数据库系统原理教案4

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1、《数据库系统原理》教案教学内容第四章关系系统的查询优化教材章节第四章关系系统的查询优化教学周次教学课时2授课对象教学环境多媒体教室教学目标掌握关系系统的优化处理过程教学重点关系系统的基本概念，关系系统的优化处理。教学难点关系系统的优化处理教学过程一次课：关系系统的基本概念，关系系统的优化处理。作业与要求备注第10/10页第四章关系系统的查询优化4.1关系系统4.1.1关系系统的定义笼统的说，支持关系模型的数据库管理系统(DBMS)称为关系系统。可见，关系系统和关系模型是密切相关而又相互区别的两个概念。设计关系模型时，我们

2、不苛求关系模型中每一部分的同等重要性，但是要满足如下几个方面：(1)以提高用户的生产率作为关系系统的主要目标，方便用户使用。(2)保证和提高数据的物理独立性，即实现关系系统能够自动地选择路径。(3)确保关系系统能够解决绝大部分的实际问题。定义4.1一个系统是关系系统当且仅当·支持关系数据库(关系数据结构)。·支持选择、投影和(自然)连接运算，对这些运算不必要求定义任何物理存取路径。需要说明的是，该定义是关系系统的最小要求。一个系统仅支持关系数据结构，但没有选择、投影和连接运算功能的系统仍不能算作关系系统。支持选择、投影和

3、连接运算，但要求定义物理存取路径，需要用户建立索引才能检索记录，也不能算作真正的关系系统。当然并不要求关系系统的选择、投影、连接运算和关系代数的相应运算完全一样，而只要求有等价的这三种运算功能就行。4.1.2关系系统的分类具体地说：目前的关系系统多是按照E.F.Codd的思想划分的(如图4-1)。图中的圆表示关系数据模型。每个圆分为三部分，分别表示关系模型的三个组成部分：结构S(Structure)、完整性I(Integrity)、数据操纵M(Manipulation)。图中阴影部分表示各类系统支持模型的程度。(1)表式

4、系统这类系统仅支持关系数据结构，不支持集合的操作。表式系统不能算关系系统。(2)最小关系系统即定义中的关系系统。它们仅支持关系数据结构和三种关系操作。第10/10页(3)关系完备的系统这类系统支持关系数据结构和所有的关系代数操作。(4)全关系系统这类系统支持关系模型的所有特征。即不仅是关系上完备的而且支持数据结构中域的概念，支持实体完整性和参照完整性。目前，大多数关系系统已不同程度上接近或达到了这个目标。根据分类可以看到不同关系系统对模型的支持不同如表4-1：表4-1不同关系系统对模型的支持数据结构数据操纵数据完整性表式

5、系统表不支持不支持最小关系系统表选择、投影、连接不支持关系完备的系统表全部不支持全关系系统全部全部完全支持目前，国内外涌现出了许多关系系统：如倒排列表(Invertedlist)，FoxPro，DB2，ORACLE，SYBASE，以及我国自己开发的PBASE(中国人民大学)、COBASE(北大、人大与中软)、OPENBASE(东大阿尔派)、DM2(华中理工大学)等。根据关系系统的定义及E.F.Codd的思想，我们可以对这些系统作严格的区分。如倒排表列(Invertedlist)系统就属于表式系统。如FoxBASE、Fox

6、Pro等就属于最小关系系统。90年代初的许多关系数据库管理系统属于关系完备的系统。*4.1.3全关系系统的十二条基本准则全关系型的系统应该完全地支持关系模型的所有特征，这是个原则。关系模型的奠基人E.F.Codd具体地给出了全关系型的关系系统应遵循的十二条基本准则。从实际意义上看，这十二条准则可以作为评价或购买关系型产品的标准。从理论意义上看，它是对关系数据模型的具体而又深入的论述。准则0一个关系型的DBMS必须能完全通过它的关系能力来管理数据库。准则0是下面十二条准则的基础。准则0的一个推论是：任何声称是关系型的DBM

7、S必须在关系这个级别上支持数据的插入、修改和删除(即一次多个记录的操作级别)。不管一个系统是否还具有非关系的管理数据的能力，它必须满足准则0。任何不满足准则0的DBMS不配称为关系型DBMS。准则0的另一个推论是：关系型DBMS必须遵循信息准则和保证访问(存取)准则。准则1信息准则第10/10页关系型DBMS的所有信息都应在逻辑一级上用一种方法即表中的值显式地表示。进一步地，表名、列名和域名等都用系统内部表中的值表示。数据字典本身是一个动态的用来描述元数据的关系数据库。满足信息准则不仅为了提高用户的生产率，使得DBA维护

8、数据库的工作更简单、更有效，而且也为了使软件厂商在定义其他软件包时能够检索存储在数据字典中的信息，需要的话可以借助DBMS的操作把新的信息存入字典中，简便合理。准则2保证访问准则依靠表名、主键和列名的组合，保证能以逻辑方式访问关系数据库中的每个数据项。保证访问准则表明关系系统所采用的是相联寻址的访问模式，而不是那种面