关系数据库基础理论

… 980203
姓名 张力 林宏业 王明
… 李婷婷
性别 女 男 男
… 女
年龄 22 21 22
… 23
学部号 原单位
1
计算机系
2
数学系
4
哲学系
…
…
1
计算机系
基本概念：
• 关系模式、元组与关系 • 属性和值域、关键字(Key)或主码 • 候选关键字、主关键字、非主属性 • 外部关键字、主表与从表
关系模型的数据结构（续）
❖关系模式：
一般表示形式： 关系名（属性1，属性2，…，属性n） 如： 学生（学号，姓名，性别，年龄，学部号，原单位）
❖元组与关系
关系名
学生
关 系元
组 行
()
学号 姓名 性别
980101 张力 女
980102 林宏业 男980103 王明 男???
980203 李婷婷 女
年龄 学部号 原单位 22 1 计算机系
B、投影运算：（Project） 定义：关系R上的投影是从R中选择出若干属性列 组成新的关系。记作：
参照完整性规则
❖ 参照完整性规则： 这条规则要求在相关联的两个表中，从表中不能引
用主表不存在的元组。
例如：
从表：学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 主表：专业（专业号，专业名）
参照完整性规则
供应商关系S（主码是“供应商号”）
供应商号
供应商名
所在城市
B01
红星
北京
S10
宇宙
上海
T20
黎明
天津
Z01
并、交、差、广义笛卡尔积
❖ 专门的关系运算：
选择、投影、连接、除
2.4.1 关系操作符
1)、集合运算：积、并、交、差。 A、积（product） 定义：设R为n目的关系，S为m目的关系，则
他们的积为（n+m）目关系。记为R*S。
2.4.1 关系操作符
1)、集合运算：积、并、交、差。 B、并运算（Union）
❖ 每一个属性是不可分的，也不允许出现重复属性。 ❖ 在关系中元组的顺序（即行序）是无关紧要的。 ❖ 在关系中列的顺序也是无关紧要的，即列的顺序可任意
交换。 ❖ 关系中不允许出现重复元组。
2.3关系模型的数据完整性
❖ 概念： 关系模型的数据完整性是指数据库中数据的正确性
和一致性。数据完整性由数据库完整性规则来维护。 ❖ 四类完整性规则：
• 作为主码的属性上取值不能为null
实体完整性规则
❖实体完整性规则：
这条规则要求关系中的元组在组成主键的属性上不 能有空值。
❖ 意义：关系对应到现实世界中的实体集，元组对应到实体， 实体是相互可区分的，通过主码来唯一标识，若主码为空， 则出现不可标识的实体，这是不容许 例如： 在关系“学生（学号，姓名，年龄，班级）”中，学 号属性为主码，则要求学号不能取空值。
‘B01’)
E．(‘101’，‘黄’，
用户定义的完整性规则
❖ 用户定义的完整性规则：
这条规则是指用户根据应用环境的不同针对某一具 体关系数据库定义的约束条件。
这是针对某一具体数据的约束条件，由应用环境决 定。它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要 求。
2.4关系模型的数据操作和关系代数
❖ 传统的集合运算：
21 2 数学系 22 4 哲学系
??
?
23 1 计算机系
关系模式 (行定义)
关系模型示例
关系模型的数据结构（续）
❖ 属性和值域
❖ 关键字(Key)或码
学生登记表
学号 980101 980102 980103
? 980203
姓名 张力 林宏业 王明
? 李婷婷
性别 女 男 男
? 女
属性(列)和属性名
- 实体完整性规则 - 参照完整性规则 - 域完整性规则 - 用户定义的完整性规则
属性的类型
❖ NULL属性 ▪ null表示“无意义”，当实体在某个属性上没有值时设为 null 如通讯录（姓名，email，电话，BP），若某人没有 email地址，则在email属性上取值为null ▪ null表示“值未知”，即值存在，但目前没有获得该信息 如职工（姓名，部门，工种，身份证），如果目前不知道 职工身份证号码，则设身份证值为null ▪ 实体完整性
年龄 22 21 22
? 23
学部号 原单位
1 计算机系
2
数学系
4
哲学系
?
?
1 计算机系
码
值域（15<=年龄<=30）
关系模型示例
关系模型的数据结构（续）
❖候选关键字或候选码 ❖主关键字或主码 ❖非主属性或非码属性
关系模型的数据结构（续）
❖ 外部关键字或外键
❖ 主表与从表
主键
外键
学生（主表）
Sno 98001 98001 98002 98002
立新
重庆
今要向关系P中插入新行 ，新行的值分别列出如下
。哪些行能够插入？
零件关系P（主码是“零件号”，外码是“供应商
号”）零件号
颜色
供应商号
A．(‘037’，‘绿’， null)
010
红
B01
B．(null，‘黄’，
‘T20’)
312
白
S10
C．(‘201’，‘红’，
201
蓝
T20
‘T20’)
D．(‘105’，‘蓝’，
成绩（从表）
Cno Grade
1
92
3
88
2
90
3
89
Sno Sname Ssex Sage Sdept 98001 李勇 男 20 SC 98002 刘晨 女 19 IS 98003 王敏 女 18 MA
两表的关联
关系模型中对关系的限定
❖ 每一个关系模式中属性的个数是固定的，并必须命名， 在同一个关系模式中，属性必须是不同的。
D、差运算：（Difference） 定义：关系R和关系S的差是由属于R 而不属于S 得元组组成的集合。记为R-S。
2.4.2 关系运算
A、选择运算：（select） 定义：在关系R中选择满足条件F的所有元
组组成的集合。记为 SLf（R）。 其中：SL：选择运算符。R：关系名。F：选择 条件。
2.4.2 关系运算
定义：关系R和关系S的并，是有属于R和S的元 组组成的集合。记为 R U S。 前提是目数和类型必须相同。
2.4.1 关系操作符
1)、集合运算：积、并、交、差。 C、交运算：（Intesect）
定义：关系R和关系S的交是由同时属于R和属 于S的元组组成的集合。记为R ∩S。
2.4.1 关系操作符
第二章
关系型数据库管理 系统（RDBMS）
本章目标
• 关系模型的概念 • 数据结构的概念 • 关系完整性的描述 • 关系操作的应用
2.1关系模型概述
❖ 关系模型的数据结构 ❖ 关系模型的完整性约束 ❖ 关系模型的数据操作和关系代数
2.2关系模型的数据结构
关系模型的结构示例：学生登记表
学号 980101 980102 980103