[理学]第2章 关系数据模型与关系运算.ppt

数 据 库 基 础第二章 关系数据模型与关系运算 汤 娜 中山大学计算机科学系 isstn@mail.sysu.edu.cn Example of a Relation 2.1 关系数据模型 关系数据结构描述 关系的笛卡尔积乘积定义 Domain（域）/datatype（数据类型） Cartesian Product （笛卡尔积） 定义 :设有一组域D1，D2，…，Dn，这些域可以部分或者全部相同。域D1，D2，…，Dn的笛卡尔乘积（Cartesian Products）定义为如下集合： D1×D2×…×Dn = {（d1，d2，…，dn）| di?Di，i=1，2，…，n} 其中每一个元素（d1，d2，…，dn）称为一个元组（Tuple），通常用t表示；元组中每一个值称为一个分量（Component）。 例子：总分登记表中的四个域 2.1 关系数据模型 a relation is a subset of a Cartesian product 例子1：总分登记表? Domain(学号) ? Domain(姓名) ? Domain(性别) ? Domain(总分) 例子2：if relation t have 4 attributes, A1 , A2 , A3 , and A4, 则 T ? Domain(A1 ) x Domain(A2 ) x Domain(A3 ) x Domain(A4 ) 关系的二维表格描述 关系是满足特定规范性要求的二维表格 关系的规范化限定 关系的其他一些概念：数据库、关系（表）、属性、元组、基数、度数 2.1 关系数据模型 键 超键、候选键、主键、外键 设X是关系R的一个或一组属性，但不是关系R的键。如果X与关系S的主键KS相对应，则称X是关系R的外键（Foreign key)。关系R为参照关系(Referencing Relation)。关系S为被参照关系(Referenced Relation)或目标关系(Target Relation)。 关系模式和关系实例 关系模式 关系模式（Relation Schema）。它是一个5元组： R (U, D, dom, F) 关系实例 关系的性质 在关系模型中，对关系作了下列规范性限制： （1）关系中每一个属性值都是不可分解的； （2）关系中不允许出现重复元组（即不允许出现相同的元组）； （3）由于关系是一个集合，因此不考虑元组间的顺序，即没有行序； （4）元组中的属性在理论上也是无序的，但使用时按习惯考虑列的顺序。 2.1 关系数据模型 完整性约束 （1）实体完整性约束 实体完整性约束（Entity Integrity）要求组成主键的属性不能为空值， （2）参照完整性约束 参照完整性规则：如果X是关系R的外键,它与关系S的主键KS相对应，则对于R中每个元组在X上的值必须为： 或者为空值（X包含的所有属性都为空值） 或者等于S中某个元组的主键值 （3）用户定义完整性约束 例如：订货数不得小于0；订货数不得小于存货量 2.1 关系数据模型 关系数据操作 数据查询 数据更新 关系数据操作过程分类 关系数据语言 2.2 关系代数 五种基本关系代数运算 并运算；差运算；投影运算；选择运算；广义笛卡尔乘积 数据更新基本运算（对应于传统集合运算） 更新操作：插入;删除;修改 (两张表相兼容）Two tables are said to be compatible iff they have the same schema. Example: 2.2 关系代数 1.插入-集合的并运算 设有兼容关系R、S（即R、S具有相同的关系模式），则二者的并运算定义为： 式中“∪”为并运算符，t为元组变量，结果R∪S为一个新的与R、S兼容的关系，该关系是由属于R或属于S的元组构成的集合。 2.删除-集合的差运算 设有兼容关系R、S，则二者的差运算定义为： 式中“－”为差运算符，t为元组变量，结果R-S为一个新的与R、S兼容的关系，该关系是由属于R而且不属于S的元组构成的集合，即在R中减去与S中相同的那些元组。 2.2 关系代数 3.修改-并运算与差运算的组合 设需要修改的元组构成关系R1，则先做删除，得R-R1。 设需修改后的元组构成关系R2，此时将其插入，得到结果（R-R1）∪R2。 2.2 关系代数 数据查询基本运算 1．关系属性的指定——投影运算 这个操作是对一个关系进行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的顺序。 例子2-3 2．关系元组选定——选择运算 选择操作是根据某些条件对关系做水平分割，即选取符合条件的元组。 例子 赋值与别名 关系R 有如下字