第02章关系数据库系统

• 域（Domain）
– 属性的取值范围。
• 分量（component）
– 元组中的一个属性值。
• 关系模式
– 对关系的描述 – 关系名（属性1，属性2，…，属性n） – 学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）
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• 实体及实体间的联系的表示方法
– 实体型：直接用关系（表）表示。 – 属性：用属性名表示。 – 一对一联系：隐含在实体对应的关系中。 – 一对多联系：隐含在实体对应的关系中。 – 多对多联系：直接用关系表示。
• 关于码的举例，单个属性作为码，全码的情况
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7) 三类关系
基本关系（基本表或基表）
实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示
查询表
查询结果对应的表
视图表
由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对 应实际存储的数据
• 8）关系的一些基本性质
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(1)列是同质的，即每列中的分量是同一类型的 数据，来自同一个域 (2)不同的列可出自同一个域。不同的列给予不 同的属性名。 (3)列的顺序是无所谓，即列的次序可以任意交 换。 (4)任意两个元组的候选码不能相同。 (5)行的顺序无所谓，即行的次序可任意交换。 (6)分量必须取原子值，即不可分。不允许表中 有表。规范化的第一条。范式。
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• 在上例中，基数：2×2×3＝12，即 D1×D2×D3共有2×2×3＝12个元组 • 6、 笛卡尔积的表示方法
– 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。
在上例中，12个元组可列成一张二维表 P43
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关系（Relation）
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4) 关系的表示 关系也是一个二维表，表的每行对应一 个元组，表的每列对应一个域。 5) 属性 关系中不同列可以对应相同的域，为了加 以区分，必须对每列起一个名字，称为 属性（Attribute）。 n目关系必有n个属性。
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• 6)码（key）
– – – – – 超码（super key） 候选码（candidate key） 主码(primary key) 主属性 非码属性
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•
关系必须是规范化的，满足一定的规范条件 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不 可分的数据项。
职工 号
86051
姓 名
陈 平
职 称
讲 师
工 资 基 本
105
扣 除 职 务
15
实 发
115．5
工 龄
9．5
房 租
6
水 电
12
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3、关系数据结构形式化定义
• 关系模型中，无论是实体还是实体之间的联 系都用关系表示。 • 关系模型建立在严格的集合代数的基础上。
• 关系数据结构的基本概念
– 关系（Relation） – 关系模式（Relation Scheme） – 关系数据库(Relational Database)
– 笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一 个n元组（n-tuple）或简称元组。
• 4 分量（Component）
– 笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di 叫作一个分量。
• 5 基数（Cardinal number）
– 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 M为： n
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综上所述：关系模式可以形式化地表示为：
R（U，D，dom，F）
R ： 关系名 U ： 组成该关系的属性名集合 D ： 属性组U 中属性所来自的域 dom ： 属性向域的映象集合 F ：属性间的数据依赖关系集合
关系模式通常可以简记为 R (U) 或 R (A1，A2，…，An)
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关系操作类型
• 数据查询(Query)
– 选 择 (Select) 、 投 影 (Project) 、 连 接 (Join) 、 除 (Divide) 、 并 (Union) 、 交 (Intersection) 、 差 (Difference) – 选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种基本操作。
2、关系数据结构的概念
• 在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二 维表，它由行和列组成。
学生登记表
学 号 95004 95006 95008 姓 名 王小明 黄大鹏 张文斌 年 令 19 20 18 性 别 女 男 女 系 名 社会学 商品学 法律学 年 级 95 95 95 …
…
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R ： 关系名
A1，A2，…，An 属性名
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注：域名及属性向域的映象常常直接说明为属性的类型、长度
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• 关系模式
– 对关系的描述，是数据库的内涵(intension) – 静态的、稳定的
• 关系
– 关系模式在某一时刻的状态或内容 – 动态的、随时间不断变化的 – 是数据库的外延(extension)
M mi i 1
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例 给出三个域：
D1=SUPERVISOR ={ 张清玫，刘逸 } D2=SPECIALITY={计算机专业，信息专业} D3=POSTGRADUATE={李勇，刘晨，王敏}
则D1，D2，D3的笛卡尔积为：
D1×D2×D3 ＝
｛(张清玫，计算机专业，李勇)，(张清玫，计算机专业，刘晨)， (张清玫，计算机专业，王敏)，(张清玫，信息专业，李勇)， (张清玫，信息专，李勇)，(刘逸，计算机专业，刘晨)， (刘逸，计算机专业，王敏)，(刘逸，信息专业，李勇)， (刘逸，信息专业，刘晨)，(刘逸，信息专业，王敏) ｝
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关系模式（Relation Schema）
关系模式（Relation Schema）是型，而关系是值。 关系模式是对关系的描述。 1.元组集合的结构 • 由哪些属性构成 • 这些属性来自的域 • 属性与域之间的映象关系 2.元组语义以及完整性约束条件 3.属性间的数据依赖关系集合
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• 例1学生、系、系与学生之间的一对多联系：
学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级） 系 (系号，系名，系主任，办公地点)
• 例2 系、系主任、系与系主任间的一对一联系 • 例3学生、课程、学生与课程之间的多对多联 系：
学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级） 课程（课程号，课程名，学分） 选修（学号，课程号，成绩）
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2.2 关系操作
• • • • • 关系操作介绍 关系代数 传统的集合代数运算 专门的关系运算 用关系表达查询
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1、 基本的关系操作
• 关系模型建立在集合代数的基础上的 • 数据操作是集合上的操作，操作的对象和结 果都是元组的集合，即关系。
• 非关系数据模型的数据操作方式：一次一记 录(record-at-a-time)，类似文件系统的数据操 作方式 • 关系数据模型的数据操作方式：一次一集合 (set-at-a-time)
第2章 关系数据库系统
计算机科学学院
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内容概述
• 1、关系模型及其数据结构
– 数据模型的发展 – 关系模型的通俗概念 – 关系模型的形式化定义
• 2、关系代数的运算 • 3、用关系代数表达查询 • 4、关系完整性约束、关系数据库系统的分类
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本章目录
2.1 关系数据结构及形式化定义 2.2 关系操作 2.3 关系的完整性 2.4 关系代数 2.5 关系演算 总结
1) 关系
D1×D2×…×Dn 的 子 集 叫 作 在 域 D1 ， D2，…，Dn上的关系，表示为： R（D1，D2，…，Dn） R：关系名 n：关系的目或度（Degree）
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注意：
关系是笛卡尔积的有限子集。无限关系在数据库 系统中是无意义的。 由于笛卡尔积不满足交换律，即
(d1，d2，…，dn )≠(d2，d1，…，dn )
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学习要求
• 了解关系模型的发展背景及其特点 • 掌握关系模型的三要素及其概念
– 关系数据结构 – 关系操作 – 关系完整性约束
• 掌握关系代数，能运用关系代数表达查询
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第一节 关系模型的数据结构
• 数据库技术的发展 • 关系模型数据结构的通俗概念 • 关系模型数据结构的形式化定义
给定一组域D1 ，D2 ，…，Dn ，这些域 中可以有相同的。D1 ，D2 ，…，Dn 的笛卡 尔 积 为 ： D1×D2×…×Dn ＝ ｛ （ d1 ， d2，…，dn）｜diDi，i＝1，2，…，n｝ – 所有域的所有取值的一个组合 – 不能重复
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• 3 元组（Tuple）
但关系满足交换律，即
(d1，d2 ，…，di ，dj ，…，dn）=（d1，d2 ，…，dj， di ，…，dn） （i，j = 1，2，…，n）
解决方法：为关系的每个列附加一个属性名以 取消关系元组的有序性
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2) 元组 关系中的每个元素是关系中的元组，通常用t 表示。 3) 单元关系与二元关系 当 n=1 时 ， 称 该 关 系 为 单 元 关 系 （ Unary relation）。 当 n=2 时 ， 称 该 关 系 为 二 元 关 系 （ Binary relation）。 依次还有三元(Ternary )、四元(quaternary )关系