数据库原理与应用第2章 关系 模型.ppt

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1、第2章关系数据库1关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统。关系数据库系统是目前应用最广泛，也是最重要、最流行的数据库。按照数据模型的三个要素，关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分构成，因此，本章主要从这三个方面讲述关系数据库的一些基本理论本章主要讲述:关系模型的数据结构关系的定义和性质关系数据库的基本概念关系代数22.1关系模型的数据结构及其形式化定义关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构——关系。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。数据以二维表的形式存

2、在的，这个二维表就叫做关系。而关系模型是以集合代数理论为基础的，因此，我们可以用集合代数给出“关系”的形式化定义。关系理论是以集合代数理论为基础的，因此，我们可以用集合代数给出二维表的“关系”定义。为了从集合论的角度给出关系的定义，我们先引入域和笛卡尔积的概念。3关系模型是用二维表格结构来表示实体及实体之间联系的模型。关系模型是各个关系的框架的集合，即关系模型是一些表格的格式，其中包括关系名、属性名、关键字等。例如，教学数据库中教师与课程的关系模型如图2.1所示。教师关系Ｔ课程关系C授课关系SC图2.1教师—课程数据库的关系

3、模型TNO教师号TN姓名SEX性别AGE年龄PROF职称SAL工资COMM岗位津贴DEPT系别CNO课程号CN课程名CT课时TNO教师号CNO课程号4从各个关系的框架中，我们可以很容易看出哪两个关系之间有联系。例如：教师关系和授课关系有公共的属性“教师号”，则表明这两个关系有联系。而课程关系和授课关系有公共的属性“课程号”，则表明这两个关系也有联系。至于元组之间的联系，则与具体的数据有关。只有在公共属性上具有相同属性值的元组之间才有联系。5由上例可以看出，在一个关系中可以存放两类信息：一类是描述实体本身的信息一类是描述实体（

4、关系）之间的联系的信息在层次模型和网状模型中，把有联系的实体（元组）用指针链接起来，实体之间的联系是通过指针来实现的。而关系模型则采用不同的思想，即用二维表来表示实体与实体之间的联系，这就是关系模型的本质所在。所以，在建立关系模型时，只要把的所有的实体及其属性用关系框架来表示，同时把实体之间的关系也用关系框架来表示，就可以得到一个关系模型。如上例中的教师—课程数据库的关系模型就是这样建立的。62.1.1关系的形式化定义及其有关概念1.域（Domain）域是一组具有相同数据类型的值的集合，又称为值域。（用D表示）例如整数、实数

5、、字符串的集合。域中所包含的值的个数称为域的基数（用m表示）。关系中用域表示属性的取值范围。例如：D1={李力，王平，刘伟}m1=3D2={男，女}m2=2D3={47,28,30}m3=3其中，D1，D2，D3为域名，分别表示教师关系中姓名、性别、年龄的集合。域名无排列次序，如D2={男，女}={女，男}72.笛卡尔积(CartesianProduct)给定一组域D1，D2，…，Dn（它们可以包含相同的元素，即可以完全不同，也可以部分或全部相同）。D1，D2，…，Dn的笛卡尔积为D1×D2×……×Dn={（d1，d2，…，

6、dn）

7、di∈Di，i=1，2，…，n}。由定义可以看出，笛卡尔积也是一个集合。其中：1）元素中的每一个值di叫做一个分量(Component)，来自相应的域（di∈Di）2）每一个元素（d1，d2，d3，…，dn）叫做一个n元组（n-tuple），简称元组（Tuple）。但元组不是分量di的集合，元组的每个分量（di）是按序排列的。如：（1，2，3）≠（2，3，1）≠（1，3，2）；而集合中的元素是没有排序次序的，如（1，2，3）=（2，3，1）=（1，3，2）。83)若Di（i=1，2，……n）为有限集，Di中的集合元素

8、个数称为Di的基数，用mi（i=1，2，……n）表示，则笛卡尔积D1×D2×……×Dn的基数M（即元素（d1,d2,……dn）的个数）为所有域的基数的累乘之积，即M=例如：上述表示教师关系中姓名、性别两个域的笛卡尔积为：D1×D2={（李力，男），（李力，女），（王平，男），（王平，女），（刘伟，男），（刘伟，女）}其中：李力、王平、刘伟、男、女都是分量（李力，男），（李力，女）等是元组其基数M=m1×m2=3*2=6元组的个数为694）笛卡尔积可用二维表的形式表示。例如，上述的6个元组可表示成表2.1。表2.1D1和D2的

9、笛卡尔积由上例可以看出，笛卡尔积实际是一个二维表，表的框架由域构成，表的任意一行就是一个元组，表中的每一列来自同一域，如第一个分量来自D1，第二个分量来自D2。姓名性别李力男李力女王平男王平女刘伟男刘伟女103.关系（Relation）笛卡尔积D1×D2×…×Dn的任一子集称为定义在域D1