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1、第2章关系模型和关系运算理论7/31/20211数据库原理本章重要概念（一）（1）基本概念关系模型，关键码（主键和外键），关系的定义和性质，三类完整性规则。（2）关系代数五个基本操作，四个组合操作，七个扩充操作。7/31/20212数据库原理本章重要概念（二）（3）关系演算元组关系演算和域关系演算的原子公式、公式的定义。关系演算的安全性和等价性。（4）关系代数表达式的优化关系代数表达式的等价及等价转换规则，启化式优化算法。7/31/20213数据库原理本章概要本章先介绍关系模型的基本概念；然后介绍关系运算的三种理论：关系
2、代数、关系演算和关系逻辑。7/31/20214数据库原理关系模型和关系运算理论2.1关系模型的基本概念2.2关系代数2.3关系演算2.4关系代数表达式的查询优化7/31/20215数据库原理2.1关系模型的基本概念2.1.1基本术语2.1.2关系的定义和性质2.1.3关系模型的三类完整性规则2.1.4关系模型的三级体系结构2.1.5关系模型的形式定义和优点2.1.6关系查询语言和关系运算返回7/31/20216数据库原理基本术语(1)关系模型：用二维表格表示实体集，关键码表示实体间联系的数据模型称为关系模型（relati
3、onalModel）。域（Domain)：值的集合。比如：学生的成绩域是0…100的整数的集合。笛卡尔积：给定一组域D1,D2,…,Dn。则：D1*D2*…*Dn={(d1,d2,…,dn)
4、di∈Di,i=1,2,..,n}它的基数为：m1*m2*…*mn。（mi为Di的基数）关系：域D1,D2,…,Dn上的笛卡尔积的子集称为在域D1,D2,…,Dn上的关系，用R(D1,D2,…,Dn)表示。R是关系的名字。7/31/20217数据库原理基本术语(2)在关系模型中，字段称为属性，字段值称为属性值，记录类型称为关系模式。
5、在图2.2中，关系模式名是R。记录称为元组（tuple），元组的集合称为关系（relation）或实例（instance）。一般用大写字母A、B、C、…表示单个属性，用大写字母…、X、Y、Z表示属性集，用小写字母表示属性值，有时也习惯称呼关系为表或表格，元组为行(row)，属性为列(column)。关系中属性个数称为“元数”（arity），元组个数为“基数”(cardinality)。7/31/20218数据库原理基本术语(3)关系元数为5，基数为4图2.2关系模型的术语一般术语关系模型术语字段、数据项属性记录类型关系模
6、式记录1元组1记录2元组2记录3元组3记录4元组4字段值属性值7/31/20219数据库原理基本术语(4)关键码(key,简称键)由一个或多个属性组成。在实际使用中，有下列几种键。（1）超建（superKey）在一个关系中，能唯一标识元组的属性或属性集。（2）候选键（candidateKey）如果一个属性集能唯一标识元组，且不含有多余的属性。包含在任何一个候选键中的属性为主属性，不包含在任何健中的属性为非主属性。7/31/202110数据库原理基本术语(5)（3）主键(primaryKey)若一个关系中有多个候选键，则选
7、择一个作为关系的主健。（4）外键（foreignKey）若一个关系R中包含另一个关系S的主键所对应的属性组F,则称F为R的外健。并称关系S为参照关系，关系R为依赖关系。7/31/202111数据库原理在上图（图2.1）中，（工号，姓名）是模式的一个超键，但不是候选键，而（工号）是候选键。在实际使用中，如果选择（工号）作为删除或查找元组的标志，那么称（工号）是主键。基本术语(6)返回7/31/202112数据库原理关系的定义和性质定义2.2关系是一个属性数目相同的元组的集合。在关系模型中，对关系作了下列规范性限制：（1）关
8、系中每一个属性值都是不可分解的；（2）关系中不允许出现重复元组（即不允许出现相同的元组）；（3）由于关系是一个集合，因此不考虑元组间的顺序，即没有行序；（4）元组中的属性在理论上也是无序的，但使用时按习惯考虑列的顺序。7/31/202113数据库原理关系模型的三类完整性规则(1)实体完整性规则（entityintegrityrule）要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。如果出现空值，那么主键值就起不了惟一标织元组的作用。7/31/202114数据库原理关系模型的三类完整性规则(2)例:①在关系数据库中有下列两个关
9、系模式：S（S#，SNAME，AGE，SEX）SC（S#，C#，GRADE）在关系S中S#是主键，因此这里S#值不允许空。在关系SC中S#是主键的一部分，因此这里S#值也不允许空。7/31/202115数据库原理关系模型的三类完整性规则(3)参照完整性规则（referenceintegrityrule）定义2.3参照
