《數(shù)據(jù)庫第章關系數(shù)據(jù)庫理論基礎》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《數(shù)據(jù)庫第章關系數(shù)據(jù)庫理論基礎（30頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標題樣式,*,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第2章 關系數(shù)據(jù)庫理論基礎,本章重點內(nèi)容,關系的數(shù)學定義和性質(zhì),關系模式的完整性約束條件,關系代數(shù),關系的規(guī)范化原則，范式的基本概念和分解方法,2024/12/11,1,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),關系模型：關系數(shù)據(jù)結構 關系操作集合 關系完整性約束,關系操作：查詢（選擇,select,投影,project,連接,join,除,divide,并,union,交,intersection,差）、增加、刪除、修改,關系操作的特點是集合操作方式,關系操作的表示：代數(shù)方式、邏輯方式，分別稱為關系代數(shù) 和

2、關系演算。表達查詢要求的方式,SQL(structurel query language):,介于關系代數(shù)和關系演算之間的語言。是關系數(shù)據(jù)庫的標準語言。,2024/12/11,2,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.1 關系的基本概念,2.1.1 關系的數(shù)學定義,1域（,Domain）,域：是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值集合。例如：自然數(shù)，男，女，0，1等都可以是域。,基數(shù)：域中數(shù)據(jù)的個數(shù)稱為域的基數(shù)。,域被命名后用如下方法表示：,D1=,白亞春，陳韜，王雪蓮，表示姓名的集合，基數(shù)是3；,D2=,計算機系，電子系,2024/12/11,3,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2笛卡爾積（,Cartesian Product）,給

3、定一組域,D,1,，D,2,，D,i,，D,n,（,可以有相同的域），則笛卡爾積定義為：,D,1,D,2,D,i,D,n,=（d,1,，d,2,，d,i,，d,n,）d,i,D,i,，i=1，2，n,D,1,XD,2,=,（,陳韜，,計算機系,），（,陳韜，電子系,），（王雪蓮，,計算機系,），（,王雪蓮，電子系,），（白亞春，,計算機系,），（,白亞春，電子系,）,其中每個（,d,1,，d,2,，d,i,，d,n,）,叫做,元組,，元組中的每一個值,d,i,叫做,分量,，,d,i,必須是,D,i,中的一個值。,顯然，笛卡爾積的基數(shù)就是構成該積所有域的基數(shù)累乘積，若,Di（i=1，2，n）,為

4、有限集合，其基數(shù)為,m,i,(i=1，2，n)，,則,D,1,D,2,D,i,D,n,笛卡爾積的基數(shù),M,為：,2024/12/11,4,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),該笛卡爾積的基數(shù)是,M=m,1,m,2,=3*2=6,，,即該笛卡爾積共有,6,個元組，它可組成一張二維表,姓名,籍貫,陳韜,計算機系,陳韜,電子系,王雪蓮,計算機系,王雪蓮,電子系,白亞春,計算機系,白亞春,電子系,2024/12/11,5,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),3關系（,Relation）,關系：笛卡爾積,D,1,D,2,D,i,D,n,的子集,R,稱作在域,D,1,，D,2,，D,n,上的關系，記作：,R（D,1,，D,2,，D,i,，D

5、,n,）,其中：,R,為關系名，,n,為關系的度或目（,Degree），D,i,是域組中的第,i,個域名.,當,n=1,時，稱該關系為單元關系；,當,n=2,時，稱該關系為二元關系；,以此類推，關系中有,n,個域，稱該關系為,n,元關系。,把列稱為屬性（,Attribute,）。,一般來說，一個取自笛卡爾積的子集才有意義。,2024/12/11,6,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),關系可以分為三種類型：,基本關系（又稱基本表）：是實際存在的表，它是實際存儲數(shù)據(jù)的邏輯表示；,查詢表：是對基本表進行查詢后得到的結果表；,視圖表：是由基本表或其它視圖導出的表，是一個虛表，不對應實際存儲的數(shù)據(jù)。,姓名,籍貫,陳韜,

6、計算機系,王雪蓮,電子系,白亞春,計算機系,2024/12/11,7,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.1.2 關系的性質(zhì),1,列是同質(zhì)的。,2,關系中行的順序、列的順序可以任意互換，不會改變關系的意義。,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0022102,王雪蓮,女,1980-9-15,電子系,計算機系,白亞春,男,1981-1-25,0051309,0052201,陳韜,男,計算機系,1981-5-6,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,2024/12/11,8,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),3,關系中的任意兩個元組不能相同。,4,、關系中的元組分量具有原子性，即每一個分量都必須是不可分的數(shù)

7、據(jù)項。最基本的一條,滿足一定的規(guī)范化條件的關系模型簡稱范式。,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0022102,王雪蓮,女,1980-9-15,電子系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,2024/12/11,9,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.2 關系的完整性,2.2.1 鍵,1候選鍵（,Candidate key）,若關系中的某一屬性組的值能惟一地標識一個元組，則稱該屬性組為候選鍵。,2主鍵（,Primary key）,若一個關系中有多個候選鍵，則選定一個為主鍵

8、。,2024/12/11,10,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),3主屬性（,Primary Attribute）,主鍵的屬性稱為主屬性。,4外鍵（,Foreign key）,設,F,是基本關系,R,的一個或一組屬性，但不是,R,的鍵（主鍵或候選鍵），如果,F,與基本關系,S,的主鍵,K,相對應，則稱,F,是,R,的外鍵，并稱,R,為參照關系，,S,為被參照關系。,2.2 關系的完整性,2024/12/11,11,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0022102,王雪蓮,女,1980-9-15,電子系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0052201,陳韜,男,19

9、81-5-6,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,課程號,學號,成績,C201,0022102,75,C505,0051309,95,C508,0052201,92,C506,0052217,80,2024/12/11,12,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.2.2 實體完整性,實體完整性規(guī)則：關系中的主鍵不能為空值（Null）。空值就是“不知道”或“無意義”,2.2.3 參照完整性,參照完整性規(guī)則：表的外鍵必須是另一個表主鍵的有效值，或者是空值。,2.2 關系的完整性,2024/12/11,13,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0022102,王雪蓮

10、,女,1980-9-15,電子系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0052201,陳韜,男,1981-5-6,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,課程號,學號,成績,C201,0022102,75,C505,0051309,95,C508,A102869,92,C506,0052217,80,實體完整性和參照完整性實例,2024/12/11,14,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.2.4 用戶定義完整性,用戶按照實際的數(shù)據(jù)庫運行環(huán)境要求，對關系中的數(shù)據(jù)所定義的約束條件，它反映的是某一具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須要滿足的條件。,2.2 關系的完整性,20

11、24/12/11,15,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.3,關系代數(shù),關系代數(shù)是一種抽象的查詢語言，是關系數(shù)據(jù)操縱語言的一種傳統(tǒng)的表達方式，他是用對關系的運算來表達查詢的。,運算的三大要素：運算對象、運算符、運算結果。,關系代數(shù)的運算對象是關系，運算結果也是關系，運算符包括4類：集合運算符（交 并差）、專門的關系運算符（笛卡爾積 選擇 投影 連接 除）、算術比較符（大于 小于 等于等）和邏輯運算符（與或非）,關系代數(shù)的運算按運算符的不同可分為傳統(tǒng)的集合運算和專門的關系運算。,傳統(tǒng)的集合運算是從關系的行來進行的，專門的關系運算涉及到行和列。,2024/12/11,16,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.3.1 傳統(tǒng)的

12、集合運算,包括并、差、交和笛卡爾積,當集合運算并、交、差用于關系時，要求參與運算的兩個關系必須是相容的，即兩個關系的度數(shù)一致，并且關系屬性的性質(zhì)必須一致。,2024/12/11,17,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),1并,并：,是將兩個關系中的所有元組構成新的關系，并運算的結果中必須消除重復值。,關系,R,與,S,的并運算記作：,R,S,。,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0022101,何芊,女,1982-6-5,電子系,0022102,王雪蓮,女,1980-9-15,電子系,0022201,葉媛媛,女,1982-3-5,電子系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0052201

13、,陳韜,男,1981-5-6,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,2024/12/11,18,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),R,S,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0052201,陳韜,男,1981-5-6,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,0022102,王雪蓮,女,1980-9-15,電子系,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0022101,何芊,女,1982-6-5,電子系,0022201,葉媛媛,女,1982-3-5,電子系,0051309,白亞春,男,1981-1-2

14、5,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,2024/12/11,19,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2交,交：將兩個關系中的公共元組構成新的關系。,關系,R,與,S,的交運算記作：,R,S,。,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,2024/12/11,20,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),3差,差：運算結果是由屬于一個關系并且不屬于另一個關系的元組構成的新關系，就是從一個關系中減去另一個關系。關系,R,與,S,的差運算記作：,R,S,。,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0

15、022102,王雪蓮,女,1980-9-15,電子系,0052201,陳韜,男,1981-5-6,計算機系,2024/12/11,21,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2.3.2 專門的關系運算,專門的關系運算包括：選擇、投影和連接，用于數(shù)據(jù)查詢服務。,1選擇（,Selection）,選擇：是按照給定條件從指定的關系中挑選出滿足條件的元組構成新的關系,?；蛘哒f，選擇運算的結果是一個表的行的子集。記作,學號,姓名,性別,出生日期,所在系,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,0052201,陳韜,男,1981-5-6,計算機系,0052217,袁更旭,男,1980-12-8,計算機系,20

16、24/12/11,22,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),2,投影（,Projection,）,投影：是從指定的關系中挑選出某些屬性構成新的關系,?；蛘哒f，選擇運算的結果是一個表的列的子集。,記作，,其中,A,為,R,的屬性列。投影的結果將取消由于取消了某些列而產(chǎn)生的重復元組。,學號,姓名,性別,0022102,王雪蓮,女,0051309,白亞春,男,0052201,陳韜,男,0052217,袁更旭,男,2024/12/11,23,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),3連接（,Join）,連接：是將兩個和多個關系連接在一起，形成一個新的關系。連接運算是按照給定條件，把滿足條件的各關系的所有元組，按照一切可能組合成新的關系。或者說，連接運算的結果是在兩關系的笛卡爾積上的選擇。記作,：,自然連接：當連接的兩關系有相同的屬性名時，稱這種連接為自然連接，它是連接的一個特例。記作：,2024/12/11,24,數(shù)據(jù)庫原理及開發(fā),學號,姓名,性別,出生日期,所在系,課程號,成績,0022102,王雪蓮,女,1980-9-15,電子系,C201,75,0051309,白亞春,男,1981-1-25,計算機系,C505,95,0052