第4章 关系数据库.ppt
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1、第第4章章 关系数据库关系数据库4.1 4.1 关系模型及其定义关系模型及其定义关系模型及其定义关系模型及其定义关系结构、关系操作、关系完整性关系结构、关系操作、关系完整性1.1.关系的数学定义关系的数学定义关系的数学定义关系的数学定义1)1)域的定义:域是一组具有域的定义:域是一组具有域的定义:域是一组具有域的定义:域是一组具有相同数据类型的值相同数据类型的值相同数据类型的值相同数据类型的值的集合。的集合。的集合。的集合。2)2)笛卡儿积的定义:笛卡儿积的定义:笛卡儿积的定义:笛卡儿积的定义:给定一组域给定一组域给定一组域给定一组域D D1 1,D D2 2,D Dn n,这些域中可以有相同
2、的部分,则笛这些域中可以有相同的部分,则笛这些域中可以有相同的部分,则笛这些域中可以有相同的部分,则笛卡儿积为:卡儿积为:卡儿积为:卡儿积为:D D1 1DD2 2D Dn n=(d d1 1,d d2 2,d dn n)d di i D Di i,i i1 1,2 2,n.n.其中每一个元素(其中每一个元素(其中每一个元素(其中每一个元素(d d1 1,d d2 2,d dn n )称为一个称为一个称为一个称为一个n n元组元组元组元组,简称元组简称元组简称元组简称元组。元素中的每一个值元素中的每一个值元素中的每一个值元素中的每一个值d di i称作一个称作一个称作一个称作一个分量分量分量分
3、量。4.1.1 4.1.1 关系数据结构关系数据结构关系数据结构关系数据结构则则则则D D1,1,D D2,2,D D3 3 的的的的笛卡儿积为笛卡儿积为笛卡儿积为笛卡儿积为D D1 1 X DX D2 2 X DX D3 3=(王平王平王平王平,数学数学数学数学,A A卷)卷)卷)卷),(王平王平王平王平,数学数学数学数学,B B卷)卷)卷)卷),(王平王平王平王平,英语英语英语英语,A A卷)卷)卷)卷),(王平王平王平王平,英语英语英语英语,B B卷)卷)卷)卷).(.(张晓刚张晓刚张晓刚张晓刚,英语英语英语英语,B B卷卷卷卷)例如给出三个域:例如给出三个域:例如给出三个域:例如给出三
4、个域:D1=D1=姓名姓名姓名姓名 =王平,李丽,张晓刚王平,李丽,张晓刚王平,李丽,张晓刚王平,李丽,张晓刚;D2=D2=课程课程课程课程 =数学,英语数学,英语数学,英语数学,英语;D3=D3=考卷考卷考卷考卷 =A=A卷,卷,卷,卷,B B卷卷卷卷.姓名姓名姓名姓名课程课程课程课程考卷考卷考卷考卷王平王平王平王平数学数学数学数学A A卷卷卷卷王平王平王平王平数学数学数学数学B B卷卷卷卷王平王平王平王平英语英语英语英语A A卷卷卷卷王平王平王平王平英语英语英语英语B B卷卷卷卷李丽李丽李丽李丽数学数学数学数学A A卷卷卷卷李丽李丽李丽李丽数学数学数学数学B B卷卷卷卷李丽李丽李丽李丽英语
5、英语英语英语A A卷卷卷卷李丽李丽李丽李丽英语英语英语英语B B卷卷卷卷张晓刚张晓刚张晓刚张晓刚数学数学数学数学A A卷卷卷卷张晓刚张晓刚张晓刚张晓刚数学数学数学数学B B卷卷卷卷张晓刚张晓刚张晓刚张晓刚英语英语英语英语A A卷卷卷卷张晓刚张晓刚张晓刚张晓刚英语英语英语英语B B卷卷卷卷用用一一张张二二维维表表表表示示姓名姓名姓名姓名课程课程课程课程考卷考卷考卷考卷王平王平王平王平数学数学数学数学A A卷卷卷卷王平王平王平王平英语英语英语英语A A卷卷卷卷李丽李丽李丽李丽数学数学数学数学B B卷卷卷卷李丽李丽李丽李丽英语英语英语英语A A卷卷卷卷张晓刚张晓刚张晓刚张晓刚数学数学数学数学B B卷
6、卷卷卷张晓刚张晓刚张晓刚张晓刚英语英语英语英语A A卷卷卷卷用用一一张张二二维维表表表表示示(子子集集)3)3)关系(关系(关系(关系(RelationRelation)的定义:的定义:的定义:的定义:D D1 1 DD2 2 D Dn n的的的的子子子子集集集集称称称称作作作作在在在在域域域域D D1 1,D D2 2,D Dn n上上上上的的的的关系,表示为:关系,表示为:关系,表示为:关系,表示为:R R(D D1 1,D D2 2,D Dn n).这这这这 里里里里:R R表表表表 示示示示 关关关关 系系系系 的的的的 名名名名 字字字字,n n是是是是 关关关关 系系系系 的的的的
7、 目目目目 或或或或 度度度度(DegreeDegree)。元组元组属性属性候选码与主码候选码与主码全码全码主属性主属性 和非主属性和非主属性2.关系中的名词关系中的名词3.数据库中关系的类型数据库中关系的类型 基本表基本表 视图表视图表 查询表查询表4.数据库中关系的性质数据库中关系的性质1)1)同一属性的数据具有同质性。同一属性的数据具有同质性。2)2)同一关系的属性名具有不能重复性。同一关系的属性名具有不能重复性。3)3)关系中的列位置具有顺序无关性。关系中的列位置具有顺序无关性。4)4)关系具有元组无冗余性。关系具有元组无冗余性。5)5)关系中的元组位置具有顺序无关性。关系中的元组位置
8、具有顺序无关性。6)6)关系中每一个分量都必须是不可分的数据项。关系中每一个分量都必须是不可分的数据项。5.5.关系模式(关系模式(关系模式(关系模式(Relation SchemaRelation Schema)的定义的定义的定义的定义关系模式通常可以简单记为:关系模式通常可以简单记为:关系模式通常可以简单记为:关系模式通常可以简单记为:R R(U U)或或或或 R R(A A1 1,A A2 2,A An n).其中:其中:其中:其中:R R为关系名,为关系名,为关系名,为关系名,A A1 1,A A2 2,A An n为属性名。为属性名。为属性名。为属性名。4.1.2 4.1.2 关系操
9、作概述关系操作概述关系操作概述关系操作概述 1.1.1.1.关系操作的基本内容关系操作的基本内容关系操作的基本内容关系操作的基本内容关系操作包括数据查询、数据维护和数据控制三大功能关系操作包括数据查询、数据维护和数据控制三大功能关系操作包括数据查询、数据维护和数据控制三大功能关系操作包括数据查询、数据维护和数据控制三大功能:数据查询和数据维护功能使用关系代数:数据查询和数据维护功能使用关系代数:数据查询和数据维护功能使用关系代数:数据查询和数据维护功能使用关系代数:选择、投影、连接、除、并、交、差、广义选择、投影、连接、除、并、交、差、广义选择、投影、连接、除、并、交、差、广义选择、投影、连接
10、、除、并、交、差、广义笛卡儿积笛卡儿积笛卡儿积笛卡儿积4.1.3 4.1.3 关系的完整性关系的完整性关系的完整性关系的完整性1.1.关系模型的实体完整性关系模型的实体完整性关系模型的实体完整性关系模型的实体完整性关关关关系系系系的的的的实实实实体体体体完完完完整整整整性性性性规规规规则则则则为为为为:若若若若属属属属性性性性A A是是是是基基基基本本本本关关关关系系系系R R的的的的主主主主属性属性属性属性,则属性,则属性,则属性,则属性A A的值不能为空值的值不能为空值的值不能为空值的值不能为空值。1)1)实体完整性能够保证实体的唯一性。实体完整性能够保证实体的唯一性。实体完整性能够保证实
11、体的唯一性。实体完整性能够保证实体的唯一性。2)2)实体完整性能够保证实体的可区分性。实体完整性能够保证实体的可区分性。实体完整性能够保证实体的可区分性。实体完整性能够保证实体的可区分性。2.2.关系模型的参照完整性关系模型的参照完整性关系模型的参照完整性关系模型的参照完整性若若若若属属属属性性性性(组组组组)F F是是是是基基基基本本本本关关关关系系系系R R的的的的外外外外码码码码,它它它它与与与与基基基基本本本本关关关关系系系系S S的的的的主主主主码码码码KKS S相相相相对对对对应应应应(基基基基本本本本关关关关系系系系R R和和和和S S不不不不一一一一定定定定是是是是不不不不同同
12、同同的的的的关关关关系系系系)则则则则对对对对于于于于R R中每个元组在上的取值:中每个元组在上的取值:中每个元组在上的取值:中每个元组在上的取值:或者为空值或者为空值或者为空值或者为空值 或者等于或者等于或者等于或者等于S S中某个元组主码值中某个元组主码值中某个元组主码值中某个元组主码值3.3.用户定义的完整性用户定义的完整性用户定义的完整性用户定义的完整性根据数据库系统应用环境,需要有不同的约束条件。根据数据库系统应用环境,需要有不同的约束条件。1)1)集合运算符:集合运算符:集合运算符:集合运算符:(并并并并运运运运算算算算),(差差差差运运运运算算算算),(交交交交运运运运算算算算)
13、,(广广广广义义义义笛笛笛笛卡儿积)。卡儿积)。卡儿积)。卡儿积)。2)2)专门的关系运算符:专门的关系运算符:专门的关系运算符:专门的关系运算符:(选择),选择),选择),选择),(投影),(连接),投影),(连接),投影),(连接),投影),(连接),(除)。(除)。(除)。(除)。3)3)比较运算符:比较运算符:比较运算符:比较运算符:(大大大大于于于于),(大大大大于于于于等等等等于于于于),(小小小小于于于于),(小小小小于于于于等等等等于于于于),(等于),(等于),(等于),(等于),(不等于)。(不等于)。(不等于)。(不等于)。4)4)逻辑运算符:逻辑运算符:逻辑运算符:逻辑
14、运算符:(非),(非),(非),(非),(与),(与),(与),(与),(或)。(或)。(或)。(或)。4.2 4.2 关系代数关系代数关系代数关系代数4.2.1 4.2.1 传统的集合运算传统的集合运算传统的集合运算传统的集合运算1.1.并(并(并(并(UnionUnion)运算运算运算运算设设设设关关关关系系系系R R和和和和S S具具具具有有有有相相相相同同同同的的的的目目目目n n,且且且且相相相相应应应应的的的的属属属属性性性性取取取取自自自自同同同同一一一一个个个个域域域域。则则则则关关关关系系系系R R和和和和S S的的的的并并并并由由由由属属属属于于于于R R或或或或属属属属于
15、于于于S S的的的的元元元元组组组组组组组组成成成成的的的的结结结结果果果果,结结结结果果果果仍仍仍仍为为为为n n目关系。记作目关系。记作目关系。记作目关系。记作:R R S=t|t S=t|t R R t t S.S.t t R R 表示表示表示表示 t t 是是是是R R的一个元组的一个元组的一个元组的一个元组两两两两个个个个关关关关系系系系的的的的并并并并运运运运算算算算是是是是指指指指将将将将一一一一个个个个关关关关系系系系的的的的元元元元组组组组加加加加到到到到第第第第二二二二个个个个关关关关系系系系中中中中。生成新的关系。在新关系中消除重复的元组生成新的关系。在新关系中消除重复的
16、元组生成新的关系。在新关系中消除重复的元组生成新的关系。在新关系中消除重复的元组 关系关系关系关系R R和和和和S S有相同的属性有相同的属性有相同的属性有相同的属性 对应列中的属性是相同的域对应列中的属性是相同的域对应列中的属性是相同的域对应列中的属性是相同的域4.2 4.2 关系代数关系代数关系代数关系代数商品编号商品编号品名品名规格规格20010031显示器显示器17“23991001扫描仪扫描仪60010081760计算机计算机P43D鼠标鼠标10091734BJ打印机打印机10090345P4计算机计算机10081760规格规格品名品名商品编号商品编号RS商品编号商品编号品名品名规格
17、规格10081760计算机计算机P410090345打印机打印机BJ10091734鼠标鼠标3D20010031显示器显示器17“23991001扫描仪扫描仪600R S2.2.差(差(差(差(DifferenceDifference)运算运算运算运算设设设设关关关关系系系系R R和和和和S S具具具具有有有有相相相相同同同同的的的的目目目目n n,且且且且相相相相应应应应的的的的属属属属性性性性取取取取自自自自同同同同一一一一个个个个域域域域,则则则则关关关关系系系系R R和和和和S S的的的的差差差差由由由由属属属属于于于于R R而而而而不不不不属属属属于于于于S S的的的的元元元元组组组
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