1-关系数据库基本知识.ppt

第1篇 关系数据库设计技术 第1章 关系模型和关系型数据库管理系统 第2章 范式及其对数据库设计的指导意义 第3章 数据库静态结构设计和实现 第1章 关系模型和关系型数据库管理系统 1.1 问题的引出 1.2 关系模型 1.3 关系型数据库管理系统RDBMS 1.1 问题的引出 手工模式下用表格收集、表示和查阅信息步骤： 表格的设计：根据要收集数据的结构设计空白表格 填写或查阅表格数据：填写过程以添加信息为主，但也难免要进行修改（涂改）和删除（划去）。填写和查阅需要交替进行。 校对表格数据：录入完成后对数据进行校对 用软件实现上述功能 针对具体表格操作需求，功能从简单到完善 抽象出一般表格操作需求，从具体到通用，就形成数据库的雏形 1.2 关系模型 手工模式下对表格处理的三个步骤正对应了我们研究的数据模型的三个要素：数据结构、数据操纵和数据约束 1.2.1 关系模型的数据结构 1.2.2 关系模型的数据操作 1.2.3 关系模型的数据约束 1.2.1 关系模型的数据结构 1.2.1.1 直观意义下理解关系模型 的数据结构 1.2.1.2 数学上的严格定义的关系 模型数据结构 1.2.1.1 直观意义下理解关系模型的数据结构 关系模型研究的对象的数据结构就是二维表。确定一个二维表的结构就是要确定以下两个内容： 列的组成以及每一列的数据类型 能唯一确定行的一个或一组列-候选码 候选码的唯一性和最小性 唯一性随语义变化而变化 1.2.1.2 数学上的严格定义的关系模型数据结构 域：域是一组具有相同数据类型的值的集合 笛卡尔积：给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域的笛卡尔积为集合：｛（d1，d2，…，dn）｜di?Di，1?i?n｝，记为：D1?D2?…?Dn 参与笛卡尔积运算的各个域中值的每一个组合都是笛卡尔积的成员 有具体含义的域的笛卡尔积是没有意义的 关系： D1?D2?…?Dn的一个子集称为D1，D2，…，Dn上的一个关系 关系事实上就是一个二维表， 它反映了D1，D2，…，Dn的取值关系 关系中的每一个域的名称也称为关系的属性，从二维表的角度看，属性就是列名。 关系中的每一个元素称为元组，从二维表的角度看，元组就是行。 二维表的候选码也就是关系的候选码，候选码中的属性称为主属性，不包含在任一候选码中的属性称为非主属性。这些概念在范式理论中会用到 1.2.2 关系模型的数据操作 手工情况下对表格操作分为两种：表格信息的维护和表格信息的查阅 对表格信息维护包括增加行、修改某些行信息和删除某些行。手工情况下若要增加列，往往由于纸张宽度的限制，要重新做表，然后把原表格数据抄入已增加新列的新表中，导致这种重复的工作的原因是由于表格设计时考虑不周。 对表格数据的查阅可能要同时对比着查阅多个表格，提高查阅速度的方法是对信息分组、排序或提供索引表。 对应上述工作，关系型数据库提供了数据插入、删除和更新语句，同时提供了手工无法比拟的查询功能，查询操作包括选择、投影、连接、除、并、差、交和笛卡尔积运算。 增加一个列不属于数据操纵语言，而属于数据定义语言，是设计阶段必须完成的工作。 类似手工操作，提高查询效率的有效方法之一是建立索引 查询操作是关系模型数据操作的核心 复杂的插入、删除和更新操作需要使用子查询。 数据操作的复杂性主要表现为查询操作 查询操作要实现下列运算 集合运算：并、差、交和广义笛卡尔积 关系运算：选择、投影、连接、除 一）选择、投影和广义笛卡儿积 选择运算就是选行运算，从整个学校学生的名册中取出某个班级学生信息就是选择 投影运算就是选列运算，从一个包含数十项（列）内容的个人档案中选取本次查询所关心的内容（列）就是投影运算 多个关系（表）的元组（行）的所有组合构成这些关系（表）的广义笛卡尔积 ，是实现多表查询和连接运算的基础 二）连接 内连接：在广义笛卡尔积上选择符合一定条件的行，如果选择条件涉及两个以上的表，把它称为连接运算，选择条件称为连接条件。 外连接：若要求连接运算的两个表中的左侧（右侧或两侧）表的所有行，不论是否符合连接条件，均要求出现在结果中，此运算称为左外（右外或全）连接。 三）并、交和差 两个表的并、交和差就是把两个表的行作为两个集合的元素进行集合之间的并、交和差，很自然地要求两个表具有相同的列数且每一个对应列具有相同的类型。两个表的并、交和差的定义和两个集合A和B之间的并、交和差的定义完全相同： 并：两个集合的元素合并在一起构成的集合，相同的元素在结果中仅出现一次。 交：两个集合中相同的元素构成的集合。 差：出现在第一个集合中但不出现在第二个集合中的元素组成的集合。 四）除 要求查询选修了所有课程的学生学号，从上面两个表的数据中可以看出，符合条