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数据库原理第二章关系数据库.ppt

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数据库原理 第二章:关系数据库 授课教师:王哲 本章主要学习内容 关系模型 关系数据结构 关系操作 关系的完整性约束 关系代数 集合计算 关系运算 关系演算 元组关系演算语言ALPHA 域关系演算语言QBE 一、关系数据结构及形式化定义 单一的数据结构----关系 现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示 逻辑结构----二维表 从用户角度,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表 关系操作的对象和结果都是集合,关系模型建立在集合代数的基础上; 1、域 域(Domain):一组具有相同数据类型的值的集合,也称为值域,用D表示。 域中所包含的值的个数称为域的基数,用m表示。 关系中用域表示属性的取值范围。例如: D1={李力,王平,刘伟} m1=3 D2={男,女} m2=2 D3={47,28,30} m3=3 其中,D1,D2,D3为域名,分别表示教师关系中姓名、性别、年龄的集合。 域名无排列次序,如D2={男,女}={女,男} 2、笛卡尔积 1)笛卡尔积(Cartesian Product) 给定一组域D1,D2,...Dn(域可相同),它们的笛卡儿积为: D1xD2x...xDn={(d1,d2,...,dn)|di∈Di,i=1,2,..,n} 所有域的所有取值组成一个集合,其中每一个元素(d1,d2,...,dn)叫做一个n元组,简称元组。 元组中的每个值di叫做一个分量。元组的每个分量(di)是按序排列的。如:(1,2,3)≠(2,3,1)≠(1,3,2); 元组不能重复,元组之间是无序的。 2)实例 例1:D1={a1,a2} D2={b1,b2,b3} 则:D1XD2={(a1,b1),(a1,b2),(a1,b3),(a2,b1),(a2,b2),(a2,b3)} 其中a1、b1、b2等是分量 (a1,b1),(a1,b2)等是元组 该笛卡尔积的基数为2x3=6 元组的个数为6 3)笛卡尔积的二维表表示 笛卡尔积也可以用二维表表示,其中表的框架由域构成,表的任意一行就是一个元组,每一列数据来则同一域。 例1:D1=学生的集合{甲,乙,丙}   D2=性别的集合{男,女}   D3=班级的集合{01,02}   共2×2×3=12个元组,用二维表可表示为: 3、关系 关系(Relation) D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1,D2,…,Dn上的关系。 表示为R(D1,D2,…,Dn) R:关系名 n:关系的目或度(Degree) T:关系中的每个元素是关系中的元组 几点说明 1)单元关系与二元关系 n:关系的目或度(Degree) 当n=1时,称该关系为单元关系(Unary relation)或一元关系。 当n=2时,称该关系为二元关系(Binary relation) … 当n=n时,称为n元关系。 2)在数学上,关系是笛卡尔积的任意子集,按照笛卡儿积的定义,关系可以是一个无限集合。 但在实际应用中关系是笛卡尔积中所取的有意义的子集。例如在表中选取一个子集构成如下关系,显然不符合实际情况。 属性(Attribute) 关系中不同列可以对应相同的域 为了加以区分,必须对每列起一个名字,称为属性名 n目关系必有n个属性 码(Key) (1)候选码(Candidate key) 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。 最简单的情况:候选码只包含一个属性 (2)全码(All-key) 最极端的情况:关系模式的所有属性组是关系模式的候选码,称为全码。 (3)主码(Primary key) 若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码。 (4)主属性(Prime attribute) 候选码的诸属性称为主属性 (5)非主属性(Non-key attribute) 不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性或非码属性。 基本关系的6条性质 ① 列是同质的 ② 不同的列可出自同一个域 其中的每一列称为一个属性 不同的属性要给予不同的属性名 ③ 列的顺序无所谓,列的次序可以任意交换 ④ 任意两个元组的候选码不能相同 ⑤ 行的顺序无所谓,行的次序可以任意交换 ⑥ 分量必须取原子值 4、关系模式(Relation Schema) 关系模式是型,关系是值 关系模式是对关系的描述 元组集合的结构 属性构成 属性来自的域 属性与域之间的映象关系 元组语义确定 满足一定的完整性约束条件 属性间的数据依赖 关系模式可以形式化地表示为: R(U,D,DOM,F) R 关系名 U 组成该关系的属性名集合 D 属性组U中
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