第2章关系数据库系统.ppt

第二章关系数据库系统2.1.2关系数据模型关系数据模型是由关系数据结构、关系操作集合和关系的完整性约束三大要素组成。1.关系数据结构在关系数据模型中，采用单一的数据结构——关系。现实世界的实体及实体间的各种联系均用关系来表示。在用户看来，关系就是一个二维表。2.关系操作集合在关系数据模型中，常用的关系操作一般分为两部分(1)与数据查询有关的操作，包括选择、投影、连接、除、并、交、差等；(2)与数据更新有关的操作，包括插入、删除、修改等。其中查询的表达能力是其中最主要的部分。关系操作的特点是面向集合的操作方式，即操作的对象和结果都是集合。而非关系数据模型的数据操作是面向记录的操作方式，即每次操作的对象和结果都是一个记录。关系数据库语言通常分为三类：关系代数语言：使用关系运算来表示各种查询操作。关系演算语言：使用数理逻辑中的谓词演算来表示各种查询结果。关系演算按谓词变元的基本对象是元组还是域变量又分为元组关系演算语言和域关系演算语言。结构化查询语言SQL：一种介于关系代数和关系演算之间的语言。3.关系的完整性约束关系模型的完整性通常由一组完整性规则来定义，关系模型的完整性规则实际上是对关系的某种约束条件。关系模型中通常可分为三类完整性约束，即实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。2.2关系数据模型的数据结构1.关系一个关系对应一个二维表，每个表必须有一个表名，称为关系名。2.属性和域表中的每一列（或字段），称为属性。对表中每个属性必须起一个名字，即属性名。属性列中的值称为属性值，属性值的取值范围称为域。3.关系模式对关系的描述称为关系模式。一般表示为：关系名（属性1，属性2，…，属性n）如上例中关系模式为：学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系，籍贯）实际上关系模式是指对表结构的定义和描述，包括表名及表中有哪些属性列、各个属性的名、数据类型和宽度等。4.元组和分量关系中的一行，称为一个元组。元组中的每一个属性值，称为该元组的一个分量。5.侯选码和主码在一个关系中，如果存在某个属性可以唯一标识该关系的元组，这个属性称为该关系的侯选码。若一个关系中有多个侯选码，则选定其中一个为主码。6.主属性和非主属性一个关系中所有侯选码中的诸属性称为主属性，不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性。2.2.2关系的形式化定义2.笛卡儿积给定一组域D1、D2、……、Dn（这些域中也可以有相同的），则D1、D2、……、Dn的笛卡尔积为：D1×D2×…×Dn=｛（d1、d2、……、dn）|di∈Di,i=1,2,…,n}其中每一个元素（d1、d2、……、dn）称为一个n元组，简称元组。元素中的每一个值di叫做一个分量。若Di（i=1,2,…n)为有限集，其基数为mi(i=1,2,…n),则D1×D2×…×Dn的基数n为：M=∏mii=1例如：D1=教师集合=｛王刚，张华，李莉｝D2=课程集合=｛数学，英语｝D3=教室集合=｛101，102｝则D1×D2×…×Dn=｛（王刚，数学，101），（王刚，数学，102）,(王刚，英语，101），（王刚，英语，102），（张华，数学，101），（张华，数学，102），（张华，英语，101），（张华，英语，102），（李莉，数学，101），（李莉，数学，102）,(李莉，英语，101），（李莉，英语，102）｝其中（王刚，数学，101）、（王刚，数学，102）等都是元组。王刚、数学、101等都是分量。该笛卡尔积的基数为3×2×2=12，即D1×D2×D3一共有12个元组，也可以用二维表表示，如图：3.关系D1×D2×…×Dn的一个子集称为在域D1、D2、…、Dn上的一个关系。例如，在上图的笛卡尔积中，根据授课的实际情况，选出其中的一个子集，如下图所示，便构成了一个关系（该关系名为授课）授课需指出的是：从数学角度所研究的关系理论中，一个关系中的元组个数可以是无限的，即无限关系。另外，由于笛卡尔积不满足交换率，因此，当关系作为关系数据模型的数据结构时，必须给予如下的限定和扩充：在关系模型中的关系必须是有限关系，因为计算机无法处理无限数据；通过为关系的每个列附加一个不同的属性名，用来标识关系中的诸列，从而可以取消关系元组中分量间的有序性，使关系中的属性列可以任意交换。2.2.3关系的分类和性质在关系数据库中，关系通常有三种类型，即基本关系（又称基本表和基表）、查询表和视图（表）。基本表是数据库中实际存在的用来存储数据的表；查询表是用来临时存放查询结果的表；视图是由基本表和其他视图导出的表，它并不存放数据，因此是虚表。基本关系应具有以下6条基本性质：列是同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域；不同的列可以出自同一个域，称其中的每一列为一个属性，不同的属性要给予不同的属性名；列的顺序无所谓，即列的次序可以任意交