第2章节关系数据库.docVIP

主要内容： 关系数据结构的形式化定义 关系操作 关系的完整性 关系代数 2．1关系数据结构及形式化定义 关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统，关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束3部分组成。 2．1．1关系 关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构——关系，现实世界的实体及实体间的各种联系都用关系来表示。下面从集合论角度给出关系数据结构的形式化定义。 1 域（Domain） 是一组具有相同数据类型的值的集合。 例如 整数 实数 介于某个取值范围的整数 指定长度的字符串集合 {‘男’，‘女’} 介于某个取值范围的日期 2 笛卡尔积（Cartesian Product） 1）笛卡尔积 给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。D1，D2，…，Dn的笛卡尔积为：D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜di?Di，i＝1，2，…，n｝。 所有域的所有取值的组合。 不能重复。 例： 给出三个域： D1=SUPERVISOR ={ 张清玫，刘逸 } D2=SPECIALITY={计算机专业，信息专业} D3=POSTGRADUATE={李勇，刘晨，王敏} 则D1，D2，D3的笛卡尔积为： D1×D2×D3＝｛ （张清玫，计算机专业，李勇） （张清玫，计算机专业，刘晨） （张清玫，计算机专业，王敏) （张清玫，信息专业，李勇） （张清玫，信息专业，刘晨) （张清玫，信息专业，王敏) （刘逸，计算机专业，李勇） （刘逸，计算机专业，刘晨） （刘逸，计算机专业，王敏） （刘逸，信息专业，李勇） （刘逸，信息专业，刘晨） （刘逸，信息专业，王敏） ｝ 2）元组（tuple） 笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组（tuple）。3）笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di叫作一个分量（Component）。 4）基数（Cardinal number） 若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为mi（i＝1，2，…，n），则D1×D2×…×Dn的基数M为： 在上例中，基数：2×2×3＝12，即D1×D2×D3共有2×2×3＝12个元组。 5）笛卡尔积的表示方法 笛卡尔积可表示为一个二维表。表中的每行对应一个元组，表中的每列的值来自一个域。 3 关系（Relation） D1×D2×…×Dn的子集叫做在域D1，D2，…，Dn上的关系，表示为： R（D1，D2，…，Dn），其中， R：关系名 n：关系的目或度（Degree） 一般来说，D1，D2，…，Dn的笛卡尔积是没有实际语义的。只有它的某个子集才有实际含义。关系是笛卡尔积的有限子集，所以关系也是一个二维表，表中的每一行对应一个元组，表的每一列对应一个域。由于域可以相同（导师和研究生均来自人这个域），为了加以区分，必须对每一列起一个名字，称为属性（Attribute）。n目关系必有n个属性。 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。若一个关系有多个候选码，则选定其中的一个为主码（Primary key）。 候选码的诸属性称为主属性，不包含在任何码中的属性称为非主属性或非码属性。 在最简单的情况下，候选码只包含一个属性。在最极端的情况下，关系模式的所有属性是这个关系模式的候选码，称为全码。 例：在学生选课中解释上述概念。 关系可以有三种类型： 基本关系（基本表或基表） 实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示。 查询表 查询结果对应的表。 视图表 由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据。 上述定义的关系是一个无限集合，并且笛卡尔积不满足交换律。当关系作为关系数据模型的数据结构时，需要给予限定和扩充： 限定关系数据模型中的关系必须是有限集合。 通过为关系的每个列附加一个属性名的方法取消关系元组的有序性。 通过上面的讨论，基本关系具有6条性质： 列是同质的。每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域。 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。 列的顺序无所谓，列的次序可以任意交换。 任意两个元组不能完全相同。 行的顺序无所谓，即行的次序可以任意交换。 分量必须取原子值，每一个分量都必须是不可分的数据项。 2．1．2关系模式 在关系数据库中，关系模式是型，关系是值，关系模式是对关系的描述。一个关系通常需要从下面两个方面描述： 关系是元组的集合，因此关系模式必须指出这个元组集合的结构，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映像关系。 元组语义以及完整性约束条件，属性间的数据依赖关系集合。 关系模式可以形式化地表示为： R（U，D，DOM，F） 其中： R 关系名 U 组成该