数据库原理与应用第三章ppt课件
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数据库原理和应用.ppt
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
3．数据库查询功能 以各种方式提供灵活的查询功能，以便方便使用数据.
4． 数据库控制功能 完成对数据库的安全性控制/完整性控制/并发控制
5． 数据库通信功能 在分布式数据库或提供网络操作功能的数据库中还必须 提供通信功能。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
注: DBA工作繁重、重要、关键：
除了要掌握一定的数据处理、数据库技术之外，还应 有处理好人际关系的素质、能力。在一个企事业中， 特别是一个规模较大的数据库，不能指望一两个人来 完成管理工作，所以DBA常指数据库管理部门。
开发DBS时，一开始就应设置DBA的职位或相应的机构 ，以明确DBA职责、权限。
（4）具有较高的数据独立性 数据独立性：（包括物理独立性、逻辑独立性。具体见 萨师煊等主编《数据库系统概论》Page11）
指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖，彼此独 立的特性。可降低应用程序的开发代价和维护代价。
在数据库技术之前，数据文件的组织方式和应用程序
是密切相关的。数据结构改变，相应的应用程序也必
——存放数据的仓库（顾名思义/不准确的含义）
——信息的载体/表示
尽管数据库技术已发展成熟，但还没有一个普遍接受的、严
格的定义。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
无以成江海 友友情分享
2
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据库应具备的特征/定义： （1）数据库是相互关联的数据的集合
数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关 联的，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够 表示数据与数据之间的联系。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
无以成江海 友友情分享
数据库原理与应用教程(第3版)第3章 关系数据库
关系数据结构及其形式化定义
• 1．关系的形式化定义
笛卡尔积：
设D1，D2，…，Dn为任意集合，定义笛卡尔积 D1，D2，…，Dn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。元组中每一个di称为是一个分量。
2．投影（Projection）
例如，选择sname，sdept两个列构成新关系：
∏sname,
sdept（Student）
sname
李勇 刘晨 王敏 张立 吴宾 张海 钱小平 王大力
sdept
计算机系 计算机系 计算机系 信息系 信息系 信息系 数学系 数学系
3．连接
R
Aθ B
S ＝｛tr^ts | tr ∈R∧ts∈S∧tr[A]θ ts [B]｝
关系模型的数据操作
• 主要包括：查询、插入、删除和修改 数据。 • 是基于集合的操作，操作对象和操作 结果都是集合（或关系）。 • 是非过程化的。
数据完整性约束
• 数据完整性是指数据库中存储的数据是有 意义的或正确的。 • 主要包括三大类： • 实体完整性 • 参照完整性 • 用户定义的完整性
关系数据模型的基本术语
职工
（职工号，姓名，性别，直接领导）
参照完整性规则
• 参照完整性规则就是定义外码与主码之 间的引用规则。 • 对于外码，一般应符合如下要求：
• 或者值为空； • 或者等于其所应用的关系中的某个元组 的主码值。
用户定义的完整性 按应用语义，属性数据有:
• 类型与长度限制：方便计算机操作 • 取值范围限制：防止属性值与应用语义 矛盾
笛卡尔积实际上就是一个二维表
《数据库原理与应用》(第三版) 课件 第3章 数据库设计技术
再分解了）。自顶向下的ＳＡ方法是从整个系统开始，采用逐层分解的方式对系统进行
分析的方法。
２０２３／９／９
８
３．２需求分析
２．数据流图（ｄａｔａ ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ）
◆ ＳＡ方法只是对问题分析的一种思想，在具体的分析过程中还需要借助其他 的分析工具，这样才能完成对分析过程和结果的记录、对用户需求的表达
系统调研也称项目调研，即把系统开发当作项目来运作，其主要目的是通过接 触用户以了解并最终明确用户的实际需求。这个过程是一个系统分析人员理解
和掌握用户业务流程的过程，是一个需要不断与用户进行沟通和磋商的过程。
系统调研方法比较灵活，因人、因系统而异。大致过程可以分为以下几个步骤
来完成：
２０２３／９／９
３．２需求分析
第３章数据库设计技术
· ３．１数据库设计概述
·３．２需求分析
· ３．３数据库结构设计 · ３．４数据库的实施、运行和维护
２０２３／９／９
第三章数据库设计技术
３．１数据库设计概述
◆数据库设计是指在现有的应用环境下，从建立问题的概念模型开始，
逐步建立和优化问题的逻辑模型，最后建立其高效的物理模型，并据 此建立数据库及其应用系统，使之能够有效地收集、存储和管理数据 ，满足用户的各种应用需求。
的。所有这些结果都应该跟用户确认后予以书面形式确定下来。
２０２３／９／９
３．２需求分析
３．２．２需求分析的方法
１．ＳＡ方法
针对数据库设计，形成用户需求的有效表达，这种表达在说明书中多以数据流图、数
据字典等形式来描述。
为建立用户需求的表达，可以采用多种分析方法来完成。这些方法主要包括自顶向下
和自底向上两种方法，其中常采用的方法是自顶向下的结构化分析方法（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＳＡ）。
分析的方法。
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８
３．２需求分析
２．数据流图（ｄａｔａ ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ）
◆ ＳＡ方法只是对问题分析的一种思想，在具体的分析过程中还需要借助其他 的分析工具，这样才能完成对分析过程和结果的记录、对用户需求的表达
系统调研也称项目调研，即把系统开发当作项目来运作，其主要目的是通过接 触用户以了解并最终明确用户的实际需求。这个过程是一个系统分析人员理解
和掌握用户业务流程的过程，是一个需要不断与用户进行沟通和磋商的过程。
系统调研方法比较灵活，因人、因系统而异。大致过程可以分为以下几个步骤
来完成：
２０２３／９／９
３．２需求分析
第３章数据库设计技术
· ３．１数据库设计概述
·３．２需求分析
· ３．３数据库结构设计 · ３．４数据库的实施、运行和维护
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第三章数据库设计技术
３．１数据库设计概述
◆数据库设计是指在现有的应用环境下，从建立问题的概念模型开始，
逐步建立和优化问题的逻辑模型，最后建立其高效的物理模型，并据 此建立数据库及其应用系统，使之能够有效地收集、存储和管理数据 ，满足用户的各种应用需求。
的。所有这些结果都应该跟用户确认后予以书面形式确定下来。
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３．２需求分析
３．２．２需求分析的方法
１．ＳＡ方法
针对数据库设计，形成用户需求的有效表达，这种表达在说明书中多以数据流图、数
据字典等形式来描述。
为建立用户需求的表达，可以采用多种分析方法来完成。这些方法主要包括自顶向下
和自底向上两种方法，其中常采用的方法是自顶向下的结构化分析方法（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＳＡ）。
数据库原理及应用完整教程PPT课件
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
Principles and Applied of Database
第25页/共188页
定义关系模式 (续)
例: 导师和研究生出自同一个域——人， 取不同的属性名，并在模式中定义属性向域 的映象，即说明它们分别出自哪个域： DOM（SUPERVISOR-PERSON） = DOM（POSTGRADUATE-PERSON） =PERSON
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） 或一元关系 • 当n=2时，称该关系为二元关系（Binary relation）
Principles and Applied of Database
第13页/共188页
关系（续）
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
第30页/共188页
2. 关系数据库的型与值 • 关系数据库的型: 关系数据库模式
对关系数据库的描述。
• 关系数据库模式包括
• 若干域的定义 • 在这些域上定义的若干关系模式
• 关系数据库的值: 关系模式在某一时刻对应的关系的集合，简称为关系数据库
Principles and Applied of Database
Principles and Applied of Database
第16页/共188页
关系（续）
码(续) • 主码 若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key） • 主属性 候选码的诸属性称为主属性（Prime attribute） 不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性（ Non-Prime attribute）或非码属性（Non-key attribute）
《数据库原理及应用》教学课件 第三章SQL基础
（1）修改数据库名称。 ALTER DATABASE <数据库名称> MODIFY NAME=数据库新名称
（2）修改数据库中的具体文件。
ALTER DATABASE <数据库名称> ADD FILE(文件格式)[ , … N] [TO FILEGROUP <文件组名>] |ADD LOG FILE(文件格式)[ , … N] |REMOVE FILE <文件逻辑名称> |MODIFY FILE(文件格式) |ADD FILEGROUP <文件组名> |REMOVE FILEGROUP <文件组名> |MODIFY FILEGROUP <文件组名>
15
3.2 数据库基本操作
3.2.3 创建数据库
【例3-1】 创建一个数据库 SRS，数据文 件的逻辑名称为 SRS_Data，存放在 C 盘的 Data 文件夹下，文件名为 ，数据文件的初始 存储空间大小为10 MB，最大存储空间为50 MB，存储空间自动增长量为5%；日志文件 的逻辑名称为 SRS_Log，存放在 C 盘的 Data 文件夹下，文件名为，初始存储空间大小为1 MB，最大存储空间为50 MB，存储空间自动 增长量为10%。
03 面向集合
不同于非关系数据模型使用的面向记录的操作方式，SQL采用的是面向集合的操作方式，其操 作对象、查询结果都是元组的集合。
8
3.1 认识SQL
3.1.2 SQL的特点
04 使用方式灵活
SQL既可以作为独立语言又可以作为嵌入式语言使用。作为独立语言，SQL能够独立地用于联 机交互，用户在窗口键入SQL命令就可以直接对数据库进行操作；作为嵌入式语言，SQL能够嵌入 到多种高级语言程序中以供调用，如C，C++及Java等。
（2）修改数据库中的具体文件。
ALTER DATABASE <数据库名称> ADD FILE(文件格式)[ , … N] [TO FILEGROUP <文件组名>] |ADD LOG FILE(文件格式)[ , … N] |REMOVE FILE <文件逻辑名称> |MODIFY FILE(文件格式) |ADD FILEGROUP <文件组名> |REMOVE FILEGROUP <文件组名> |MODIFY FILEGROUP <文件组名>
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3.2 数据库基本操作
3.2.3 创建数据库
【例3-1】 创建一个数据库 SRS，数据文 件的逻辑名称为 SRS_Data，存放在 C 盘的 Data 文件夹下，文件名为 ，数据文件的初始 存储空间大小为10 MB，最大存储空间为50 MB，存储空间自动增长量为5%；日志文件 的逻辑名称为 SRS_Log，存放在 C 盘的 Data 文件夹下，文件名为，初始存储空间大小为1 MB，最大存储空间为50 MB，存储空间自动 增长量为10%。
03 面向集合
不同于非关系数据模型使用的面向记录的操作方式，SQL采用的是面向集合的操作方式，其操 作对象、查询结果都是元组的集合。
8
3.1 认识SQL
3.1.2 SQL的特点
04 使用方式灵活
SQL既可以作为独立语言又可以作为嵌入式语言使用。作为独立语言，SQL能够独立地用于联 机交互，用户在窗口键入SQL命令就可以直接对数据库进行操作；作为嵌入式语言，SQL能够嵌入 到多种高级语言程序中以供调用，如C，C++及Java等。
数据库原理及其应用.ppt
数据库管理系统 （DBMS）
数据定义功能
供用户建立、修改或删除数据库的二维表结构 Create table /index
供用户定义或删除数据库的索引(index)
alter table
向用户提供数据定义语言DDL
drop table/index……
数据操作功能
Select <查询的字段名>
进行数据进行检索和查询，是数据库的主要应用 向用户提供数据定义语言DDL
返回
1.5.2 VFP的两类工作方式
一、交互式工作方式 通过命令窗口和应用界面操作
二、程序执行方式 命令程序文件执行，批运行方式。
1.6 VFP的辅助设计工具
向导
表向导 报表向导
设计器
表设计器 表单设计器
生成器：它规定只对满足条件的记录进行操作 。
WHILE <条件>：从当前记录开始，按记录顺序从上向下处理， 一旦遇到不满足条件的记录，就停止搜索并结束该命令的执行。 TO子句：它控制操作结果的输出去向。
ALL [LIKE/EXCEPT <通配符>]：它指出包括或不包括与通配 符相匹配的文件、字段或内存变量。 IN <别名/工作区>： 它允许在当前工作区操作指定工作区。
数据库系统的特点
数据共享 可控冗余度 数据独立性 数据的结构化
数据库系统与一般文件应用系统性能对照
序号 文 件 应 用 系 统
数据库系统
1
文件中的数据由特定 库内数据由多个用
的用户专用
户共享
每个用户拥有自己的 原则上可消除重复。
2
数据，导致数据重复 为方便查询允许少
存储
量数据重复存储，
但冗余度可以控制
-数据库原理及应用第二版-第3章关系数据库
R.A 1 R.B 1 R.C 1 S.A 1 S.B 1 S.C 1
自然连接是连接中等值连接的特例，是一种 去掉重复属性的等值连接。连接的条件是两 个关系的同名属性。 记作：R*S 班级（班号，班名，班导师） 学生（学号，姓名，性别，班号） 班级*学生
两个重要的连接： 等值连接 θ为“=”，是从关系R和S的广义笛卡尔积中 选取A，B属性值相等的那些元祖。 自然连接 是一种特殊的等值连接，它要求两个关系 中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且 在结果中把重复的属性列去掉。
A和B：分别为R和S上度数相等且可比的属性组。前
连接按连接条件分为：等值连接，大于连接和小于连接。 等值连接：就是指连接条件为等号。 大于连接就是指连接条件为>号 小于连接就是指连接条件为<号。 上述三种不同连接都称为连接，并不去掉重复属性和重复 元组。
R.A=S.A 班级（班号，班名，班导师） 学生（学号，姓名，性别，班号） R和S关系的连接，连接条件是R.A=S.A。运算结果是：
例1：学生实体和专业实体可以用下面的关系表示。
学生（学号，姓名，性别，专业号，出生日期） 专业（专业号，专业名）
例2：学生、课程以及学生与课程之间的选课关系可以用如 下三个关系表示：
学生（学号，姓名，性别，专业号，出生日期）
课程（课程号，课程名，学分） 选课（学号，课程号，成绩）
3.4.3 用户定义的完整性
2、属性 图3-1的学生关系中有学号、姓名、年龄、性别和所在系五 个属性，是一个五元关系。
二维表中的列称为属性（或叫字段），每个属性都有一个名字，称为属性名。 二维表中对应某一列的值称为属性值；二维表中列的个数称为关系的元数。
自然连接是连接中等值连接的特例，是一种 去掉重复属性的等值连接。连接的条件是两 个关系的同名属性。 记作：R*S 班级（班号，班名，班导师） 学生（学号，姓名，性别，班号） 班级*学生
两个重要的连接： 等值连接 θ为“=”，是从关系R和S的广义笛卡尔积中 选取A，B属性值相等的那些元祖。 自然连接 是一种特殊的等值连接，它要求两个关系 中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且 在结果中把重复的属性列去掉。
A和B：分别为R和S上度数相等且可比的属性组。前
连接按连接条件分为：等值连接，大于连接和小于连接。 等值连接：就是指连接条件为等号。 大于连接就是指连接条件为>号 小于连接就是指连接条件为<号。 上述三种不同连接都称为连接，并不去掉重复属性和重复 元组。
R.A=S.A 班级（班号，班名，班导师） 学生（学号，姓名，性别，班号） R和S关系的连接，连接条件是R.A=S.A。运算结果是：
例1：学生实体和专业实体可以用下面的关系表示。
学生（学号，姓名，性别，专业号，出生日期） 专业（专业号，专业名）
例2：学生、课程以及学生与课程之间的选课关系可以用如 下三个关系表示：
学生（学号，姓名，性别，专业号，出生日期）
课程（课程号，课程名，学分） 选课（学号，课程号，成绩）
3.4.3 用户定义的完整性
2、属性 图3-1的学生关系中有学号、姓名、年龄、性别和所在系五 个属性，是一个五元关系。
二维表中的列称为属性（或叫字段），每个属性都有一个名字，称为属性名。 二维表中对应某一列的值称为属性值；二维表中列的个数称为关系的元数。
数据库系统原理与应用第三章
3.2 函数依赖
• 3.2.4 函数依赖的推理规则 传递律 ：
如果A1 A2 A3 An B1 B2 B3 Bm , B1 B2 B3 Bm C1C2C3 Ck , 则：A1 A2 A3 An k C1C2C3 Ck。
3.2 函数依赖
• 3.2.5 属性集的闭包 如何来判断函数依赖关系的蕴含情况， 就需用到闭包的概念：
第四范式
BCNF
第三范式
第二范式 第一范式
3.4 关系模式的规范化
• 3.4.4函数依赖的投影 假设把关系模式R分解成S 和T，F是R中已知 的函数依赖集。计算S中成立的函数依赖关 系的方法： 考虑包含在S中的属性集的每个属性集X，计 算X+。满足下列条件的每个属性B，函数依 赖X→B在关系S中成立。
• B是S的一个属性； • B属于X+; • B部属于X。
240 200 100
3.4 关系模式的规范化
第二范式 如果关系模式R满足第一范式，且 它的每一个非主属性都完全依赖于同一主关键 字，则该R满足第二范式。 项目 代号 项目 名称 项 目 负责人 项目 代号 001 002 001 所需配 配件需 件编号 求量 0003 0002 0006 240 200 100
3.5 多值依赖
• 3.5.2多值依赖的推理规则 传递规则 ：
在某个关系中，如果多值依赖 A1 A2 An B1 B2 Bm 成立， B1 B2 Bm C1C2 Ck 也成立，则多值依赖 A1 A2 An C1C2 Ck 也成立。
3.5 多值依赖
• 3.5.2多值依赖的推
3.1 关系模式的设计问题 数据库设计的标准： 使用灵活方便 数据冗余小 安全可靠 关系型数据库常见的问题：
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数据库原理与应用 第三章 关系数据库基本理论
数 据
广东外语外贸大学 左明辉
库
原
理
与
应
用
.
关系数据库的几个概念
关系数据库 关系数据模型 关系模式 关系
数 据 库 原 理 与 应 用
.
关系数据库
支持关系模型的数据库。
在一个给定的应用领域中，所有实体及实体之间联 系的关系的集合构成一个关系数据库。
非主属性
– 不包含在任何一个候选键中的属性。
数
– 也叫非键属性。
据
库
原
理
与
应
用
.
举例
学生、课程、学生与课程之间的关系模式
– 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） – 课程（课程号，课程名，学分） – 选修（学号，课程号，成绩）
数 据 库 原 理 与 应 用
.
一些基本表示方法
用前面的大写字母A、B、C等表示单个属性。
域是一组具有相同数据类型的值的集合。例:
– 整数
– 实数
– 介于1和10之间的整数
– 长度指定长度的字符串集合
数
据 库
– {‘男’，‘女’}
原 理
– 介于某个取值范围的日期
与 应
同列有相同的域，不同列的域可以相同。
用
.
2.元组、元数和基数
元组
– 关系表中的一行称为一个元组。
– 一个元组表示实体集中的一个实体。
– 关系数据语言可以分为三类 ：关系代数、元组关 系演算和域关系演算。该三种语言在表达能力上是 完全等价的。
关系代数语言
例如 ISBL
数
元组关系演算语言
例如 APLHA，QUEL
据
关系数据语言 关系演算语言
库 原 理
域关系演算语言
例如 QBE
具有关系代数和关系演算双重特点的语言 例如 SQL
与
应
关系语言是一种高度非过程化的语言，用户不必请求DBA为其建
– 不能存在两个相同的元组。
元数
数
– 关系中属性的个数
据 库
– 也称为关系的“目”或者“度”
原 理
基数
与 应
– 元组的个数称为基数。
用
.
3.键（Key）
超键
– 在一个关系中，能惟一标识元组的属性或属性集称为关系的超键。
候选键
– 如果一个属性集能惟一标识元组，且又不含有多余的属性，那么这 个属性集称为关系的候选键。
Data Banks”, 《Communication of the ACM》,1970
数 据
– 之后，提出了关系代数和关系演算的概念
库
原 理
– 1972年提出了关系的第一、第二、第三范式
与 应
– 1974年提出了关系的BC范式
用
.
关系模型
关系模型的组成
– 关系数据结构 – 关系操作集合 – 关系完整性约束
– 数据更新
插入、删除、修改
数 据
– 查询的表达能力是其中最主要的部分
库
原
理
与
应
用
.
关系操作集合（续）
2) 关系操作的特点
– 集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。
非关系数据模型的数据操作方式：一次一记录 文件系统的数据操作方式
数 据 库 原 理 与 应 用
.
关系操作集合（续）
3) 关系操作的语言
主键
数 据
– 若一个关系中有多个候选键，则选其中的一个为关系的主键。
库 原
外键
理
– 若一个关系R中包含有另一个关系S的主键所对应的属性组F，则称
与 应
F为R的外键。并称关系S为参照关系，关系R为依赖关系。
用
– 参照关系和依赖关系不一定是不同关系。
.
4.主属性与非主属性
主属性
– 包含在任何一个候选键中的属性。
.
关系模式
关系模式是对关系的描述
元组集合的结构
属性构成
属性来自的域
属性与域之间的映象关系
数 据
元组语义以及完整性约束条件
库 原
属性间的数据依赖关系集合
理
与
应
用
.
关系模式的定义
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
数
D 属性组U中属性所来自的域
据 库
dom 属性向域的映象集合
原 理
F 属性间的数据依赖关系集合
与
应
用
.
定义关系模式 (续)
关系模式通常可以简记为
R (U) 或 R (A1，A2，…，An) R 关系名
A1，A2，…，An 属性名
数
据
注：域名及属性向域的映象常常直接说明为属性的类
库
原
理
型、长度
与
应
用
.
关系模式与关系
关系模式是型，关系是值
关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据。
数 80年代后，关系数据库系统成为最重要、最流行的
据 库
数据库系统。
原
理
与
应
用模型的是美国IBM公
司的E.F.Codd
– 1970年提出关系数据模型
E.F.Codd, “A Relational Model of Data for Large Shared
用
立特殊的存取路径，存取路径的选择由RDBMS的优化机制来完成。
.
3. 关系的三类完整性约束
实体完整性
– 通常由关系系统自动支持
参照完整性
– 早期系统不支持，目前大型系统能自动支持
数 用户定义的完整性
据
库 原 理
– 反映应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领 域中的语义约束
与
应 用
– 用户定义后由系统支持
数 据 库 原 理 与 应 用
.
1. 关系数据结构
单一的数据结构----关系
– 现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来 表示
数据的逻辑结构----二维表
数
– 从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二
据
维表。
库
原
理
与
应
用
.
2.关系操作集合
1) 常用的关系操作
– 查询
选择、投影、连接、除、并、交、差、积
用后面的大写字母W、X、Y、Z表示属性集。
用小写字母表示属性值。
用t表示元组。
数
据 库
主键的属性下面加下划线。
原 理
外键的属性下面加波浪线。
与
应
用
.
基本关系的性质
① 列是同质的（Homogeneous）
每一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
数
其中的每一列称为一个属性
关系模式
对关系的描述，是静态的、稳定的。
关系
数
关系模式在某一时刻的状态或内容，是动态的、随时
据 库
间不断变化的。
原
理 关系模式和关系往往统称为关系，通过上下文加以区别
与
应
用
.
一些基本概念
域（Domain） 元组、元数和基数 键 主属性和非主属性
数 据 库 原 理 与 应 用
.
⒈ 域（Domain）
据 库
不同的属性要给予不同的属性名
原
理
与
应
用
.
基本关系的性质(续)
③ 列的顺序无所谓
列的次序可以任意交换
遵循这一性质的数据库产品(如ORACLE)，增加新属性 时，永远是插至最后一列。
数 但也有许多关系数据库产品没有遵循这一性质，例如
数 据
广东外语外贸大学 左明辉
库
原
理
与
应
用
.
关系数据库的几个概念
关系数据库 关系数据模型 关系模式 关系
数 据 库 原 理 与 应 用
.
关系数据库
支持关系模型的数据库。
在一个给定的应用领域中，所有实体及实体之间联 系的关系的集合构成一个关系数据库。
非主属性
– 不包含在任何一个候选键中的属性。
数
– 也叫非键属性。
据
库
原
理
与
应
用
.
举例
学生、课程、学生与课程之间的关系模式
– 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） – 课程（课程号，课程名，学分） – 选修（学号，课程号，成绩）
数 据 库 原 理 与 应 用
.
一些基本表示方法
用前面的大写字母A、B、C等表示单个属性。
域是一组具有相同数据类型的值的集合。例:
– 整数
– 实数
– 介于1和10之间的整数
– 长度指定长度的字符串集合
数
据 库
– {‘男’，‘女’}
原 理
– 介于某个取值范围的日期
与 应
同列有相同的域，不同列的域可以相同。
用
.
2.元组、元数和基数
元组
– 关系表中的一行称为一个元组。
– 一个元组表示实体集中的一个实体。
– 关系数据语言可以分为三类 ：关系代数、元组关 系演算和域关系演算。该三种语言在表达能力上是 完全等价的。
关系代数语言
例如 ISBL
数
元组关系演算语言
例如 APLHA，QUEL
据
关系数据语言 关系演算语言
库 原 理
域关系演算语言
例如 QBE
具有关系代数和关系演算双重特点的语言 例如 SQL
与
应
关系语言是一种高度非过程化的语言，用户不必请求DBA为其建
– 不能存在两个相同的元组。
元数
数
– 关系中属性的个数
据 库
– 也称为关系的“目”或者“度”
原 理
基数
与 应
– 元组的个数称为基数。
用
.
3.键（Key）
超键
– 在一个关系中，能惟一标识元组的属性或属性集称为关系的超键。
候选键
– 如果一个属性集能惟一标识元组，且又不含有多余的属性，那么这 个属性集称为关系的候选键。
Data Banks”, 《Communication of the ACM》,1970
数 据
– 之后，提出了关系代数和关系演算的概念
库
原 理
– 1972年提出了关系的第一、第二、第三范式
与 应
– 1974年提出了关系的BC范式
用
.
关系模型
关系模型的组成
– 关系数据结构 – 关系操作集合 – 关系完整性约束
– 数据更新
插入、删除、修改
数 据
– 查询的表达能力是其中最主要的部分
库
原
理
与
应
用
.
关系操作集合（续）
2) 关系操作的特点
– 集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。
非关系数据模型的数据操作方式：一次一记录 文件系统的数据操作方式
数 据 库 原 理 与 应 用
.
关系操作集合（续）
3) 关系操作的语言
主键
数 据
– 若一个关系中有多个候选键，则选其中的一个为关系的主键。
库 原
外键
理
– 若一个关系R中包含有另一个关系S的主键所对应的属性组F，则称
与 应
F为R的外键。并称关系S为参照关系，关系R为依赖关系。
用
– 参照关系和依赖关系不一定是不同关系。
.
4.主属性与非主属性
主属性
– 包含在任何一个候选键中的属性。
.
关系模式
关系模式是对关系的描述
元组集合的结构
属性构成
属性来自的域
属性与域之间的映象关系
数 据
元组语义以及完整性约束条件
库 原
属性间的数据依赖关系集合
理
与
应
用
.
关系模式的定义
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
数
D 属性组U中属性所来自的域
据 库
dom 属性向域的映象集合
原 理
F 属性间的数据依赖关系集合
与
应
用
.
定义关系模式 (续)
关系模式通常可以简记为
R (U) 或 R (A1，A2，…，An) R 关系名
A1，A2，…，An 属性名
数
据
注：域名及属性向域的映象常常直接说明为属性的类
库
原
理
型、长度
与
应
用
.
关系模式与关系
关系模式是型，关系是值
关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据。
数 80年代后，关系数据库系统成为最重要、最流行的
据 库
数据库系统。
原
理
与
应
用模型的是美国IBM公
司的E.F.Codd
– 1970年提出关系数据模型
E.F.Codd, “A Relational Model of Data for Large Shared
用
立特殊的存取路径，存取路径的选择由RDBMS的优化机制来完成。
.
3. 关系的三类完整性约束
实体完整性
– 通常由关系系统自动支持
参照完整性
– 早期系统不支持，目前大型系统能自动支持
数 用户定义的完整性
据
库 原 理
– 反映应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领 域中的语义约束
与
应 用
– 用户定义后由系统支持
数 据 库 原 理 与 应 用
.
1. 关系数据结构
单一的数据结构----关系
– 现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来 表示
数据的逻辑结构----二维表
数
– 从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二
据
维表。
库
原
理
与
应
用
.
2.关系操作集合
1) 常用的关系操作
– 查询
选择、投影、连接、除、并、交、差、积
用后面的大写字母W、X、Y、Z表示属性集。
用小写字母表示属性值。
用t表示元组。
数
据 库
主键的属性下面加下划线。
原 理
外键的属性下面加波浪线。
与
应
用
.
基本关系的性质
① 列是同质的（Homogeneous）
每一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
数
其中的每一列称为一个属性
关系模式
对关系的描述，是静态的、稳定的。
关系
数
关系模式在某一时刻的状态或内容，是动态的、随时
据 库
间不断变化的。
原
理 关系模式和关系往往统称为关系，通过上下文加以区别
与
应
用
.
一些基本概念
域（Domain） 元组、元数和基数 键 主属性和非主属性
数 据 库 原 理 与 应 用
.
⒈ 域（Domain）
据 库
不同的属性要给予不同的属性名
原
理
与
应
用
.
基本关系的性质(续)
③ 列的顺序无所谓
列的次序可以任意交换
遵循这一性质的数据库产品(如ORACLE)，增加新属性 时，永远是插至最后一列。
数 但也有许多关系数据库产品没有遵循这一性质，例如