第章 关系数据库基本原理

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1、第2章关系数据库基本原理1第2章关系数据库基本原理本章内容21关系数据库概述22关系代数的基本原理23关系模式的分解24关系模型的完整性约束25数据库的设计方法21关系数据库概述关系数据模型数据模型的任务是描述现实世界中的实体及其联系关系数据模型就是采用一个有序数组描述实体及其属性用这种有序数组的集合描述一个实体集合而采用定义在两个集合上的关系反映不同实体间的联系21关系数据库概述关系数据库基本概念定义关系数据库就是一些相关的二维表和其他数据库对象的集合在这个定义中明确关系数据库中的所有信息都存储在二维表格中一个关系数据库可能包含多个表除了这

2、种二维表外关系数据库还包含一些其他对象如视图等关系模型的基本概念1．关系一个关系就是一张二维表通常将一个没有重复行重复列的二维表看成一个关系每个关系都有一个关系名21关系数据库概述2．元组二维表的每一行在关系中称为元组Tuple一行描述了现实世界中的一个实体或者描述了不同实体间的一种联系3．属性二维表的每一列在关系中称为属性Attribute每个属性都有一个属性名各个属性的取值称为属性值每个属性有一定的取值范围称为值域4．关键字关系中能惟一区分确定不同元组的属性或属性组合称为该关系的一个关键字关键字又称为键或码Key21关系数据库概述5．外部

3、关键字如果关系中某个属性或属性组合并非关键字但却是另一个关系的主关键字则称此属性或属性组合为本关系的外部关键字或外键ForeignKey在关系数据库中用外部关键字表示两个表间的联系21关系数据库概述关系数据库基本特征有坚实的理论基础数据结构简单易于理解对用户提供了较全面的操作支持得到了众多开发商的支持22关系代数的基本原理关系的数学定义1．集合集合没有严格的形式定义一般说来集合是与某一研究过程相关的一类对象的整体这些对象称为集合的元素2．元组几个元素组成的一个有序组称为一个元组通常元组用圆括号括起来的一些元素表示元素间使用逗号分隔例如356和

4、E001钱达理男东风路78号是元组的例子在关系数据库中可以把一个表的每一行看作一个元组22关系代数的基本原理3．集合的笛卡尔乘积设A1A2An为任意集合A1A2An的笛卡尔乘积记做A1×A2××An并且定义DA1×A2××Ana1a2anai∈Aii12n其中a1a2an是一个元组它的每个元素ai取自对应的集合Ai例如设A12Bab则A×B1a1b2a2b4．关系关系是一个集合其组成元素是元组而不是组成元组的元素22关系代数的基本原理关系运算对二维表格进行运算的机制1．并设AB同为n元关系则AB的并也是一个n元关系记作A∪B2．交设AB同为n

5、元关系则AB的交也是一个n元关系记作A∩BA∩B包含了所有同属于AB的元组3．差设AB同为n元关系则AB的差也是一个n元关系记作A-BA-B包含了所有属于A但不属于B的元组22关系代数的基本原理例2-1设A湖南长沙河北石家庄陕西西安B湖北武汉广东广州广东深圳陕西西安求A∪BA∩BA-B显然AB是表示城市和所在省的关系A∪B湖南长沙河北石家庄陕西西安湖北武汉广东广州广东深圳A∩B陕西西安A-B湖南长沙河北石家庄22关系代数的基本原理4．连接设A是一个包含m个元组的k1元关系B是一个包含n个元组的k2元关系则AB的连接是一个包含m×n个元组的k1

6、k2元关系记作A×B5．投影设RRA1A2An是一个n元关系i1i2im是12n的一个子集并且i1i2im定义称πR是R在上的一个投影6．选择设Ra1a2an是一个n元关系S是关于a1a2an的一个条件R中所有满足S条件的元组组成的子关系SR称为R的一个选择22关系代数的基本原理例2-2设R1R1姓名性别钱达理男东方牧男R2R2所在单位住址总经理办东风路78号销售部五一北路25号求1RR1×R22R在姓名所在单位住址的投影3根据表2-1求R关系的一个选择23关系模式的分解引例表2-2关系模型存在如下3方面的问题插入异常删除异常数据冗余与更新异

7、常23关系模式的分解要解决上述3个问题需要把表2-2进行分解表中前3列独立建立一个表指定供应商代码作为关键字并删除相同的行后3列独立引入供应商代码列作为外键并增加一个订货日期列供应商代码和订货日期的组合作为第2个表的关键字经过这样处理后上述异常问题就完全解决了23关系模式的分解函数依赖的基本概念定义1设R＝RA1A2An是一个关系模式A1A2An是R的属性X∈A1A2AnY∈A1A2An即X和Y是R的属性子集T1T2是R的两个任意元组即T1＝T1A1A2AnT2＝T2A1A2An如果当T1X＝T2X成立时总有T1Y＝T2Y则称X决定Y或称Y函

8、数依赖于X记为X→Y23关系模式的分解定义2RXY如定义1所设如果X→Y成立但对X的任意真子集X1都有X1→Y不成立称Y完全函数依赖于X否则称Y部分函数依赖于X定义