chp2关系数据库

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1、数据库原理与应用刘伟法(liuwf@cslg.cn)常熟理工学院计算机学院第3章关系数据库关系模型的三个要素关系数据结构关系操作关系的完整性约束关系代数传统的集合运算专门的关系运算3.1关系数据结构及形式化定义1、基本术语关系：二维表。属性（字段）：二维表中的列。域：属性的取值范围。元组（记录）：二维表中的行。关系模式：二维表的结构学生（学号，姓名，性别，年龄）－关系模式3.1关系数据结构及形式化定义（续）候选码（候选关键字）：如果一个属性或属性集的值能够惟一表示一个关系的元组而又不包含多余的属性，则称为候选码。

2、一个关系中可以有多个候选码。主码：当一个关系中有多个候选码时，可以从中选择一个作为主码。每个关系只有一个主码。学生（学号，姓名，性别，年龄）主码的定义应与其实际的语义和表的设计者的意图有关。3.1关系数据结构及形式化定义（续）2、关系的定义形式化定义：域：是一组具有相同数据类型的值的集合D1（导师）＝｛张清枚，刘逸｝D2（专业）＝｛计算机专业，信息专业｝D3（研究生）＝｛李勇，刘晨，王敏｝笛卡尔积：叫做元组，元组中的每一个值di叫做一个分量。基数即笛卡尔积的元组个数。D1,D2,D3的笛卡尔积关系是笛卡尔积的有意

3、义的子集。3.1关系数据结构及形式化定义（续）3、对关系的限定关系中每个分量都是不可再分的数据项同列的数据必须是同类型，来自同一个域同一个关系中元组不能重复即关系模式可以形式化地表示为：R（U，D，DOM，F）R关系名U组成该关系的属性名集合D属性组U中属性所来自的域DOM属性向域的映象集合F属性间的数据依赖关系集合3.2关系代数—描述关系操作3.2.1基本关系操作常用的关系操作查询：选择、投影、连接、除、并、交、差数据更新：插入、删除、修改查询的表达能力是其中最主要的部分选择、投影、并、差、笛卡尔基是5种基本操

4、作关系操作的特点集合操作方式：操作的对象和结果都是集合，一次一集合的方式3.2.2关系数据库语言的分类关系代数语言用对关系的运算来表达查询要求代表：ISBL关系演算语言：用谓词来表达查询要求元组关系演算语言谓词变元的基本对象是元组变量代表：APLHA,QUEL域关系演算语言谓词变元的基本对象是域变量代表：QBE具有关系代数和关系演算双重特点的语言代表：SQL（StructuredQueryLanguage）关系代数主要运算符含义运算符含义集合运算符并交差广义笛卡尔积比较运算符（运算）>>=<<=<>专门

5、的关系运算符选择投影连接除逻辑运算符（运算）非与或属于不属于关系代数的运算对象是关系，运算结果也是关系。1、传统的集合运算并运算交运算差运算广义笛卡尔积广义笛卡尔积练习：设有关系：R,S,计算R和S的并、交、差、广义笛卡尔积。3.2关系代数（续）2、专门的关系运算选择（select)在关系R中选择满足给定条件的元组。记作：F为选择条件，它是一个逻辑表达式。投影（projection)在关系R中选择出若干属性列组成新的关系。记作：其中A为R中的属性列(}

6、{)Rr[A]rRA=P练习：设有三个

7、关系：S(SNO,SNAME,AGE,SEX)SC(SNO,CNO,GRADE)C(CNO,CNAME,TEACHER)试用关系代数表达式表示下列查询语句：（1）检索LIU老师所授课程的课程号、课程名（2）检索年龄大于23岁的男学生的学号和姓名（3）检索讲授课程名为《C语言》的教师的姓名（4）检索成绩在50-60之间的学生的学号和课程号3.2关系代数（续）3.连接(join)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。记作：其中A,B分别为R和S上度数相等且可比的属性组。θ是比较运算符。连接运算从R和S的

8、广义笛卡尔积R×S中选取（R关系）在A属性组上的值与（S关系）在B属性组上值满足比较关系θ的元组。（1）等值连接：选取广义笛卡尔积A、B属性值相等的那些元组（2）自然连接：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，并且在结果中把重复的属性列去掉。3.4关系代数（续）4、除运算给定关系R(X,Y)和S(Y,Z)，其中X,Y,X为属性组。R中的Y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

9、量值X的象集Yx包含S在Y上投影的集合。记作：其中Yx为x在R中的象集，x=tr[X]即:Yx={y

10、trRy=tr[Y]x=tr[X]}R：到过的城市S：关心的城市学号姓名到城市01张三北京02李四北京01张三苏州01张三上海02李四上海03王五上海01张三广州03王五广州城市号城市名01北京02上海a1的象集｛(b1,c2),(b2,c3),(b2,c1)｝a2