关系据库(2)

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1、第二章 关系数据库n2.1 关系模型概述n2.2 关系数据结构n2.3 关系的完整性第二章 关系数据库2.1 关系模型概述 2.2 关系数据结构 2.3 关系的完整性数据模型的组成要素：数据模型通常由数据结构、数据操 作、和完整性约束三部分组成。 （1） 数据结构数据结构是所研究的对象类型（Object Type）的集合。 （2） 数据操作数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值） 允许执行的操作的集合。数据库主要有检索和更新（插入、删除 、修改）两大类操作。 数据结构是对系统静态特性的描述，数据操作是对系统动态特 性的描述。 （3） 数据的约束条件数据的约束条件是完整性规则的集合。完整

2、性规则是给定 的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定 符合数据模型的数据状态以及状态的变化，以保证数据的正确、 有效、相容。2.1 关系模型l关系数据结构：实体及联系统一用二维表表示（关 系）。l关系操作l关系完整性约束实体完整性 参照完整性 用户定义完整性选择 投影 连接 除 并 交 差 积 增加 删除 修改专门的关系运算传统的集合运算更新 操作查询 操作学号姓名年 龄 1aaa20 2bbb21 3ccc20关系数据模型的组成要素：l概念：域，笛卡儿积，关系。 侯选码：关系中的某一属性组的值能唯一地标识 一个元组，则称该属性组为侯选码。主码：若一个关系有多个侯选码，则选定

3、其中一 个为主码。 主属性：包含在侯选码中的诸属性称为主属性。 非主属性：不包含在任何侯选码中的属性称为非 主属性。关系：一组域上的笛卡儿积的子集给定一组域D1,D2,Dn,这些域中可以有相同的。 D1,D2,Dn的笛卡儿积为:D1D2Dn = (d1,d2,dn) | di Di, i=1,2,n其中,每一个元素(d1,d2,dn)叫作一个n元组(n-tuple)或 简称元组学号姓名年 龄 1aaa20 2bbb21 3ccc20关系数据结构：n 基本关系的性质n 关系规范化：n 规范化关系的最基本要求是每一个分量(列)必须是不可 再分的(第一范式)。n 关系数据库：n 所以实体之间的联系所

4、构成的关系的集合。n关系完整性：l 实体完整性：关系的主码不能为空。l 参照完整性：对两个关系R，S而言，如果R的属性（或属性组）F 与关系S的主码KS相对应，则称F是R的外码。列是同质的，即数据类型一样； 列顺序无关紧要； 任意两个元组（行）不能相同（完全）； 分量（列）必须取原子值（不可再分）； 不同的列（但数据类型基本相同）可出自同一域。姓名工资1工资2 张三500600 李四400500工资姓名工资 1工资 2 张三600500 李四500400n 用户定义的完整性：n 某一具体的数据库的属性及其关系所应满足的条件。 例如：年龄15，体重50Kg。 n 学号姓名年龄学历 1aaa 2b

5、bb 3ccc 4ddd 5eee学号数学英语化学 1 2 3 4 5主码（主键）：学号侯选码（键）：学号主属性：学号RSn关系操作关系模型给出了关系操作的能力和特点，但不 对DBMS的语言给出具体的语法要求。n关系语言的特点是高度非过程化。n关系操作能力是用两种方式表示的：关系代数和关系演 算，它们的功能是等价的。 例如：SELECT 姓名，年龄 FORM 学生表 WHERE 年龄 50 关系操作的能力常用关系代数表示1)选择(Selection)2)投影(Projection)3)连接 (Join)4)除(Division) 5)并(Union)6)交(Intersection)7)差(S

6、et Difference)8)关系操作方式的特点是集合 操作(一次一集合)关系代数运算符关系代数集合运算n集合(Set)n无重复、顺序无关 1，2，3n多重集合(Bag)n可重复、顺序无关 1，2，2，3，4n列表(List)n可重复、顺序相关 （1，2，3，4）n集合运算n并、交、差、广义笛卡儿积n二目运算集合运算并Union ()nR和S的并，RS，是在R或S或两者 中的元素的集合n一个元素在并集中只出现一次nR和S必须同类型（属性集相同、次 序相同，但属性名可以不同）RS集合运算并Union ()集合运算交Intersect ()nR和S的交，RS，是在R和S中都存 在的元素的集合n一

7、个元素在交集中只出现一次nR和S必须同类型（属性集相同、次 序相同，但属性名可以不同）RS集合运算交Intersect ()集合运算差Minus (-)nR和S的差，R-S，是在R中而不在S中 的元素的集合nR和S必须同类型（属性集相同、次序相 同，但属性名可以不同）R - S集合运算差Minus (-)集合运算笛卡儿积()n关系R、S的笛卡儿积是两个关系的元组 对的集合所组成的新关系集合运算笛卡儿积()集合运算除()集合运算除()关系代数专门的关系运算n选择、投影、连接、除法关系运算选择()从关系R中选择符合条件的元组构成新的 关系 F(R),表示从R中选择满足条件(使逻辑表 达式F为真)的

8、元组行的运算关系运算选择()n例: ssex = 男 AND sdep = IS(Student) 关系运算投影()从关系R中选择若干属性组成新的关系A1,A2,An(R),表示从R中选择属性集 A1,A2,An组成新的关系列的运算投影运算的结果中,也要去除可能的重复 元组关系运算投影()n例: ssex,sage(student)关系运算条件连接()n从RS的结果集中，选取在指定的属性 集上满足条件的元组，组成新的关系n是一个关于属性集的逻辑表达式nR S关系运算条件连接()两个表的运算属性在 结果表中都要出现关系运算等值连接()RS R.B=S.B关系运算自然连接( )n从RS的结果集中，

9、选取在某些公共属 性上具有相同值的元组，组成新的关系nR、S的公共属性n属性集的交集（名称及类型相同）n公共属性在结果中只出现一次n例: student sc关系运算自然连接( )RS两个表的运算属性在 结果表中只出现一个练习题1. 选择：是在指定的关系中，按给定的条件选取其中的 若干个元组，组成一个新的关系运算。记作：P（R）nP为布尔函数，可由运算对象(属性名、常数、简单 函数)、算术比较符合逻辑运算符连接起来的表达式组 成。n选择是单目运算n选择是从关系的水平方向(行)的角度进行运算n例：求计算机系CS的学生基本情况 DEP=CS(S)专门的关系运算2. 投影：是在指定的关系R中,根据从

10、左到右的次序,按 照指定的若干属性及它们的顺序取出各列,在删去结果 中重复元组,组成一个关系。记作：X(R)n X为选取的属性集合n投影是单目运算n投影是从关系的垂直方向上(列的调度)取子集n例：在关系S中选取学生姓名和所在系 SN,DEP(S)专门的关系运算n3. 连接：是从两个关系R、S的笛卡儿积中选取满足连接条件 的那些元组。记作：nXY为连接条件n当为“=”，称为等值连接n连接运算是二目运算n连接结果是一个（n+m）元运算专门的关系运算n4. 自然连接：对于关系R、S，在等值连接的情况下， 当连接属性X与Y具有相同的属性名时，则关系R与S的连 接称为自然连接。记作：R*Sn在自然连接构

11、成的结果关系中，相同的属性名不必 重复。n自然连接是组装关系的有效方法n例：求选修了G课程的学生姓名和成绩 SN,GRADE(#C(CN=G(C)*(SC)* S#,SN(S)专门的关系运算5. 除法：它使用除数关系S(Z)在被除数关系R(X,Y)中取 商关系，记作：RSnY和Z具有相同的属性数目,且对应属性出自相同的域n商关系是关系R在属性X上投影的一个子集n举例：n关系代数代数表达式的运算结果是一个关系n关系数据库的DML语言至少支持选取、投影和 连接三种运算专门的关系运算关系代数实例关系代数实例1n查询选修了2号课程的学生的学号n课程号、学号SC表关系代数实例1n2号课程的选课情况ncn

12、o=2(SC)关系代数实例1n选修2号课程的学号nsno(cno=2(SC)关系代数实例2n列出选修数学课的学生的学号、姓名以 及成绩n学号、姓名Student表n课程名称Course表n成绩SC表nStudent SCCourse关系代数实例2n数学课ncno = 数学 (Course)关系代数实例2关系代数实例2n选修数学课的记录nSC (cno = 数学 (Course)关系代数实例2n选修数学的学生记录nStudent (SC (cno = 数学 (Course)关系代数实例2n 选修数学的学生的学号、姓名、成绩 sno,sname,gradeStudent (SC (cno = 数学

13、 (Course)关系代数实例2练习ABC 123 456 789设有关系E1和E2,其中E2是从E1中经过关系运算 得到的结果,给出运算表达式BC 56 89E1E2练习n设有三个关系S,C,SC,将下列关系表达成汉语.学号姓名年龄性别籍贯9860 1张三 20女成都9860 2李四19男重庆S练习1.关系R,W,和D完成P48页作业已有下表S,C,SC完成下列问题完成下列问题n1.检索程军老师所教授的课程号(C#)和课程名(CNAME)n2.检索年龄大于21的男学生学号S#和姓名SNAME.n3.检索至少选修程军老师全部课程的学生姓名SNAMEn4.检索李强同学不学课程的课程号C#n5.检索至少选修两门课程的学生学号S#n6.检索全部学生都选修的课程的课程号C#和课程名CNAME.n7.检索选修课程包含程军老师所教授课程之一的学生学号(S#)n8.检索选修课程号为K1和K5的学生学号S#n9.检索选修全部课程的学生姓名SNAMEn10.检索选修课程包含学号为2的学生所修课程的学生学号S#n11.检索选修课程名为C怨言的学生学号和姓名.