关系数据库的结构

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2．1关系数据库的结构
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5.模式图（diagram） 定义主码与外码的关联，SQL server 2000 中有功能设置，一旦定义，DBMS 负责进行 参照完整性检查 三． 查询语言 关系代数： 基于集合运算表示表的操作 关系演算： 基于谓词逻辑表示表的操作 商用语言：SQL
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2．1关系数据库的结构
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关系模式及关系定义
关系模式由关系名、属性、域、属性与域之间的映象、 完整性约束、属性间函数依赖定义。一般只取关系名、 属性名表示。 关系模式: R=(A1,A2,…,An), R：关系名 属性名: Ai(1≤i≤n) 属性集: U={A1，A2，... ,An}， R=(U) 关系的目: n, n=1，单元关系, n=2，二元关系
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2．1关系数据库的结构
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四、关系模型的数学定义
1 域定义：值的集合,一组域D1，D2，…，Dn 。 2 笛卡尔积定义: D1×D2×…×Dn =｛(d1,d2,…,dn)｜ i=1,2,…,n｝ di∈Di,
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集合元素: (d1,d2,…,dn) 为n元组。 基数: 若 Di为有限集，mi为Di的取值个数，则笛卡尔 积的基数为： m=Πmi
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2.1 关系数据库的结构
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例如 : 查询数据库90分以上的男学生姓名 关系代数:
Π姓名(σ课程名=“数据库”∧成绩＞90 ∧性别=“男” (学生∞ 选课∞课程)) z 关系演算: ｛t｜∃u∈学生 (∃v∈选课 (∃w∈课程(t［姓 名］=u[姓名］∧u［学号］=v［学号］∧v ［课程号］=w［课程号］∧w［课程名］ =“数据库” ∧ u［性别］=“男” ）｝
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2．1关系数据库的结构
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笛卡尔积为一个二维表。表的行对应一个元组，表的 每列对应一个域。表的行数为m。 例如，给出三个域 D1=男人集合=｛张华，李平｝ D2=女人集合=｛刘琴，许芳｝ D3=儿童集合=｛张立新，李国庆｝ D1×D2×D3 ={ (张华,刘琴,张立新),(张华,刘琴,李 国庆), … ,(李平,许芳,李国庆)} 三个域的元素穷举结合一遍形成的表,共计8行
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2．1关系数据库的结构
每个关系应有一个主码，主码的值不能为null，这 就是实体完整性约束。如果在关系模式中说明了 主码，DBMS可以进行这项检查 例如：学生表学号不为空 z 3．引用完整性约束(referential integrity constraint) 不同关系之间或同一关系的不同元组间的约束。若 关系R中有一个外码（相对于关系S），则R中每个 元组的外码的值必须满足：(1) 或者取空值 (2) 或者 等于S中某个元组的主码值。R与S可以是同一个关 系
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3．交： r∩s ≡ ｛t｜t∈r∧t∈s｝
于s的元组组成, 运算可由并、差运算表示：r∩s ≡ r(r-s)
说明: r和s相同的目n，结果为关系仍为n目,由属于r也属
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4. 笛卡尔积：
r×s ≡ ｛tr⌒ ts｜tr∈r ∧ ts∈s｝
说明:结果为关系是(n + m)目,前n列是r的元组，后m列是 s的元组，区别相同属性加表名为前缀，元组连串, 穷 举性结合
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2．2关系代数基本运算
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学号 98001 98001 98001 98002 98002 98002
选课 课程号 1 2 5 5 1 3
成绩 90 86 92 80 77 94
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2．2关系代数基本运算
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二． 基本集合运算 1．并：r∪s ≡ ｛t｜t∈r ∨ t∈s｝
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2．1关系数据库的结构
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例如：学生表中系别或为空,说明该生尚未分配系, 若非 空，必须是系关系中已存在值
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4．用户定义的完整性约束 用户定义的完整性约束是针对某一具体数据库的约 束条件，由具体应用要求决定。
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例如：成绩的用户定义为0-100, 输入超出,就示错.
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2．1关系数据库的结构
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关系名=(属性1，属性2，…,属性n) 例: 学生=(学号，姓名，年龄，性别，系别) 关系模式表现了型的概念，它代表着表的框 架；关系表现为值的概念,成为关系实例 一个关系模式下可以建立多个关系，例如在学 生关系的关系模式下，可以为全校所有班机各 建一个学生表。表是动态的，是数据库中数据 的快照。 关系数据库是关系的集合，其中每个关系都有 自己的关系模式
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2．1关系数据库的结构
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关系子模式: R=(X), X为｛A1,A2,…,An｝子 集,部分属性形成的投影
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元组投影: ti(X), 元组的部分属性值 一个关系模式下可以建若干个关系, 例如, 学生关系模式下可以建: 学生1, 学生2
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2．1关系数据库的结构
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例如:学生=(学号, 姓名, 年龄, 性别, 系别) 课程=(课程号,课程名, 学分,先行课号) 教师=(职工号,姓名, 职称,年龄, 性别, 系别) 教材=(教材号,书名,作者名,出版号,出版社) 系=(系别,系名, 办公电话, 位置, 职工号) 选课=(学号, 课程号, 成绩) 参考=(课程号,教师号,教材号) 2．关系模式：关系的描述，：关系名和属性 名。
说明: r和s相同的目n，结果为关系仍为n目, 作用是插入操作。
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2．差： r-s ≡ {t |t∈r ∧ t ∉ s｝ 说明: r和s相同的目n，结果为关系仍为n目, 由属于r而不属于s的元组组成, 作用是删除操作, 修改操作：(r-s )∪s‘
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2．2关系代数基本运算
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2．1关系数据库的结构
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关系: 定义为D1×D2×…×Dn的子集，有实际意义。 例如，家庭关系, 同属相关系 关系表示: r或r(R) ， 元组表示: t r=｛t1,t2,…,tm｝ ti∈D1×D2×…×Dn , 1≤i≤m r ⊆ D1×D2×…×Dn 字段表示: Ak(ti) , ti在属性Ak上的取值
2．1 关系数据库的结构
E.F.Codd于70年代初提出关系数据理论，他因此获 得1981年的ACM图灵奖 z 关系理论是建立在集合代数理论基础上的，有着 坚实的数学基础 z 早期代表系统 关系：二维表，由关系名标识。
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－SystemＲ：由IBM研制 －INGRES：由加州Berkeley分校研制
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2．1关系数据库的结构
例如 : 查询数据库90分以上的男学生姓名 z SQL: z select 姓名 from 学生,课程,选课 where 学生.学号=选课.学号 and 课程.课程号=选课.课程号 and 课程名=“数据库” and 性别=“男”
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2．1关系数据库的结构
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主码：定义表时指定一个候选码 外码：本关系的属性集，另一关系的码 全码：表中找不出码, 所有属性组成 主属性：任一候选码中的属性 非主属性：不在任何一个候选码中 注意，确定一个关系侯选码要根据事物的语 义说明。 例如，如果所有学生都不重名，姓名属性也 可作为侯选码。
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目前主流的商业数据库系统
－Oracle，Informix，Sybase，SQL Server，DB2 －Access，Foxpro，Foxbase
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2．1 关系数据库的结构
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一． 数据结构 1．关系与元组(relation and tuple) 关系：二维表，由关系名标识。 元组：表中的一行，称之为n元组 ,记录 关系：二维表，由关系名标识。 属性：表中的一列，属性名标识, 字段 域：属性的取值范围。 码：能够唯一确定一个元组的最小属性集 超码：包含码的属性集 候选码：一个关系的每个码都称候选码
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2．2关系代数基本运算
学生
学号 姓名 性别 98001 张平 98002 王欣 98003 李华 98004 赵岩 男 女 女 男 年龄 19 19 20 18 系别 计算机 计算机 数学 外语
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2．2关系代数基本运算
课程
课程号 课程名 先行课号 1 数据库 5 4 2 数学 6 3 软件工程 5 4 4 操作系统 7 4 5 数据结构 7 4 6 计算机网络 4 3 7 C语言 3 学分
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2．2关系代数基本运算
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关系代数: 一种抽象的查询语言，基于集合 论，是DML的传统表达方式，表达关系的查 询，插入，删除，修改等操作 运算对象: 元组 运算结果: 仍是关系，可以再参与其他关系运 算，由此复合成各种复杂的操作 集合运算：并、交、差、广义笛卡尔积。 专用运算：选择、投影、连接、除、更名、赋 值。
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2．2关系代数基本运算
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五种基本运算: 并、差、笛卡尔积、选择、投影，其他 运算可以用基本运算表示。 关系代数的运算符： 比较运算符： 大于（＞），大于等于（≥），小于 （＜＝），小于等于（≤），等于（=），不等于 （≠）