数据库关系运算(关系代数)

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数据库关系运算理论(1)

数据库关系运算理论(1)

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基本表
查询表
视图
10
(4)关系的规范化性质
列是同质的, ①列是同质的,即每一列中的分量是同一类型的数 来自同一个域。 据,来自同一个域。 不同的列可出自同一个域, ②不同的列可出自同一个域,称其中的每一列为一 个属性, 个属性,不同的属性要给予不同的属性名 ③列的顺序无所谓,即列的顺序可以任意交换。 列的顺序无所谓,即列的顺序可以任意交换。 任意两个元组不能完全相同。 ④任意两个元组不能完全相同。 行的顺序无所谓,即行的顺序可以任意交换。 ⑤行的顺序无所谓,即行的顺序可以任意交换。 分量必须取原子值, ⑥分量必须取原子值,即每个分量必须是不可再分 的数据项。 的数据项。
2)笛卡尔积:给定一组域D 2)笛卡尔积:给定一组域D1,D2,…Dn,这些域中 笛卡尔积 D 可以有相同的。笛卡尔积表示为: 可以有相同的。笛卡尔积表示为: D1╳D2 ╳ … Dn={(d1,d2,…dn)|di∈Di,i=1,2 …n} d n} 其中每一个元素(d 其中每一个元素(d1,d2,…dn)叫做一个n元组, 元素 d 叫做一个n元组, 简称为元组 元素中的每一个值d 叫做一个分量 元组。 分量。 简称为元组。元素中的每一个值di叫做一个分量。
一张二维表。 (1)数据结构:一张二维表。现实世界的实体 以及实体间的联系均用关系(二维表)表示。 以及实体间的联系均用关系(二维表)表示。 关系操作包括 操作。 (2)关系操作包括:查询和更新操作。 关系操作包括:查询和更新操作 查询操作包括:选择、投影、连接、 查询操作包括:选择、投影、连接、 操作。 除、并、交、差等操作。 更新操作包括:增加、删除、修改操作。 更新操作包括:增加、删除、修改操作。 操作 特点: 对象和 都是集合 关系操作的特点 操作对象 结果都是 关系操作的特点:操作对象和结果都是集合

关系代数

关系代数

第二章关系代数教学目的:本章实际上研究的是关系的运算。

学习目的:关系运算是设计关系数据库操作语言的基础,因为其中的每一个询问往往表示成一个关系运算表达式,在我们的课程中,数据及联系都是用关系表示的,所以实现数据间的联系也可以用关系运算来完成。

通过本章学习,应重点掌握:(1)关系数据库的基本概念;(2)如何用关系代数表达式来表达实际查询问题;(3)如何用元组演算表达式来表达实际查询问题;(4)如何用域演算表达式来表达实际查询问题;(5)如何将关系代数表达式转换为元组演算表达式或转换为域演算表达式。

了解和掌握关系数据结构中涉及到的域、笛卡儿积、关系模式等有关内容的含义;掌握关系的实体完整性和参照完整性的定义;掌握关系代数中的并、交、差、笛卡儿积运算,以及选择、投影和连接运算。

教学重点:关系的实体完整性和参照完整性的定义;关系代数中的并、交、差、笛卡儿积运算,以及选择、投影和连接运算。

教学难点:关系代数中的并、交、差、笛卡儿积运算,以及选择、投影和连接运算。

教学方法:实例法教学内容:如下:关系模型关系模型是一种简单的二维表格结构,每个二维表称做一个关系,一个二维表的表头,即所有列的标题称为一个元组,每一列数据称为一个属性,列标题称估属性名。

同一个关系中不允许出现重复元组和相同属性名的属性。

1.关系模型组成关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。

关系操作分为两大部分如图所示。

2.关系操作的特点关系操作的特点是操作对象和操作结果都是集合。

而非关系数据模型的数据操作方式则为一次一个记录的方式。

关系数据语言分为三类: (1)关系代数语言:如ISBL ;(2)关系演算语言:分为元组关系演算语言(如Alpha ,Quel)、域关系演算语言(如QBE); (3)具有关系代数和关系演算双重特点的语言:如SQL 。

3.关系数据结构及其形式化定义 (1)域定义 域是一组具有相同数据类型的值的集合。

数据库系统2-7:关系代数的等价变换规则

数据库系统2-7:关系代数的等价变换规则

数据库系统2-7:关系代数的等价变换规则前面介绍的三种关系运算的能力是等价的,它们之间都可以相互等价转换,也都可以转换成关系代数表达式,所以研究关系运算等价变换原则可以从关系代数表达式开始。

关系代数的变换规则记为:E1oE2。

关系代数表达式经过等价变换后,其结果与变换前的关系表达式等价。

常用等价变换规则:1.连接、笛卡儿积的交换律E1XE2o E2XE1E1 >< E2o E2 >< E1 自然连接E1 >F< E2o E2 >F< E1 其中F为连接运算条件2.连接、笛卡儿积结合律设E1、E2、E3为关系代数表达式,F1、F2为连接运算条件。

则(E1XE2)XE3o E1X(E2 XE3)(E1 >< E2)>< E3o E1 >< ( E2 >< E3)(E1 > < F1 E2)>< F2E3o E1 >< F1( E2 >< F2E3)3.投影的串接定律设E为关系代数表达式,Ai(i=1,2,3….n),Bj(j=1,2,3,….m)是属性名,且AiíBj 则 ?A1,A2,…An(?B1,B2,….Bm(E))o?A1,A2,….An(E)4.选择的串接律设E为关系代数表达式,F1、F2为选择条件。

σ-F1(σ-F2( E ) ) o σ-F1ùF2( E )5.选择和投影的交换律a)选择条件只涉及属性Ai(i=1,2,3….n)σ-F(?A1,A2,…An ( E ) ) o?A1,A2,…An(σ-F( E ) )b)选择条件涉及的属性有不属于A1,A2,…An的属性B1,B2,….Bm ,则规则为:?A1,A2,…An( σ-F( E ) ) o?A1,A2,…An( σ-F(?A1,A2,…An,B1,B2,….Bm( E )) ) ?A1,A2,…An(σ-F( E ) )不能等于σ-F(?A1,A2,…An ( E ) ),因为投影时属性A1,A2,…An不包含B1,B2,….Bm ,致使选择时缺乏有关属性B1,B2,….Bm 。

数据库关系运算

数据库关系运算
同的属性名, 但必须出自相同的域集。 R÷S定义形式为: R÷S=πX(R)-πX((πX(R)×S)-R)
第3章 关系运算及关系系统
除法的性质:
(1) R÷S的结果属性是由属于R但不属于S的所有属性
构成的。
(2) R÷S的任一元组都是R中某元组的一部分。 (3) R(X,Y)÷S(Y,Z)≡R(X,Y)÷πY(S)
或构造临时关系T={P2,P4}, 再求
πE#, P#(EP)÷T
第3章 关系运算及关系系统
⑧ 检索参与全部项目职工姓名。
πEN(((πE#, P#(EP))÷πP#(P)) πE#, P#(EP)÷πP#(σE#=′E3′(EP)) E)
⑨ 检索参与项目包含职工E3参与项目的职工号,
或参与项目不包含职工E3所参与项目的职工号及姓名。
第3章 关系运算及关系系统
R÷S=πX(R)-πX((πX(R)×S)-R)
(4) R÷S的计算过程如下:
① T=πX(R);
② W=(T×S)-R;
③ V=πX(W);
④ R÷S=T-V。
【例3.3】 给定关系R和S, 求R÷S。
第3章 关系运算及关系系统
图3.5 除法操作举例
第3章 关系运算及关系系统
然连接。 为了保留更多信息, 还有外连接、 半连接、 外部并-----扩充的关系代数运算。
第3章 关系运算及关系系统
1. 外连接(Outer join) 两个关系 R和 S 作自然连接时, 两个关系
公共属性上值不相等的元组无法进入连接后的
新关系, 造成R和S中部分元组值被舍弃。 有时希望这些该舍弃的元组继续保留在新关系 中-----外连接。
图3.7
S
SC运算结果

关系运算除的概念 -回复

关系运算除的概念 -回复

关系运算除的概念-回复题目:关系运算除的概念及详解引言:关系代数是计算机科学中关系型数据库的基础。

关系运算是关系代数中的一种基本操作,分为除运算、交、差、并、选择、投影、连接和自然连接等多种形式。

本文将详细介绍关系运算除的概念、用法以及相关示例。

一、概念解析:关系运算除是指在关系模型中,将两个关系R和S进行运算,得到一个新的关系,并且该关系中的每个元组在R中均出现,但是不在S中出现。

也就是说,除运算是找出在一个关系中但不在另一个关系中的元组。

除运算的结果是一个新的关系,其中包含了符合条件的元组。

二、除运算的符号和语法:除运算通常用符号“÷”表示。

在关系中,除运算的语法可以表示为:R÷S,其中R和S是两个关系。

三、除运算的实例分析:为了更好地理解除运算的概念,我们以一个具体的示例进行分析。

假设有以下两个关系表:R:A B1 a2 b3 c4 dS:C D1 x2 y3 z现在我们要进行R÷S运算。

1. 首先,我们需要找出关系R中的每个元组在关系S中是否存在。

根据示例表格,可以发现R中的A列对应的值1、2、3都存在于S关系的C 列中。

2. 接下来,我们需要找出关系R中的每个元组是否在关系S中出现。

根据示例,关系R中的A列对应的值4在S关系的C列中不存在。

3. 根据除运算的定义,我们需要找出在R中但不在S中的元组。

所以除运算的结果为:A B4 d四、除运算的计算规则:1. 除运算的结果是一个新的关系,其中包含了符合条件的元组。

2. 除运算的结果关系的属性集合与被除关系相同,即结果关系的属性集合等于被除关系的属性集合。

3. 除运算的结果关系的每个元组在被除关系中均出现,但是不在除数关系中出现。

五、除运算的应用场景:1. 考虑一个学生选课系统,其中有一个学生成绩表和一个课程表。

除运算可以应用于找出没有选课的学生信息。

2. 在生产管理中,除运算可以帮助我们找出没有完成生产的产品。

关系代数表达式总结-数据库

关系代数表达式总结-数据库

关系代数表达式总结一、并例1 求选修了课程号为1或2的课程的学生学号。

分析:可以先求出选修了课程号为1的课程的学生学号,再求出选修了课程号为2的课程的学生学号,最后使用并运算的方法求出选修课程号为1或2的课程的学生学号。

本例也可以使用或条件来表示。

πSno(σCno=’1’(SC))∪πSno(σCno=’2’(SC)) 或πSno(σCno=’1’∨Cno=’2’(SC))二、交例2 检索至少选修课程号为2和3的课程的学生学号。

分析:方法一:只涉及到一个表,但不能直接用∧(为什么?)特别注意,本例不能写为:πSno(σCno=’2’∧Cno=’3’(SC))因为选择运算为行运算,在同一行中Cno不可能既为2,又为3。

第一步:转换(SC×SC)笛卡尔积将垂直的条件展开为水平的条件。

选修课程号为2和3的学生:σ1=4∧2=’2’∧5=’3’(SC×SC)最后取出学生的学号:π1(σ1=4∧2=’2’∧5=’3’(SC×SC))方法二:πSno(σCno=’2’(SC))∩πSno(σCno=’3’(SC))三、差例3 将学生信息(‘95001’,’李勇’,‘男’,20,‘CS’)从Student表删除。

分析:可以将这行数据看成由一个元组构成的表,将Student表与该表进行差运算。

因此,该删除操作可表示为:Student-{‘95001’,’李勇’,‘男’,20,‘CS’}注意:但是当查询涉及到否定或全部值时,上述形式就不能表达了,就要用到差操作或除操作。

例4 求没有选修课程号为2的课程的学生学号。

分析:可以认为是在全部学号中去掉选修课程号为2的课程的学生学号,就得出没有选修课程号为2的学生学号。

由于在并、交、差运算中,参加运算的关系要求是兼容的,故应当先投影,再进行差运算。

πSno(Student)- πSno(σCno=’2’(SC))特别注意,本题不能写为:πSno(σCno≠’2’(SC))。

第三章-关系代数与关系运算

第三章-关系代数与关系运算

第三章关系代数与关系运算关系数据语言有三类:1.关系代数语言2.关系演算语言(元组关系演算语言、域关系演算语言)3.具有关系代数和关系演算双重特点的语言如SQL一.关系代数关系代数:一种抽象的查询语言,是关系数据操纵语言的一种传统表达方式。

用对关系的运算来表达查询。

运算:将一定的运算符作用于一定的运算对象上,得到预期的运算结果运算三要素:运算符、运算对象、运算结果关系代数的运算对象和结果都是:关系关系代数运算符(四类):集合运算符、专门的关系运算符、算术比较符和逻辑运算符集合运算符:并(U)、差(—)、交(∩)传统的集合运算符——从关系的“水平“方向即行的角度来进行专门的关系运算符:广义笛卡尔积(ⅹ)、选择(σ)、投影(π)、连接、除专门关系运算符不仅涉及行而且涉及列比较运算符:>、<、=、≥、≤、≠逻辑运算符:¬∧∨用来辅助专门的关系运算符二.传统的集合运算符传统集合运算符是二目运算符设关系R和S具有相同的目n(即n个属性),且相应的属性取自同一个域1.并(Union)记作:RUS={t|t∈R∨t∈S}结果仍是n目关系,由属于R或S的元组组成。

例:(a)(b)2.差关系R与S的差记作:R-S={t|t∈R∧t∈S} 结果仍是n目,由属于R而不属于S的所有元组组成。

如图E3.交关系R与S的交记作:R∩S = { t | t∈R∧t∈S }结果仍是n目,由即属于R又属于S的所有元组组成。

如图D 可以用差来表示R∩S=R-(R-S)4.广义笛卡尔积两个分别为n目和m目的关系R和S的广义笛卡尔积是一个(m+n)列的元组的集合。

元组的前n列是关系R的一个元组,后m列是关系S的一个元组。

若R有k1个元组,S有k2个元组,那么关系R与S的广义笛卡尔积有k1 x k2个元组,记作R×S = { t r t s | t r∈R∧t s∈S } 结果是m+n目如图例总结:集合运算符主要研究的是元组,即对表中的行进行研究、操作。

数据库——关系运算

数据库——关系运算

3.1 集合运算 刘鹤年编写
(属于R而且也属于S)
第3章 关系代数
喜欢跳舞的学生关系R
Sname
Sex
李敬

高全英

吴秋娟

穆金华

张欣欣

王婷

喜欢唱歌的学生关系S 刘鹤年编写
Sname
Sex
赵成刚

张峰

吴秋娟

穆金华

孙政先

王婷

吕文昆

孙炜

既喜欢跳舞也喜欢唱歌的学生R∩S
Sname
Sex
有相同的域。
则关系R和S的交,将产生一个包含所有既属于R
也属于S的元组的新关系。记作:R∩S。
由于R∩S =R–(R-S),或者R∩S =S–(S-R),
所以R∩S 运算是一个复合运算。
第3章 关系代数
3.1.3 交运算(续)
交操作的示意图,如图3-3所示。
刘鹤年编写
第3章 关系代数
3.1.3 交运算(续)
李敬
16020010 C语言程序设计
李敬
16020011 图像处理
李敬
16020012 网页设计
第3章 关系代数
3.2 特殊的关系运算
3.2 特殊的关系运算 刘鹤年编写
关系数据库是用数学方法处理数据的,关系 间可以进行各种运算,以支持对数据库的各种操 作。我们介绍其中最基本的三种运算:
选择(Selection)
从一组集合的笛卡尔积中,抽取能反映现实世界的, 具有实际意义的子集。该子集即为一个关系。
D1×D2×…×Dn的子集叫做在域D1×D2×…×Dn 上的关系,表示为:
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– F:选择条件,是一个逻辑表达式,基本形式为: [( ] X1θY1 [ )][φ [( ] X2θY2 [ )]]…
• θ:比较运算符(>,≥,<,≤,=或<>) • X1,Y1等:属性名、常量、简单函数;属性名也可以用它
的序号来代替; • φ:逻辑运算符(∧或∨) • [ ]:表示任选项 • …:表示上述格式可以重复下去
a1 b1 c1 a1 a1 b1 c1 a1 a1 b1 c1 a2 a1 b2 c2 a1 a1 b2 c2 a1 a1 b2 c2 a2 a2 b2 c1 a1 a2 b2 c1 a1 a2 b2 c1 a2
BC
b2 c2 b3 c2 b2 c1 b2 c2 b3 c2 b2 c1 b2 c2 b3 c2 b2 c1
2. 差(Difference)
• R和S
– 具有相同的目n – 相应的属性取自同一个域
•R-S
– 仍为n目关系,由属于R而不属于S的所有元组 组成
R -S = { t|tR∧tS }
差(续)
ABC R a1 b1 c1
a1 b2 c2 a2 b2 c1 ABC S a1 b2 c2 a1 b3 c2 a2 b2 c1
(2) A,t[A], A
若A={Ai1,Ai2,…,Aik},其中Ai1,Ai2,…,Aik 是A1,A2,…,An中的一部分,则A称为属性列或 域列。t[A]=(t[Ai1],t[Ai2],…,t[Aik])表示元组t在 属性列A上诸分量的集合。A则表示{A1,A2,…, An}中去掉{Ai1,Ai2,…,Aik}后剩余的属性组。
概述(续)
表 关系代数运算符
运算符 含义 运算符 含义
集 ∪并
比 > 大于
合 -差
较 ≥ 大于等于
运 算

∩ ×


广义笛 卡尔积
算 符
< 小于

小于等于 等于
= 不等于

概述(续)
表 关系代数运算符(续)
运算符 含义 运算符 含义
专门的 关系
运算符
σ 选择 π 投影
连接
÷除
逻辑运 非 算符 ∧ 与
• 元组的前n列是关系R的一个元组 • 后m列是关系S的一个元组
– 行:k1×k2个元组
• R×S = {tr ts |tr R ∧ tsS }
广义笛卡尔积 (续)
ABC R a1 b1 c1
a1 b2 c2 a2 b2 c1
ABC S a1 b2 c2
a1 b3 c2 a2 b2 c1
R×S
பைடு நூலகம்
A B CA
概述(续)
– (3) tr ts R为n目关系,S为m目关系。tr R,tsS, tr ts称为元组的连接。它是一个n + m列的元 组,前n个分量为R中的一个n元组,后m个 分量为S中的一个m元组。
概述(续)
– 4)象集Zx
给定一个关系R(X,Z),X和Z为属性组。当t[X]=x时, x在R中的象集(Images Set)为:
概述(续)
2.关系代数运算的三个要素
运算对象:关系 运算结果:关系 运算符:四类
概述(续)
– 集合运算符
• 将关系看成元组的集合 • 运算是从关系的“水平”方向即行的角度来进行
– 专门的关系运算符
• 不仅涉及行而且涉及列
– 算术比较符
• 辅助专门的关系运算符进行操作
– 逻辑运算符
• 辅助专门的关系运算符进行操作
R-S A B C a1 b1 c1
3. 交(Intersection)
• R和S
– 具有相同的目n – 相应的属性取自同一个域
• R∩S
– 仍为n目关系,由既属于R又属于S的元组组 成 R∩S = { t|t R∧t S } R∩S = R –(R-S)
交 (续)
ABC R a1 b1 c1
Zx={t[Z]|t R,t[X]=x} 它表示R中属性组X上值为x的诸元组在Z上分量的集合。
关系代数
• 概述 • 传统的集合运算 • 专门的关系运算
传统的集合运算
•并 •差 •交 • 广义笛卡尔积
1. 并(Union)
• R和S
– 具有相同的目n(即两个关系都有n个属性) – 相应的属性取自同一个域
∨或
概述(续)
4.关系代数运算的分类
传统的集合运算
并、差、交、广义笛卡尔积
专门的关系运算
选择、投影、连接、除
概述(续)
5.表示记号
(1) R,tR,t[Ai] 设关系模式为R(A1,A2,…,An) 它的一个关系设为R。tR表示t是R的一个元组t[Ai]
则表示元组t中相应于属性Ai的一个分量
概述(续)
• R∪S
– 仍为n目关系,由属于R或属于S的元组组成 R∪S = { t|t R∨t S }
并(续)
ABC R a1 b1 c1
a1 b2 c2 a2 b2 c1 ABC S a1 b2 c2 a1 b3 c2 a2 b2 c1
ABC R∪S a1 b1 c1
a1 b2 c2 a1 b3 c2 a2 b2 c1
– 查询
• 选择、投影、连接、除、并、交、差
– 数据更新
• 插入、删除、修改
关系代数
• 概述 • 传统的集合运算 • 专门的关系运算
概述
1. 关系代数 2. 运算的三要素 3. 关系代数运算的三个要素 4. 关系代数运算的分类 5. 表示记号
概述
1.关系代数 一种抽象的查询语言
用对关系的运算来表达查询
第六讲 关系代数理论
关系数据库模型(3)
关系数据库
1. 关系数据模型概述 2. 关系数据模型的结构 3. 关系数据模型的完整性规则 4. 关系代数 5. 关系演算
关系模型
1. 关系数据模型的数据结构 2. 关系数据模型的操纵(运算) 3. 关系数据模型的完整性约束
关系数据操作
• 关系数据模型的操作
a1 b2 c2 a2 b2 c1 ABC S a1 b2 c2 a1 b3 c2 a2 b2 c1
ABC
R ∩ S a1 b2 c2 a2 b2 c1
4. 广义笛卡尔积(Extended Cartesian Product)
•R
– n目关系,k1个元组
•S
– m目关系,k2个元组
• R×S
– 列:(n+m)列的元组的集合
关系代数
• 概述 • 传统的集合运算 • 专门的关系运算
专门的关系运算
• 选择 • 投影 • 连接 •除
1. 选择(Selection)
• 1) 选择又称为限制(Restriction) • 2) 选择运算符的含义
– 在关系R中选择满足给定条件的诸元组 σF(R) = {t|tR∧F(t)= '真'}
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