数据库原理第二讲要领.ppt

第2章 关系数据库 2.1 关系数据库与关系模型 2.2 关系的形式定义 2.3 关系运算代数 2.4 查询优化 2.5 关系数据库的规范化理论 2.1关系数据库与关系模型 2.1.1 基本概念 1．关系数据库系统 关系数据库系统是支持关系数据模型的数据库系统。关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据。 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三部分组成。 关系数据库管理系统RDBMS如著名的IBM DB2，Oracle，Ingres，SYBASE，Informix等。 2．关系的相关名词 域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。 一般在关系数据模型中，对域还加了一个限制，所有的域都应是原子数据（atomic data）。 目或度（Degree）：设有关系R(D1，D2，…Dn )，这里的R表示关系的名字，n是关系的目或度。 属性：在现实世界中，要描述一个事物常常取若干特征来表示。这些特征称为属性（attribute）。n目关系必有n个属性。 2．关系的相关名词 候选码（Candidate Key）： 若关系中的某一属性或属性组的值能唯一的标识一个元组，则称该属性或属性组为候选码。 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。 主属性（Non-Key attribute）：主码的诸属性称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非码属性。据(Data)是数据库中存储的基本对象 2．关系的相关名词 外码（Foreign key）：如果关系模式 R中的属性或属性组非该关系的码，但它是其它关系的码，那么该属性集对关系模式 R而言是外码。 例如，客户与贷款之间的借贷联系c-l（c-id，loan- no），属性 c-id 是客户关系中的码，所以c-id是外码；属性loan-no是贷款关系中的码，所以loan-no也是外码。 2．关系的相关名词 全码（All-key）：关系模型的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码。 例如，关系模式R（T，C，S），属性T表示教师，属性 C表示课程，属性 S表示学生。假设一个教师可以讲授多门课程，某门课程可以由多个教师讲授，学生可以听不同教师讲授的不同课程，那么，要想区分关系中的每一个元组，这个关系模式R的码应为全属性T、C和S，即All-key。 3．关系的三种类型 基本关系（通常又称为基本表或基表）：是实际存在的表，它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：是由基本表或其它视图表导出的表。由于它本身不独立存储在数据库中，数据库中只存放它的定义，所以常称为虚表。 2.1.2 关系模型 1．关系模型的三要素 关系数据模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三大要素组成。 (1)关系数据结构 关系模型的数据结构单一，在关系模型中，现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示，在用户看来，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。 1．关系模型的三要素 (2)关系操作集合 关系操作的特点是集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。这种操作方式也称为一次一个集合的方式。相应地，非关系数据模型的数据操作方式则为一次一个记录的方式。 关系模型中常用的关系操作包括：选择(select)、投影(Project)、连接(join)、除(divide)、并(union)、交(intersection)、差(differencc)等，以及查询(query)操作和增(insert)、删(delete)、改(update)操作两大部分。查询的表达能力是其中最主要的部分。 (2)关系操作集合 关系操作能力可用两种方式来表示：代数方式和逻辑方式。 关系代数是用对关系的运算来表达查询要求的方式。 关系演算是用谓词来表达查询要求的方式。关系演算又可按谓词变元的基本对象是元组变量还是域变量分为元组关系演算和域关系演算。对于关系代数、元组关系演算和域关系演算均是抽象的查询语言，在表达能力上是完全等价的。 1．关系模型的三要素 (3)关系的完整性约束 数据库的数据完整性是指数据库中数据的正确性和相容性，是一种语义概念，包括两个方面： 与现实世界中应用需求的数据的相容性和正确性。 数据库内数据之间的相容性和正确性。 例如，学生的学号必须惟一，性别只能是男或女，学生所选修的课程必须是已开设的课程，等等。 数据库中数据是否具备完整性关系到数据库系统能否真实地反映现实世界，因此，数据库的完整性是十分重要的。 (3)关系的完整性约束 数据完整性由完整性规则来定义，关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。关系模型中可以有3类完整性约束:实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。 实体完整性和参照完整