(数据库原理)第3章 关系运算ppt课件.ppt

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1、第3章关系运算本章概论关系数据库系统是当今普遍应用的数据库系统，它是通过关系数据模型建立起来的。关系运算是关系数据模型的理论基础。学好关系运算的理论知识会对以后关系型数据库设计和正确操作带来很大的帮助。本章主要介绍关系数据模型的基本定义和完整性规则、关系运算中关系代数的基本操作和如何优化关系表达式运算的问题。本章目录3.1关系数据模型3.2关系运算3.3关系代数表达式的查询优化本章小结习题3.1关系数据模型关系数据库之所以能获得当今世界的普遍应用，关键在于关系数据库有一个严密的、经得起数学推导的、又容易被人们理解的、在实践

2、中证明是正确的关系数据模型。本节从关系数据模型的定义、关键码和数据库表之间的联系、关系模式概念和关系模型完整性规则4个方面来介绍关系数据模型的理论知识。3.1关系数据模型目录3.1.1关系数据模型的定义3.1.2关键码和表之间的联系3.1.3关系模式3.1.4关系模型的完整性规则域（Domain）定义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)。域中所包含的值的个数称为域的基数（用m表示）。在关系中就是用域来表示属性取值范围的。例如，学生性别的域是{男，女}，大学生入学年龄的域可以定为：16-19岁，姓名的域可以

3、定为：4-8个字符等。如果用D1表示姓名，D2表示性别，D3表示年龄，则关于域基数的含义如下：D1={张林，李以荣，欧阳正荣}D1的基数m1为3D2={男，女}D2的基数m2为2D3={16，17，18，19}D3的基数m3为43.1.1关系数据模型的定义笛卡尔积（CartesianProduct）定义给定一组域D1、D2、…、Dn(这些域中可以包含相同的元素,也可以完全不同(即可以部分或全部相同),D1、D2、…、Dn的笛卡尔积为：D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜di∈Di，i＝1，2，…，n｝由定义可以看

4、出，笛卡尔积也是一个集合。笛卡尔积定义说明(1)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（Tuple）。但元组不是di的集合，元组由di按序排列而成。(2)元素中的每一个值di叫作一个分量（Component）。分量来自相应的域（di∈Di）。(3)若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数（Cardinalnumber）为mi（i＝1，2，…，n），则D1×D2×…×Dn的基数为n个域的基数累乘之积，即笛卡尔积可以表示为：mi=n1×n2×…×nn（n1，n2，…nn分别表示D1

5、，D2，…，Dn的基数的个数）。(4)笛卡尔积可表示为一个二维表。表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。笛卡尔积定义举例D1×D2={（张林，男），（张林，女），（李以荣，男），（李以荣，女），（欧阳正荣，男），（欧阳正荣，女）}。可以表示成二维表，如下表3.1所示：表3.1笛卡尔积D1×D2姓名性别姓名性别张林男张林女李以荣男李以荣女欧阳正荣男欧阳正荣女由此可以看出，D1与D2的笛卡尔积实质上每一个域中各分量组合的集合，总元组数为：M=3×2=6关系（Relation）定义D1×D2×…×Dn的任一子集叫作在域D1,

6、D2,…Dn上的关系，用R(D1,D2,…Dn)表示。如上例中D1×D2笛卡尔积的子集可以构成关系T1，关系T1是笛卡尔积的一部分,如下表3.3所示：R表示关系的名字，以后若关系没有确定的名字，则关系名均用R表示，n是关系的目或度（Degree）。关系举例表3.3D1×D2笛卡尔积的子集(关系T1)姓名性别张林女李以荣男欧阳正荣男当n=1时，称为单元关系。当n=2时，称为二元关系。……当n=m时，称为m元关系。一个典型的关系表(教师表)教师编号姓名系别性别年龄身份证号1011程虹民计算机男3030102198112091581

7、1032刘良顺电子男4030101970091213832010王彩凤自动化女4530101965110414802131李同军数学女3630101965061115833011周林外文男213010199007281581关系性质（1）列是同质的：每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一域（2）不同列可来自同一个域：不同列(属性)要给予不同的属性名。（3）列的顺序无所谓：列的次序可以任意交换。（4）任意两个元组不能完全相同：这是由笛卡尔积的性质决定的。（5）行的顺序无所谓：行的次序可以任意交换。（6）分量必须取原子值：每一个

8、分量都必须是不可分的数据项。关键码和表之间的联系(1)1．候选键(Candidatekey)若关系中某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选键。2．主键(Primarykey)若一个关系有多个候选键，则选定其中的一个就称为主键。3.1.2关键码和表之间的联系关键