chp2 数据库.ppt

数据库原理及应用 Principles and Applications of the Database 第二章 关系数据库 本章要点 关系模型的基本概念 关系数据库的重要概念 关系数据结构及形式化定义 用关系代数表达查询要求 用关系代数表达查询优化及优化的算法和策略 用元组关系演算表达查询要求 用域关系演算表达查询要求 第二章 关系数据库 本章导读 了解：用域关系演算式表达查询要求；关系数据库查询优化的重要性 理解：关系模型的基本概念 掌握：关系数据库的重要概念，包括关系模型的数据结构、关系的完整性以及关系操作。用关系代数和元组关系演算表达查询要求。掌握查询处理各个步骤的主要功能。能够把SQL语句转换成查询树，对查询树进行代数优化，转换成优化的查询树。 第二章 关系数据库 重点： 1．关系模型 2．关系数据结构及形式化定义：域、笛卡尔积、元组、关系、侯选码、主码、关系模式、关系数据库 3．关系的完整性：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性 第二章 关系数据库 难点： 1．关系代数：并、差、交、广义笛卡尔积等传统的集合运算；选择、投影、连接、除等专门的关系运算 2．关系演算：元组关系演算；域关系演算? 3. 查询优化：关系代数的优化算法 关系数据库简介 提出关系模型的是美国IBM公司的E.F.Codd 1970年提出关系数据模型 E.F.Codd, “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”, 《Communication of the ACM》, 1970 之后，提出了关系代数和关系演算的概念 1972年提出了关系的第一、第二、第三范式 1974年提出了关系的BC范式 第二章 关系数据库 2.1 关系 2.2 关系代数 2.3 查询优化 2.4 关系演算* 本章小结 2.1 关系 2.1.1 关系定义 2.1.2 码的定义 2.1.3 关系数据库 2.1.4 关系操作 2.1.5 关系完整性约束 2.1.1 关系定义 单一的数据结构----关系 现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示 逻辑结构----二维表 从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表 建立在集合代数的基础上 2.1.1 关系定义 ⒈ 域（Domain） 2. 笛卡尔积 3. 关系 ⒈ 域（Domain） 定义2.1 域是一组具有相同数据类型的值的集合。 例如: 姓名：{吴娟，李小丽，王小芬} 性别：{男，女} 专业：{国际贸易，日语，经济管理} 成绩：0-100的整数集合 ……… 2. 笛卡尔积 定义2.2 给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。那么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一个组合 2. 笛卡尔积 设有三个域，D1为书名集合，D2为作者集合，D3为出版社集合： D1={基督山伯爵，苏菲的世界，老人与海} D2={大仲马，贾德，海明威} D3={译文出版社，作家出版社 } 2. 笛卡尔积 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) (基督山伯爵，大仲马，译文出版社 )、(基督山伯爵，大仲马，作家出版社 )等都是元组 分量（Component） 笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di叫作一个分量 基督山伯爵、大仲马、译文出版社、作家出版社等都是分量 2. 笛卡尔积 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： 笛卡尔积直观意义是诸集合各元素间一切可能的组合，可表示为一个二维表 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，表中的每列对应一个域 3. 关系 定义2.3 D1×D2×…×Dn的子集叫作在域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） 3. 关系 D1，D2，…，Dn的笛卡尔积的某个子集才有实际含义 例：表2.1 的笛卡尔积没有实际意义 取出有实际意义的元组来构造关系 关系：BAP（书名，作者，出版社） 如表2-2所示才为图书、作者及出版社之间的一个正确的关系。 表2-2 图书情况对照表 笛卡尔积举例 例：M={ 王强，张伟，戈华 }是男性集合 W={ 李丽，刘英 }