第2章关模型和关系运算理论ppt课件.ppt

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1、第2章关系模型和关系运算理论本章重要概念（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，ER模型到关系模型的转换规则，过程性语言与非过程性语言。（2）关系代数五个基本操作，四个组合操作，七个扩充操作。本章重要概念（二）（3）关系演算（自学）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（自学）关系代数表达式的等价及等价转换规则，启化式优化算法。（5）关系逻辑（自学）谓词、原子、规则和查询，规则的安全性，用规则模拟关系代数表达式。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.

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返回基本术语(1)定义2.1用二维表格表示实体集，用关键码表示实体之间联系的数据模型称为关系模型（RelationalModel）。图2.1学生登记表学号姓名年龄性别籍贯S1WANG20M北京S4LIU18F山东S2HU17M上海S3XIA19F四川基本术语(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。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

3、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)。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）（2）候选键（candidateKey）（3）主键(primaryKe

4、y)在图2.1中，（学号，姓名）是模式的一个超键，但不是候选键，而（学号）是候选键。在实际使用中，如果选择（学号）作为删除或查找元组的标志，那么称（学号）是主键。（4）外键（foreignKey）返回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。返回关系模型的三类完整性规则(1)实体完整性规则（entit

5、yintegrityrule）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。关系模型的三类完整性规则(2)参照完整性规则（referenceintegrityrule）定义2.3参照完整性规则的形式定义如下：如果属性集K是关系模式R1的主键，K也是关系模式R2的外键，那么在R2的关系中，K的取值只允许两种可能，或者为空值，或者等于R1关系中某个主键值。这条规则的实质是“不允许引用不存在的实体”。在上述形式定义中，关系模式R1的关系称为“参照关系”，关系模式R2的关系称为“依赖关系”。“主表”和“副表”，“父表”和“子表”。关系模型的

6、完整性规则(3)这条规则在具体使用时，有三点变通：①外键和相应的主键可以不同名，只要定义在相同值域上即可；②R1和R2也可以是同一个关系模式，此时表示了同一个关系中不同元组之间的联系；③外键值是否允许空，应视具体问题而定。关系模型的三类完整性规则(4)例2.1TEACHER（T#，TNAME，TITLE）COURSE（C#，CNAME，T#）STUDENT（S#，SNAME，AGE，SEX）SC（S#，C#，SCORE）TEACHER(T#,TNAME,TITLE)COURSE(C#,CNAME,T#)STUDENT(S#,SNAME,AGE,SEX)SC(S#,C#,SCORE)

7、图2.3关系模型的数据结构图关系模型的三类完整性规则(5)用户定义的完整性规则在建立关系模式时，对属性定义了数据类型，即使这样可能还满足不了用户的需求。此时，用户可以针对具体的数据约束，设置完整性规则，由系统来检验实施，以使用统一的方法处理它们，不再由应用程序承担这项工作。例如学生的年龄定义为两位整数，范围还太大，我们可以写如下规则把年龄限制在15～30岁之间：CHECK（AGEBETWEEN15AND30）返回2.2关系代数2.2.1关系代数的五个基本操作2.2.2