串讲4关系数据库设计理论资料

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1、关系数据库设计理论关系数据库是目前应用最为广泛的数据库模型，因为它具有的坚实理论基础有助于关系数据库的设计和用户对数据库信息需求的有效处理。这一部分的内容在数据库系统原理中占据着绝对重要的地位。因此大家在复习这一部分内容时也要格外注意。1、关系数据库的基本概念这一部分要求大家掌握一些关系数据库的常用术语：关系、属性、元组、候选码、主码、外码和全码。其中，关系是一个二维表，每一行称为一个元组，每一列称为一个属性。若关系中的某一属性组的值能唯一的标识一个元组，则称该属性组为候选码。若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（可能包括多个属性）。主码的诸属性称为主属

2、性。不包含在任何候选码中的属性称为非码属性。如果关系模式R中的属性或属性组非该关系的码，而是其他关系的码，那么该属性组对关系模式R而言是外码。如果关系模型的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码。主码学生基本情况表学号姓名年级专业1张三3计算机2李四3通信3赵五3数学参照成绩表学号课程成绩学分1数据库8932信号9033离散数学954外码2、完整性约束：保证用户对数据库作修改时不会破坏数据的一致性。（1）实体完整性规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。（2）参照完整性：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，如果F与基本关系S的

3、主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码并称基本关系R为参照关系，基本关系S为被参照关系或目标关系。参照完整性规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应，则对于R中每个元组在F上的值必须为：或者取空值（F的每个属性值均为空值）或者等于S中某个元组的主码值。例如上例中，成绩表的学号参照了学生基本情况表的学号属性，因此在成绩表中的学号不能出现4、5、6等等这些值。（3）用户定义的完整性：针对某一具体关系数据库的约束条件。例如可以规定学生的成绩必须不大于100、不小于0。3、关系代数运算要求大家能够根据检索要求写出关系代数表达式。

4、------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------（1）传统的集合运算并设关系R和S具有相同的关系模式，则关系R与关系S的并由属于R或属于S的元组组成。RS={ttRtS}差设关系R和S具有相同的关系模式，则关系R与关系S的差由属于R而不属于S的所有元组组成。R-S={ttRtS}交设关系R和S具有相同的属性个数n

5、，且相应的属性取自同一个域，则关系R与关系S的交由既属于R又属于S的所有元组组成。其结果关系仍具有n个属性。RS={ttRtS}广义笛卡尔积两个分别为n个属性和m个属性的关系R和S广义笛卡尔积是一个（n＋m）列的元组的集合。元组的前n列是关系R的一个元组，后m列是关系S的一个元组。若R有k1个元组，S有k2个元组，则关系R和关系S的广义笛卡尔积有k1×k2个元组。R×S={(trts)trRtsS}（2）专门的关系运算选择在关系R中选择满足给定条件的元组：F(R)＝{ttRF(t)=’真’}其中F表示选择条件。选择运算是从行的角度进

6、行的运算。投影关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系。A(R)={t[A]tR}其中A为R中的属性列。投影操作是从列的角度进行的运算。投影结果取消了完全相同的行。连接连接称为连接。它是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。连接运算中有两种很总要，一种是等值连接，另一种是自然连接。等值连接是从关系R和S的笛卡尔积中选取A，B属性值相等的那些元组。自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且要在结果中把重复的属性去掉。除给定关系R（X，Y）和S（Y，Z），其中X,Y,Z为属性组。R中的Y

7、与S中的Y可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。R与S的除运算得到一个新的关系P(X)，P是R中满足下列条件的元组在X属性列上的投影：元组在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。记作：------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------RS={tr[X]trRYxY(S)}其中Yx为x在R中的象集，x＝tr[X]。除操

8、作是同时从行和列角度进行