数据库原理及应用 教学课件 作者 范剑波 1_ 第3章 关系数据模型.ppt

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1、第3章关系数据模型Chapter3RelationDataModel本章重点本章系统讲解了关系数据库的重要概念，包括关系的定义、关系模型的三要素（数据结构、关系操作和关系的完整性）和关系的完备性。要求重点掌握关系代数的运算，学会关系演算的表达方法，掌握关系数据库查询优化的内容。3.1关系模型的基本概念3.1.1关系的通俗解释在关系模型中，信息被组织成若干张二维表的结构，每一张二维表称为一个关系(relation)或表(table)，每个表中的信息只用来描述客观世界中的一件事情。例如，在学校中，为了表达学生与专

2、业的“所属”关系，学生与课程的“选修”关系，教师与课程的“任教”关系，可以制成如下表格：表3.1学生选课登记表下面结合该表介绍关系模型中的基本概念。1．表(Table)，也称关系，由表名、列名及若干行组成。表的结构或框架有时也称关系模式，如表3.l的关系模式为：学生选课登记表(学号，姓名，专业，选修课程，任课教师)。2．列(Field)，也称字段或属性。表中的每个列都包含同一类的信息。表中列的顺序与要表达的信息无必要的联系，因此列是无序的。3．行(Row)，也称元组(Tuple)。表中每个行由若干个字段值组成

3、，用来描述一个对象的信息。每个字段值描述该对象的某种性质或属性。行的次序也是不重要的，一般可以互换，但在一张表中，一般不能出现完全相同的两个行。4．键码(Key)，也称关键字。对表中的某个属性或属性组，若它们的值唯一地标识一个元组，则它就是键码。如表3.l中，属性组(学号，选修课程)就是键码，它可决定整个元组的性质。换言之，如果有两个元组它们的学号和选修课程字段的值完全相同，那么，它们的姓名、专业和任课教师字段的值肯定相同，即它们只能是一个元组。5．值域(Domain)，属性的取值范围。在表中每个列都以某个值

4、域为基础从某个域中取得数据。例如，学号的值域是六位整数等，在关系模型中允许多个列从同一值域中取值。6．表名和列名的命名规定：表名在整个数据库中必须唯一；列名在一个表中必须唯一，但在不同的表中可以出现相同的名字；表名和列名应尽可能带有一定的意义并尽量简单。3.1.2关系的数学定义定义3.1域(Domain)是值的集合。定义3.2给定一组域D1，D2，...，Dn，这些域中可以有相同的域，D1，D2,...，Dn的笛卡儿积为：D1×D2×...×Dn＝{(d1，d2，…，dn)

5、di∈Di,i=1，2，…，n}，

6、其中每一个元素(d1，d2,...，dn)叫作一个n元组(n-tuple)，或简称为元组；元素中每一个值di叫做一个分量(Component)。若Di(i=1，2，…，n)为有限集，其基数为mi(i＝1,...，n)，则D1×D2×…×Dn的基数为:定义3.3若D1×D2×…×Dn为笛卡儿积，则它的子集叫做在域D1×D2×…×Dn上的关系(Relation)，可以用R(D1，D2，…，Dn)表示。这里R表示关系的名字，n是关系的目或度。关系是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域．由于域可以相同

7、，所以为了加以区分。对每列起一个名字，称为属性。n目关系必有n个属性。总之，数据库中的关系有以下性质：1．每列中的分量是同类型的数据，来自同一个域；2．不同列可出自同一个域，每一列称为属性，要给予不同的属性名；3．列的顺序可任意交换，行的顺序也可任意交换；4．关系中的任意两个元组不能完全相同；5．每一分量必须是不可分的数据项。3.1.3关系模型1．数据结构在关系模型中，无论是实体还是实体之间的联系均由单一的结构类型即关系来表示。也就是说，任何一个关系数据库都是由若干张互相关联的表组成。关系模式与关系是彼此密切

8、相关但又有所区别的两个概念，它们之间的关系是一种“型与值”的关联关系。关系模式是静态的，而关系则是动态的。2．关系操作关系操作方式的特点是集合操作，即操作的对象和结果是集合，也称为一次一集合的方式。非关系型的数据操作方式则为一次一记录的方式。3.关系模型的三类完整性关系模型的三类完整性包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，应该由关系系统自动支持。(l)实体完整性：在任何关系的任何一个元组中，主键码值的任一分量都不允许为空值。(2)参照完整性（引

9、用完整性）：若某个属性或属性组不是A表的主键码，但它是另一张B表的主键码，则该属性或属性组称为A表的外键码。在关系模型中，外键码或者取空值或者等于B中某个元组的主键码值。(3)用户定义完整性：由用户针对某一具体数据库的约束条件来定义完整性。它由应用环境决定，反映了某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。关系模型的优点和缺点。3.1.4关系数据库管理系统按照RDBMS产品对关系模型的支持程度的不同