数据库第2章 关系数据库1.ppt

本章要点 本章介绍关系数据库的基本概念，基本概念围绕关系数据模型的三要素展开，利用集合代数、谓词演算等抽象的数学知识，深刻而透彻地介绍了关系数据结构，关系数据库操作及关系数据库完整性等的概念与知识。而抽象的关系代数与基于关系演算的ALPHA语言乃重中之重。 本章内容： ⒉ 笛卡尔积（Cartesian Product） 定义2.2 给定一组域D1、D2、…Dn(这些域中可以包含相同的元素,即可以完全不同,也可以部分或全部相同), D1、D2、…Dn 的笛卡尔积为：D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜di∈Di，i＝1，2，…，n｝ 由定义可以看出，笛卡尔积也是一个集合。其中： (1)其中每一个元素（d1，d2，…，dn ）叫作一个n元组（n-tuple），或简称为元组（Tuple）。但元组不是di的集合，元组由di按序排列而成。 (2)元素中的每一个值di叫作一个分量（Component）。分量来自相应的域（ di∈ Di）。 (3)若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数（Cardinal number）为mi（i＝1，2，…，n），则D1×D2×…×Dn 的基数为n个域的基数累乘之积，即M= (4)笛卡尔积可表示为一个二维表。表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。 例如D1与D2的笛卡尔积： ⒊ 关系（Relation） 基本关系的性质： ① 列是同质的（Homogeneous），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，即列的次序可以任意交换。 ④ 任意两个元组不能完全相同。 ⑤ 行的顺序无所谓，即行的次序可以任意交换。 ⑥ 分量必须取原子值，即每一个分量都必须是不可分的数据项。 表2.4 课程关系C 2.2.2 关系模式 2.2.2 关系模式 2.2.3 关系数据库 二、参照完整性（Referential integrity） [例２] 学生，课程，学生与课程之间的多对多联系可以如下三个关系表示： 学生（学号，姓名，性别，年龄，系别号） 课程（课程号，课程名，课时） 选修（学号，课程号，成绩） 规则2.2 参照完整性规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（基本关系R和S可能是相同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为：或者取空值（F的每个属性值均为空值）；或者等于S中某个元组的主码值。 三、用户定义完整性（User-defined integrity） 关系完整性约束示意图 2.4.1 传统的集合运算 2.4.1 传统的集合运算 ⒉ 差（Difference） ⒋ 广义笛卡尔积（Extended Cartesian Product） R 2.4.2 专门的关系运算 2.4.2 专门的关系运算 2.4.2 专门的关系运算 例如，参见图2.8 学生-课程关系数据库中的选课关系SC中，设X={SNO}，Z={CNO，SCORE}，令X的一个取值200401为小x，则Zx= {CNO，SCORE}sno= {CNO，SCORE}’200401’={t[CNO，SCORE]|t∈SC,t[SNO]=200401}={(C1,85), (C2,92), (C3,84)} 实际上对关系SC来说，某学号（代表某小x）学生的象集即是该学生所有选课课程号与成绩组合的集合。 2.4.2 专门的关系运算 例如：有一个学生-课程关系数据库如图2.9包括学生关系S(说明：CS表示计算机系、IS表示信息系、MA表示数学系)、课程关系Course和选修关系SC。 C ⒉ 投影（Projection） ⒊ 连接（Join） 4. 除（Division） 5．关系代数操作表达举例 5．关系代数操作表达举例 5．关系代数操作表达举例 5．关系代数操作表达举例 习 题 习 题 习 题 习 题 习 题 习 题 (5) 用元组变量的检索 因为元组变量是在某一关系范围内变化的，所以元组变量又称为范围变量（Range Variable）。元组变量主要有两方面的用途： ①简化关系名。在处理实际问题时，如果关系的名字很长，使用起来就会感到不方便，这时我们可以设一个较短名字的元组变量来简化关系名。 ②操作条件中使用量词时必须用元组变量。 元组变量是动态或逻辑的概念，一个关系可以设多个元组变量，每个元组变量独立地代表该关系中的任一元组。 [例17] 查询信息系学生的名字。 RANGE Student X GET W(X.SN): X.DEPT=IS 这里元组变量X的作用是简化关系名Student。