计算机软件技术基础课件.ppt

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1、第十七章关系数据基本理论关系模型引言数据模型出现的顺序是层次模型、网状模型、关系模型。关系模型是当前的主流。关系模型17.1.1二维表关系数据模型概念从用户观点来看，一个关系的逻辑结构就是一张二维表。这种用二维表的形式来表示实体和实体间联系的数据模型称为关系数据模型。关系模型17.1.2关系术语关系术语关系——一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。元组——表中的行称为元组。(元组记录)属性——表中的列称为属性。属性域——属性的取值范围。属性名字段名属性值字段值关系模型17.1.2关系术语关键字——属性或属性的

2、组合，其值能够唯一的标识一个元组。关系模式——对关系的描述称为关系模式。元数——关系模式中属性的数目。2.关系术语间的联系一个具体的关系模型是若干个关系模式的集合。关系模式是命名的属性集合。关系是元组的集合。元组是属性值的集合。关系模型17.1.2关系术语3.关系具有的性质表中的每一列属性都是不能再分的数据项。各列被指定一个相异的名字。各行相异，不允许重复。行、列次序均无关紧要。关系模型17.2关系代数集合运算符：∪（并运算），－（差运算），∩（交运算），×（广义笛卡儿积）。专门的关系运算符：σ（选择），π（投影），

3、（连接），÷（除）。比较运算符：＞（大于），≥（大于等于），＜（小于），≤（小于等于），＝（等于），≠（不等于）。逻辑运算符：（非），∧（与），∨（或）。关系模型17.2.1传统的集合运算设关系R和S具有相同的目n（即两个关系都有n个属性），且相应的属性取自同一个域。1.并（Union）运算R∪S={t

4、tR∨tS}.R和S并的结果仍为n目关系，其数据由属于R或属于S的元组组成。关系模型17.2.1传统的集合运算设关系R和S具有相同的元数n（即两个关系都有n个属性），且相应的属性取自同一个域。2.差（Diffe

5、rence）运算R–S={t

6、tR∧tS}.R和S差运算的结果关系仍为n元关系，其数据由属于R而不属于S的所有元组组成。关系模型设关系R和S具有相同的目n（即两个关系都有n个属性），且相应的属性取自同一个域。3.交（Intersection）运算R∩S={t

7、tR∧tS}.运算的结果关系仍为n元关系，其数据由既属于R同时又属于S的元组组成。交可用差来表示：R∩S=R–(R–S).关系模型4.笛卡儿积运算设k1元和k2元的关系R和S，它们的笛卡儿积是一个（k1+k2）元的关系。其中元组的前k1列是关系R的一个元

8、组，后k2列是关系S的一个元组。若R有m个元组，S有n个元组，则关系R和关系S的广义笛卡儿积应当有m×n个元组。R和S的笛卡儿积表示为：R×S={trts

9、trR∧tsS}.关系模型传统集合运算的实例ABCABCABCa1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a1b3c2RSR∪SABCR.AR.BR.CS.AS.BS.Ca1b1C1a1b1c1a1b2c2a2b2C1a1b1c1a1b3c2R∩Sa1b2c2a1b2c2a1b2c2a1b3c2ABCa2b2

10、c1a1b2c2a1b2C2a2b2c1a1b3c2R－SR×S关系模型2.专门关系运算的定义(1)选择（Selection）运算选择运算又称为限制运算。选择运算指在关系R中选择满足给定条件的元组，记作：σF（R）={t

11、tR∧F（t）=‘真’}.其中：F表示选择条件，是一个逻辑表达式，取值为“真”或“假”。F由逻辑运算符﹁（非）、∧（与）和∨（或）连接各条件表达式组成。条件表达式的基本形式为：X1θY1.其中：θ是比较运算符，它可以是＞、≥、＜、≤、＝、≠中的一种；X1和Y1是属性名、常量或简单函数；属性名也可以

12、用它的序号来代替。关系模型用关系代数表示下列操作设学生课程数据库，其关系模式为：学生（学生，姓名，年龄，所在系）；课程（课程号，课程名，学分）；选课（学号，课程号，成绩）.【例17-1】用关系代数表示在学生课程数据库中查询计算机系的全体学生的操作。【例17-2】用关系代数表示在学生课程数据库中查询年龄小于20岁的学生的操作。σ所在系='计算机系'（学生）σ年龄<20（学生）关系模型(2)投影(Projection)运算关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系，记作：πA（R）={t[A]

13、tR}.【

14、例17-3】在学生课程数据库中，查询学生的姓名和所在系。表示为：π姓名，所在系（学生）关系模型(3)连接运算连接是从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组。记作：RS=σiRθjS（R×S）[i]θ[j]其中：[i]和[j]分别为R和S上列号或属性名，θ是比较运算符。自然连接为：关系模型【例17-4】设学生和选课关系中的数据如下，学生