域的全部关系的集合。 联系？ 2.1 关系模型 3. 关系模型的数据操作 关系模型中常用的关系数据操作有四种： (1)数据查询。基本操作有：关系属性的指定；关系元组的选择；两个关系的合并。 (2)数据插入。在关系内插入一些新元组。 (3)数据删除。在关系内删除一些元组。 (4)数据修改。修改关系元组的内容。可分解为：先删除要改的元组，再插入新元组。 关系数据操作是一种集合式操作。复杂的关系数据操作可通过基本的关系数据运算获得。此外，还需要有关系的操作规则及具体的关系数据语言来实现这些操作。 关系数据语言可分为研究用的抽象语言和可使用的实现语言。关系数据语言大体分成三类，如表2-3。 2.1 关系模型 4. 关系的完整性 三类完整性约束： 实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性 说明： (1)该规则是对基本关系的约束和限定。 (2)实体有唯一性标识—主键。 (3)主键上的属性不能取空值。 2.1 关系模型 2）参照完整性 引用关系： 关系中的某属性的值需要参照另一关系的属性来取值。 例1：学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄) 专业(专业号，专业名) 例2: 学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄，合作者号) 2.1 关系模型 设：基本关系R、S(可为同一关系)。 若F是R的一个(组)属性，但不是R的键。 如果F与S的主键K相对应，则称F是R的外键。 例：学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄) 专业(专业号，专业名) 2.1 关系模型 参照完整性规则 若属性(组) F是R的外键它与S的主键K相对应， 则对于R中每个元组在F上的值必为下列之一： (1)取空值(F的每个属性值均为空)； (2)等于S中某个元组的主键值。 例：学生(学号，专业号，姓名，….) 关系中每个元组的专业号取值： (1)空值(未知值)； (2)非空值。 3）用户定义的完整性 反映具体应用所涉及的数据应满足的语义要求、约束条件。 例：学生关系中的年龄在15~45之间，选修关系中的成绩在0~100之间。 2.2 关系代数 关系数据语言分类： 1)关系代数 2)关系演算 元组关系演算 域关系演算 3)具有双重特点的语言(SQL) 共同特点是: 具完备的表达能力 是非过程化的集合操作语言 功能强 可嵌入、又可独立使用 2.2 关系代数 关系代数是一种抽象的查询语言。它以关系为运算对象，通过对关系进行“组合”或“分割”，得到所需的数据集合—关系。 分类：集合运算（并、交、差；广义笛卡尔积） 关系运算及其扩充 2.2 关系代数 集合运算示例 2.2 关系代数 4.广义笛卡尔积: 设:R、S为不同类关系，则结果为不同类关系： R×S={tr ts|（tr∈R）∧（ts ∈ S）} 2.2