第二章节联系数据库理论.ppt

第二章 关系数据库基本理论;掌握关系数据库的基本概念、关系的规范化和关系代数 掌握关系的完整性约束规则 掌握数据库设计的基本过程;2.2 关系的完整性; 关系数据库是采用关系模型作为数据的组织方式，是建立在数学集合概念基础之上的。 ;2.1.1 基本术语;2.1.2 关系的规范化; 主要的范式：1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF和5NF。;2.1.3 关系运算; 传统的关系运算中的并、交、差运算必须满足条件：参与运算的关系的属性个数相同，相应的属性值取自同一个域，即参与运算的关系必须具有相同的关系模式。;并(∪) 由属于R或属于S的所有元组（去掉重复元组）组成的集合。记为R∪S。 R∪S={t|t∈R∨t∈S};交(∩) 由同时属于R和S的元组组成的集合。记为R∩S。 R∩S={t|t∈R∧t∈S} 例：;差(-) 由只属于R而不属于S的元组组成的集合。记为R-S。 ;笛卡尔积 设关系R有r个属性、n个元组，关系S有s个属性、m个元组，则它们的笛卡尔积运算定义为： ;R×S ; 专门的关系运算包括选择、投影、连接和除运算。; 选择运算是从关系中找出满足条件的元组（记录）。它可以根据用户的要求从关系中筛选出满足一定条件的元组，这种运算的结果是关系表中的元组的子集，其结构和原关系的结构相同。记作：;例在学生关系ST中查询性别为男的全体学。 ; 投影运算是从关系中选取若干个属性组成一个新的关系。它可以根据用户的要求从关系中选出若干属性（字段）组成新的关系。记作：; 例在学生关系ST中查询学生的学号和 姓名，即对学生关系ST在学号和姓名 两列进行投影。; 连接运算是将两个关系通过共同的属性名（字段名）连接成一个新的关系。连接运算可以实现两个关系的横向合并，在新的关系中反映出原来两个关系之间的联系。记作：;等值连接：当θ为“=”时的连接运算，它是从关系R和S的笛卡尔积中选取A和B属性相等的那些元祖，记作：;等值连接与自然连接的区别： 自然连接要求相等的分量必须有相同属性名，等值连接则不必； 自然连接要求把重复的属性列去掉，而等值连接不要求；; 例根据学生关系ST 、专业关系SP 对应，求等值连接和自然连接（专业号）;2.2 关系的完整性; 实体完整性是指关系中的主属性值不能取空值（NULL）且不能有相同值，保证关系中的记录的唯一性，是对主属性的约束。 也可表述为：若属性A是关系R的主属性，则属性A不能取空值且不能有相同值。 ; 域完整性约束也称为用户自定义完整性约束，是用户对数据表中字段属性的约束，它包括字段的值域、字段的类型及字段的有效规则等约束。; 参照完整性是对关系数据库中建立关联关系的数据表之间数据参照引用的约束，也就是对外关键字的约束。准确地说,参照完整性是指关系中的外关键字必须是另一个关系的主关键字的有效值，或者是NULL。; 也可表述为：若属性（或属性组）F是关系R的外码，它与关系S的主码Ks相对应，则R中每个元组在F上的值只能符合两种情况之一：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。 ;参照完整性; 数据库是信息管理软件的核心，数据库设计合理与否至关重要。 规范的数据库设计方法是新奥尔良方法，将数据库设计分成了四个阶段： 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计; 在新奥尔良法的指导下，结合数据库实际应用和开发需要，通常将数据库设计的过程分为六个阶段： 需求分析阶段 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施阶段 数据库的运行和维护阶段; 需求分析阶段主要任务就是获取用户的需求，了解相关领域的业务知识。 需求分析是数据库设计的基础的，直接影响着系统的合理性和实用性。; 需求分析主要工作： 1、分析用户活动，产生业务流程图 2、确定系统范围，产生系统范围图 3、分析用户活动涉及的数据，产生数据流程图 4、分析系统数据，产生数据字典;确定全部的用户需求是一件很困难的事情: 第一，系统本身的需求是变化的，用户的需求必须不断调整，使之与这种变化一致。 第二，由于用户缺少计算机信息系统设计方面的专业知识，要表达他们的需求很困难。特别是很难说清楚某部分工作的功能与处理过程。 第三，要调动用户的积极性，使他们能积极参与系统的分析与设计工作相当困难。 ; 它是数据库设计的关键，形成信息世界中的概念模型。一般常用E-R模型来表示。 ; (1)能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模拟。 (2)易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用