数据库原理-第二讲
2 4 4 4 4 4 4
c d d d c c c
b a a b a a b
2.3.2 专门的关系运算
专门的关系运算包括选择、投影、连接、除等， 此类运算不仅涉及行而且涉及列。
⒈选择（Selection）：选择又称为限制 （Restriction）。它是在关系R中选择满足给 定条件的诸元组，记作： σF(R) = {t|t∈R ∧ F(t)='真'} 其中F表示选择条件，它是一个逻辑表达式。 选择运算实际上是从关系R中选取使逻辑表达 式F为真的元组。
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码属性 （Non-Key Attribute）
2.2.1 关系
关系（Relation）——笛卡尔集的子集
关系可以有三种类型:基本关系（通常又称
为基本表或基表）、查询表和视图表。
基本表是实际存R-（R-S）
交运算
R A B a 2 a 4 S A B a a b 4 6 4 R∩S
C c
d
C
d d c
A a b
B 4 4
C d c
b
4
c
2.3.1 传统的集合运算
⒋ 广义笛卡尔积（Extended Cartesian Product）：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(n+m)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，则关系R和关系S的广义笛卡尔积有k1×k2 个元组。记作：
2.2.2 关系模式
关系模式通常可以简记为:R(A1, A2, …, An)。 其中R为关系名，A1, A2, …, An为属性名。而 域名及属性向域的映象常常直接说明为属性的 类型、长度。
关系数据库中的关系与关系模式
关系模式是型，是对关系的描述，关系模式是静态
的、稳定的
关系是值，是动态的、随时间不断变化的
象集
R
A a a b B 2 2 4 C c d c
(a,2)在R中
的象集
C c
d
a
6
d
2.3.1 传统的集合运算
传统的集合运算是二目运算，包括并、交、差、 广义笛卡尔积四种运算。将关系看成元组的集 合，其运算是从关系的“水平”方向即行的角 度来进行。
⒈并（Union）：设关系R和关系S具有相同的目 n（即两个关系都有n个属性），且相应的属性 取自同一个域，则关系R与关系S的并由属于R或 属于S的元组组成。其结果关系仍为n目关系。 记作： R∪S={t|t∈R∨t∈S}
2.3.2 专门的关系运算
逻辑表达式 F 由逻辑运算符连接各算术表达式组 成。算术表达式的基本形式为：
X1θY1 其中θ表示比较运算符，它可以是>，>=，<，<=， =或#。X1，Y1等是属性名，或为常量，或为简单 函数，属性名也可以用它的序号来代替。（但不 建议使用）
选择运算举例
设有一个学生-课程关系数据库， 包括学生关系Student、课程关 系Course和选修关系SC。下面 的许多例子将对这三个关系进 行运算。 Student
本章的重点内容之一
2.1 关系模型概述
介于关系代数和关系演算之间的语言SQL （Structured Query Language）
是集查询、DDL、DML和DCL于一体的关系数据 语言
是关系数据库的标准语言。充分体现了关系数 据语言的特点和优点
本章及本课程的重点内容之一
2.2 关系数据结构及形式化定义
关系操作
关系模型中常用的关系操作包括查询和更新两大 部分，其中:
查询操作包括：
选择（Select） 投影（Project） 连接（Join） 除（Divide） 并（Union） 交（Intersection） 差（Difference）等； 更新操作包括: 增加（Insert）、删除（Delete）、修改（Update）
数据库原理
主讲教师：任一支
数据库系统的三级模式结构
应用A 应用B 应用C 应用D
外模式1
外模式2
外模式/模式映象 模式 模式/内模式映象 内模式 数据库
外模式3
物理独立性和逻辑独立性 传统数据库课程的两个理论支撑
关系模型 并发与事务
现代数据库关键技术
海量数据计算
数据挖掘（人工智能）
这里R表示关系的名字，n是关系的目或度
（Degree）。
关系中的元素称为元组
由于域可以相同，为了加以区分，必须对每列
起一个名字，称为属性
2.2.1 关系
关系（Relation）——笛卡尔集的子集
候选码（Candidate Key）：关系中能唯一地
标识一个元组的某一属性或属性组
若一个关系有多个候选码，则选定其中一个 为主码（Primary key）
5)行的次序可以任意交换
6)每一个分量都必须是不可分的数据项。
2.2.2 关系模式
定义2.4 关系的描述称为关系模式（Relation Schema）。一个关系模式应当是一个五元组。它 可以形式化地表示为：R(U, D, DOM, F)。其中R 为关系名，U为组成该关系的属性名集合，D为属 性组U中属性所来自的域，DOM为属性向域的映象 集合，F为属性间数据的依赖关系集合。
查询的表达能力是其中最主要的部分。
2.1 关系模型概述
关系操作的特点:
一次一集合（set-at-a-time）的操作方式。 操作的对象和结果都是集合，相应地，非关系 数据模型的数据操作方式则为一次一记录 （record-at-a-time ）的方式。
存取路径对用户透明。用户只需指出“干 什么”或“找什么”，而不必说明“怎么干” 或“怎么找”，具有高度的非过程化。
关系是一张二维表，是元组的集合
关系模式指出了这个元组集合的结构
2.3 关系代数
关系代数是一种抽象的查询语言，用对关系的 运算来表达查询，作为研究关系数据语言的数 学工具。 关系代数的运算对象是关系，运算结果亦为关 系。关系代数用到的运算符包括四类：集合运 算符、专门的关系运算符、算术比较符和逻辑 运算符 比较运算符和逻辑运算符是用来辅助专门的关 系运算符进行操作的，所以关系代数的运算按 运算符的不同主要分为传统的集合运算和专门 的关系运算两类。
基数 域中所包含的值的个数（用m表示）
例：D2={男，女}，D2是域名； “男，女” 是域值；域的基数m＝2
2.2.1 关系
笛卡尔积（Cartesian Product）
定义2.2 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＝
差运算
R A B a 2 a b 4 4 C c d c S A B a 4 C d
R-S A B C a 2 c
a
b
6
4
d
c
S-R A B C a 6 d
2.3.1 传统的集合运算
交（Intersection）：设关系R和关系S具 有相同的目n，且相应的属性取自同一个域， 则关系R与关系S的交由既属于R又属于S的 元组组成。其结果关系仍为n目关系。记作： R∩S={t|t∈R∧t∈S}
并运算
R A B a 2 a b 4 4 C c d c S A B a 4 C d
R∪S A B C a
a b a
2
4 4 6
c
d c d
a
b
6
4
d
c
2.3.1 传统的集合运算
差（Difference） ：设关系R和关系S具 有相同的目n，且相应的属性取自同一个 域，则关系R与关系S的差由属于R而不属 于S的所有元组组成。其结果关系仍为n 目关系。记作： R－S={t|t∈R∧t∈S}
在关系模型中，无论是实体还是实体之间的联 系均由单一的结构类型——关系（表）来表示。
关系模型建立在集合代数的基础上
本节内容： 2.2.1 关系 2.2.2 关系模式 2.2.3 关系数据库
2.2.1 关系
域（Domain）
定义2.1 域是一组具有相同数据类型的值
的集合 在关系中用域表示属性的取值范围 例：长度小于20的字符串的集合；{0,1}； 整数等
据的逻辑表示。
视图表是由基本表或其他视图表导出的表，
是虚表
查询表是查询结果对应的表。
2.2.1 关系
关系（Relation）——笛卡尔集的子集
关系的性质
1)每一列中的分量来自同一个域 2)不同的列可出自同一个域，称其中的每
一列为一个属性，不同的属性要给予不同 的属性名
3)列的次序可以任意交换 4)任意两个元组不能完全相同
第二章 关系数据库
2.1 关系模型概述
2.2 2.3
关系数据结构及形式化定义 关系代数
2.4
2.5
关系的完整性
关系演算（自学）
2.1 关系模型概述
关系模型由三部分组成
关系数据结构—关系数据库中的数据对用 户来说是表（关系），并且只是表
关系完整性约束—关系数据库中的表满足 一定的完整性约束
关系代数运算符表
运算符 ∪ ∩ X 含义 运算符 > >= < <= = # ∧ ∨ 含义 大于 大于等于 小于 小于等于 等于 不等于 与 或 并 差 比 较 交 广义迪卡尔 运算符 积 选择 投影 连接 除
集合 运算符
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数据库原理二章节关系数据库
GET W (o) 目标表为选课关系SC中的属性CNO，代表所有被选修的课程号码,
查询结果自动消去重复行。
2）条件查询
由冒号后面的逻辑表达式给出查询条件，在表达式中可以使用 如下三类运算符：
① 比较运算符：>，≥，<，≤，=等于，≠； ② 逻辑运算符：∧（与）,∨（或）,┐（非） ③ 表示执行次序的括号：（）
例3：查询S3同学所选课程名
RANGE SC X Course CX
GET W (ame):X CX (o=o∧X.Sno=’S3’)
此查询涉及两个关系，对两个关系（Course和SC）作用存 在量词，所以用了两个元组变量。
例4：查询至少选修一门其先行课为6号课程的学生名字
象集Zx 给定一个X和关系R（X，Z）， Z为属性组。 当t[X]=x时，x在R中的象集（Images Set）为： 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
x1在R中的象集 Zx1 ={Z1，Z2，Z3}，
x2在R中的象集 Zx2 ={Z2，Z3}，
例3：查询信息系(IS)或计算机系(CS)的男学生
GET W (Student): (Student.Sdept='IS‘ V Student.Sdept=‘CS‘)∧ Student. Ssex = ‘男’
3）排序检索
例1：查询S3同学所选课程号及成绩，并按成绩降序排列。
GET W (O,SC.SCORE):SC.SNO=’S3’ DOWN SC.SCORE
关系代数小结
传统的集合运算
并、差、交、笛卡尔积
专门的关系运算
选择、投影、连接、除
5种基本运算
查询结果自动消去重复行。
2）条件查询
由冒号后面的逻辑表达式给出查询条件，在表达式中可以使用 如下三类运算符：
① 比较运算符：>，≥，<，≤，=等于，≠； ② 逻辑运算符：∧（与）,∨（或）,┐（非） ③ 表示执行次序的括号：（）
例3：查询S3同学所选课程名
RANGE SC X Course CX
GET W (ame):X CX (o=o∧X.Sno=’S3’)
此查询涉及两个关系，对两个关系（Course和SC）作用存 在量词，所以用了两个元组变量。
例4：查询至少选修一门其先行课为6号课程的学生名字
象集Zx 给定一个X和关系R（X，Z）， Z为属性组。 当t[X]=x时，x在R中的象集（Images Set）为： 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
x1在R中的象集 Zx1 ={Z1，Z2，Z3}，
x2在R中的象集 Zx2 ={Z2，Z3}，
例3：查询信息系(IS)或计算机系(CS)的男学生
GET W (Student): (Student.Sdept='IS‘ V Student.Sdept=‘CS‘)∧ Student. Ssex = ‘男’
3）排序检索
例1：查询S3同学所选课程号及成绩，并按成绩降序排列。
GET W (O,SC.SCORE):SC.SNO=’S3’ DOWN SC.SCORE
关系代数小结
传统的集合运算
并、差、交、笛卡尔积
专门的关系运算
选择、投影、连接、除
5种基本运算
数据库完整第2章ppt课件
但实际中，常把二者统称为关系
18
3、关系数据库
➢ 在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用 关系来表示的。在一个给定的现实世界领域中 ，相应于所有的实体及实体之间的联系的关系 集合构成一个关系数据库。
➢ 关系数据库也有型和值之分。型称为关系数据 库模式，是对关系数据库的描述，定义了域和 域间的关系模式，值称为关系数据库。
RS
和添加可通过并运算实现。
32
2. 差（Difference）
➢ 关系R与关系S的差由属于R而不属于S的所有元组组
成，即R中删去与S中相同的元组，组成一个新关系，
其结果仍为n目关系。记作：
R-S={t|t∈R∧┐t∈S}
RS
➢ 通过差运算，可实现关系数据库
记录的删除。
33
3. 交（Intersection）
R：关系名 U：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：属性间数据的依赖关系集合。
简记为：R（U）或 R(A1，A2, … An) R为关系名；An为属性名
17
关系是值，是关系模式在某一时 刻的状态或内容，动态的、随时 间不断变化 关系模式是型，关系模式是静态 的，稳定的
关系操作
集合
非关系 数据模 型的数 据操作 模式为 一次一 记录的 方式
关系操作(查询)：选择、投影、 连接、除、并、交、差
关系操作(修改)：增、删、改
5
2.1 关系数据库概述
关系模型中的关系操作：关系代数和关系演算
三
者
关系代数：用关系运算表达查询要求
等
价
关系演算：用谓词表达查询要求
， 评
估
关系代数语言
第2章 关系数据库
18
3、关系数据库
➢ 在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用 关系来表示的。在一个给定的现实世界领域中 ，相应于所有的实体及实体之间的联系的关系 集合构成一个关系数据库。
➢ 关系数据库也有型和值之分。型称为关系数据 库模式，是对关系数据库的描述，定义了域和 域间的关系模式，值称为关系数据库。
RS
和添加可通过并运算实现。
32
2. 差（Difference）
➢ 关系R与关系S的差由属于R而不属于S的所有元组组
成，即R中删去与S中相同的元组，组成一个新关系，
其结果仍为n目关系。记作：
R-S={t|t∈R∧┐t∈S}
RS
➢ 通过差运算，可实现关系数据库
记录的删除。
33
3. 交（Intersection）
R：关系名 U：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：属性间数据的依赖关系集合。
简记为：R（U）或 R(A1，A2, … An) R为关系名；An为属性名
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关系是值，是关系模式在某一时 刻的状态或内容，动态的、随时 间不断变化 关系模式是型，关系模式是静态 的，稳定的
关系操作
集合
非关系 数据模 型的数 据操作 模式为 一次一 记录的 方式
关系操作(查询)：选择、投影、 连接、除、并、交、差
关系操作(修改)：增、删、改
5
2.1 关系数据库概述
关系模型中的关系操作：关系代数和关系演算
三
者
关系代数：用关系运算表达查询要求
等
价
关系演算：用谓词表达查询要求
， 评
估
关系代数语言
第2章 关系数据库
数据库系统原理第二章上PPT课件
第2章 数据模型
概念模型能够方便、 准确地表示出信息世 界中的常用概念。 概念模型的表示方法很多， 最常用的是 P．P．S．Chen于1976年提出的实体-联系方法 (Entity―Relationship) 既用E―R图来描述现实世界的概念模型（也称 为E―R模型）。
第2章 数据模型
实体―联系(E―R) 模型: 现实世界由一组称作实体的基本对象及这些对 象间的联系组成。
第2章 数据模型
例如， 全体学生是一个实体集， 全部课程 也是一个实体集。 实体集可以相交。
例如， 某些教师在本校在职学习， 那么他 们既是教师， 也是学生， 学生实体集和教师实体集是相交的。
第2章 数据模型
2． 属性(attribute) 实体具有的若干特征。 实体通过一组属性来表示， 例如学生具有姓名、 学号等属性。 每个属性都有其取值的范围， 在E-R模型中称 为域。 例如， “姓名”的域是10字符组成的所有字符 串的集合， 属性“学号：的域是所有6位正整数的集合。
4． 键(key) 如何相互区别给定实体集中的实体或给定 联系集中的联系？ (1) 实体集的超键--能够惟一标识实体的属性或属性组称为实 体集的超键。
例如， 实体集课程的课程号属性可以将不同 课程区分开来， 因此， 课程号是一个超键。
第2章 数据模型
第2章 数据模型
2.1 实体联系模型 2.2 关系模型 习题2
第2章 数据模型
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
第2章 数据模型
2.1 实体―联系模型
根据模型应用的不同目的， 分为两个层次: 1、概念模型（信息模型）---按用户的观点对 数据和信息建模， 主要用于数据库设计; 2、数据模型----按计算机系统的观点对数据建 模， 主要用于DBMS的实现。 (网状模型、 层次模型、 关系模型、对象模型）
数据库原理2 关系数据库.ppt
属性，不同属性(列)给不同属性名；
3. 列的顺序可任意交换； 4. 任意两个元组不能完全相同； 5. 行的顺序可任意交换； 6. 每一分量是不可分的数据项。
记忆方法：三列两行一分量。
注意：在许多实际关系数据库产品中，基
本表并不完全具有这六条性质，例如， 有的数据库产品（如FoxPro）仍然区分 了属性顺序和元组的顺序；许多关系数 据库产品中，例如Oracle，FoxPro等，它 们都允许关系表中存在两个完全相同的 元组。
三种具有相同表达能力的抽象查询语言：
关系代数 元组关系演算语言 域关系演算语言
ISBL ALPHA，QUEL QBE
SQL则是介于关系代数和关系演算之间的 标准查询语言。
由IBM提出，是应用得最广泛的关系数据 库标准语言。
三. 关系的三类完整性约束条件 关系模型必须满足：实体完整性和参照完
整性约束。
则D1×D2×… ×Dn的基数为： |D1|×|D2|×… ×|Dn|
3. 关系
定义2.3 D1×D2×… ×Dn的任意子集叫 做在域D1,D2,… ,Dn上的关系，可记做：
R(D1,D2,… ,Dn)，R为关系名，n是关系的 目或度(degree)。
注意：
1. 这里的“子集”是“任意子集”，包括 空集。
例如学生选课关系“选修（学号，课程号， 成绩）”中，“学号、课程号”为主码， 则“学号”和“课程号”都不能取空值， 而不是整体不为空。
实体完整性可以引申一下，主码也不能取 重复值。
有关实体完整性的说明：
(1)实体完整性规则是针对基本关系而言的。 一个基本表通常对应现实世界的一个实 体集。(名字怎么来的）
数据库系统原理(第2章)
第二章 关系数据库
3. 列的顺序可任意交换； 4. 任意两个元组不能完全相同； 5. 行的顺序可任意交换； 6. 每一分量是不可分的数据项。
记忆方法：三列两行一分量。
注意：在许多实际关系数据库产品中，基
本表并不完全具有这六条性质，例如， 有的数据库产品（如FoxPro）仍然区分 了属性顺序和元组的顺序；许多关系数 据库产品中，例如Oracle，FoxPro等，它 们都允许关系表中存在两个完全相同的 元组。
三种具有相同表达能力的抽象查询语言：
关系代数 元组关系演算语言 域关系演算语言
ISBL ALPHA，QUEL QBE
SQL则是介于关系代数和关系演算之间的 标准查询语言。
由IBM提出，是应用得最广泛的关系数据 库标准语言。
三. 关系的三类完整性约束条件 关系模型必须满足：实体完整性和参照完
整性约束。
则D1×D2×… ×Dn的基数为： |D1|×|D2|×… ×|Dn|
3. 关系
定义2.3 D1×D2×… ×Dn的任意子集叫 做在域D1,D2,… ,Dn上的关系，可记做：
R(D1,D2,… ,Dn)，R为关系名，n是关系的 目或度(degree)。
注意：
1. 这里的“子集”是“任意子集”，包括 空集。
例如学生选课关系“选修（学号，课程号， 成绩）”中，“学号、课程号”为主码， 则“学号”和“课程号”都不能取空值， 而不是整体不为空。
实体完整性可以引申一下，主码也不能取 重复值。
有关实体完整性的说明：
(1)实体完整性规则是针对基本关系而言的。 一个基本表通常对应现实世界的一个实 体集。(名字怎么来的）
数据库系统原理(第2章)
第二章 关系数据库
数据库原理第2章精品PPT课件
2.1.3 逻辑结构设计
1.关系模型数据结构 主属性：所有候选码中的属性。 例题：指出关系模式：成绩表（学号，姓名，课程号，成绩）的 主属性和非主属性。注：学生无同名。 这里的候选键有： （学号，课程号），（姓名，课程号）。则这 些属性都是主属性。“成绩”为非主属性 超码（键） ，候选码（键） ，主码（键）的异同点： 相同：都可以唯一标识一个元组。 区别：是否有多余的属性。主码和候选码中的属性都是必要的。 （6）关系数据库：由一个或一个以上的“关系”彼此关联组成的 数据集合可称为关系数据库（Relational Data Base）。 “关系 ”之间的联系是通过“关系”之间的主码，外码关联的
2.1.3 逻辑结构设计
1.关系模型
数据模型是在“数据”的意义或层面上描述事物及其联系 。而非“概念”上的层面，更能反映事物的“逻辑”性质。
数据模型由数据结构，数据操作和完整性约束三部分构 成。在关系数据库里，数据模型即关系模型。
学生表（学生关系）
学号
姓名
系名
班主任教工号
001
张三
计算机
999
002
2.1.2 概念结构设计
1. 概念模型中用于描述数据的结构的概念 ②多对多联系，实体集A中每个实体和实体集B中任意多个实
体有联系（0个到多个），反之亦然，则称为多对多（m:n ）联系。
1.5.2 概念结构设计
2. 概念模型中数据的结构用 “实体-联系”图（E-R图）表 示，图中有3个主要的元素，即实体集、属性和联系，它们分 别用“矩形”、“椭圆形”、“菱形”框表示。
2.1.3 逻辑结构设计
1.关系模型数据结构 （5）码（键）是能唯一标识元组的属性或属性集称为码（ Key） 。 分别是：超码（键），候选码（键）， 主码（键），外码（键 ）。 超码（键）：能唯一确定一个元组的码（键） 。 候选码（键）：能唯一确定一个元组且不包含多余属性的码（键 ）。 主码（键）：被选中作为码（键）的候选码（键） 。 例子：学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 学号+姓名 是一个超码，但不是候选码。学号 是候选码。如果 姓 名 是唯一的，姓名 也可以是候选码。当前的主码是 学号。
数据库原理第2章PPT课件
R×S = {tr ts |tr R ∧ tsS }
27
28
广义笛卡尔积 (续)
ABC R a1 b1 c1
a1 b2 c2 a2 b2 c1
AB CA BC
a1 b1 c1 a1 b2 c2 a1 b1 c1 a1 b3 c2 a1 b1 c1 a2 b2 c1 R × S a1 b2 c2 a1 b2 c2
课程名 Cname 数据库
数学 信息系统 操作系统 数据结构 数据处理 PASCAL语言
先行课 Cpno
5
1 6 7
6
(b)
学分 Ccredit
4 2 4 3 4 2 4
Course
例9
35
选择（续）
学 号 课程号 成 绩
Sno Cno Grade
95001
1
92
95001
2
85
95001
3
88
95002
连接运算从R和S的广义笛卡尔积R×S中选 取（R关系）在A属性组上的值与（S关系） 在B属性组上值满足比较关系的元组。
44
连接(续)
3）两类常用连接运算
等值连接（equijoin）
什么是等值连接
θ为“＝”的连接运算称为等值连接
等值连接的含义
从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A、B属性
值相等的那些元组，即等值连接为：
57
除(续)
2）除操作是同时从行和列角度进行运算
R
÷
S
3）举例 [例6] (p62)
58
除(续)
A
B
C
BCD
a1
b1
c2
b1 c2 d1
a2
b3
27
28
广义笛卡尔积 (续)
ABC R a1 b1 c1
a1 b2 c2 a2 b2 c1
AB CA BC
a1 b1 c1 a1 b2 c2 a1 b1 c1 a1 b3 c2 a1 b1 c1 a2 b2 c1 R × S a1 b2 c2 a1 b2 c2
课程名 Cname 数据库
数学 信息系统 操作系统 数据结构 数据处理 PASCAL语言
先行课 Cpno
5
1 6 7
6
(b)
学分 Ccredit
4 2 4 3 4 2 4
Course
例9
35
选择（续）
学 号 课程号 成 绩
Sno Cno Grade
95001
1
92
95001
2
85
95001
3
88
95002
连接运算从R和S的广义笛卡尔积R×S中选 取（R关系）在A属性组上的值与（S关系） 在B属性组上值满足比较关系的元组。
44
连接(续)
3）两类常用连接运算
等值连接（equijoin）
什么是等值连接
θ为“＝”的连接运算称为等值连接
等值连接的含义
从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A、B属性
值相等的那些元组，即等值连接为：
57
除(续)
2）除操作是同时从行和列角度进行运算
R
÷
S
3）举例 [例6] (p62)
58
除(续)
A
B
C
BCD
a1
b1
c2
b1 c2 d1
a2
b3
学习数据库知识(第二讲)
学习数据库知识(第二讲)
数据库是现代计算机系统中存储、管理和检索数据的关键组件。本讲将带您 了解数据库的定义、作用以及常见范式。
数据库几种常见的范式
第一范式 (1NF)
确保数据表的每个属性都是原子的，不可再分。消除重复数据。例如，将地址拆分为街道、 城市和邮编。
第二范式 (2NF)
满足第一范式的要求，并且非主属性完全依赖于候选键。消除对主键的部分依赖。例如，将 订单项从订单表中分离。
SQL语句中的SELECT查询语句
1 基本查询
2 条件查询
使用SELECT语句查询表中的数据。
使用WHERE子句根据特定条件过滤数据。
3 排序查询
使用ORDER BY子句按指定的字段对结果进行排序。
• 特点：数据安全性、高效访问、数据一致性、并发处理、容错能力。
SQL语言的基础概念和语法规 则
• SQL：结构化查询语言，用于与数据库进行交互。 • 基础概念：表、字段、行、主键、外键。 • 语法规则：SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等操作。
表的创建和删除操作
1 创建表
使用CREATE TABLE语句定义表结构，指定字段名、数据类型和约束。
第三范式 (3NF)
满足第二范式的要求，并且消除非主键之间的传递依赖。例如，将供应商信息从产品表中分 离。
数据库管理系统的分类和特点
• 关系型数据库管理系统 (RDBMS)：使用表格结构存储数据，具备强 大的数据完整性和一致性控制。
• 非关系型数据库管理系统 (NoSQL)：适用于处理大量非结构化数据， 可提供高扩展性和灵活性。
2 删除表
使用DROP TABLE语句删除表及其所有数据。
数据类型的定义和使用
数据库是现代计算机系统中存储、管理和检索数据的关键组件。本讲将带您 了解数据库的定义、作用以及常见范式。
数据库几种常见的范式
第一范式 (1NF)
确保数据表的每个属性都是原子的，不可再分。消除重复数据。例如，将地址拆分为街道、 城市和邮编。
第二范式 (2NF)
满足第一范式的要求，并且非主属性完全依赖于候选键。消除对主键的部分依赖。例如，将 订单项从订单表中分离。
SQL语句中的SELECT查询语句
1 基本查询
2 条件查询
使用SELECT语句查询表中的数据。
使用WHERE子句根据特定条件过滤数据。
3 排序查询
使用ORDER BY子句按指定的字段对结果进行排序。
• 特点：数据安全性、高效访问、数据一致性、并发处理、容错能力。
SQL语言的基础概念和语法规 则
• SQL：结构化查询语言，用于与数据库进行交互。 • 基础概念：表、字段、行、主键、外键。 • 语法规则：SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等操作。
表的创建和删除操作
1 创建表
使用CREATE TABLE语句定义表结构，指定字段名、数据类型和约束。
第三范式 (3NF)
满足第二范式的要求，并且消除非主键之间的传递依赖。例如，将供应商信息从产品表中分 离。
数据库管理系统的分类和特点
• 关系型数据库管理系统 (RDBMS)：使用表格结构存储数据，具备强 大的数据完整性和一致性控制。
• 非关系型数据库管理系统 (NoSQL)：适用于处理大量非结构化数据， 可提供高扩展性和灵活性。
2 删除表
使用DROP TABLE语句删除表及其所有数据。
数据类型的定义和使用
第二讲 数据库完整性
（修改元组 = 删除元组 + 插入元组）
20
武汉大学国际软件学院
主 键 和 实 体 完 整 性
6.
sid
如何选择有效的主键？
enrollment
cno major
enrollment
sid 1 1 2 cno 101 108 105 major No Yes No first Y Y Y
enrollment
26
武汉大学国际软件学院
外 键 和 参 照 完 整 性
3.
实例
例1 两个关系间 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 专业（专业号，专业名） 例2 两个以上的关系间 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）
例3 同一关系 学生2（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）
4. 实体完整性和参照完整性的内容和使用；
5. 不同DBMS产品对标准SQL的支持程度是有差别的。
3
武汉大学国际软件学院
一．完整性控制的实现原理 二．完整性约束条件分类 三. 主键和实体完整性 四. 外键和参照完整性 五. 非过程性约束的实现 六. 过程性约束与触发器
4
武汉大学国际软件学院
完整性控制的 实现原理
sid 1 2 lname Jones Smith fname Allan John class 2 3 telephone 555-1234 555-4321
如果学校不允许重名， 则键为sid,(lname,fname). 可以任选一个作主键 如果学校允许重 名呢？
18
3
5
Brown
White
Harry
sid 1 1 2 cno 101 108 105 major No Yes No time 1 1 1
20
武汉大学国际软件学院
主 键 和 实 体 完 整 性
6.
sid
如何选择有效的主键？
enrollment
cno major
enrollment
sid 1 1 2 cno 101 108 105 major No Yes No first Y Y Y
enrollment
26
武汉大学国际软件学院
外 键 和 参 照 完 整 性
3.
实例
例1 两个关系间 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 专业（专业号，专业名） 例2 两个以上的关系间 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）
例3 同一关系 学生2（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）
4. 实体完整性和参照完整性的内容和使用；
5. 不同DBMS产品对标准SQL的支持程度是有差别的。
3
武汉大学国际软件学院
一．完整性控制的实现原理 二．完整性约束条件分类 三. 主键和实体完整性 四. 外键和参照完整性 五. 非过程性约束的实现 六. 过程性约束与触发器
4
武汉大学国际软件学院
完整性控制的 实现原理
sid 1 2 lname Jones Smith fname Allan John class 2 3 telephone 555-1234 555-4321
如果学校不允许重名， 则键为sid,(lname,fname). 可以任选一个作主键 如果学校允许重 名呢？
18
3
5
Brown
White
Harry
sid 1 1 2 cno 101 108 105 major No Yes No time 1 1 1
数据库系统原理教学课件-02.ppt
Candidate key 若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元
组，则称该属性组为候选码 最简单的情况：候选码只包含一个属性
全码
All-key 最极端的情况：关系模式的所有属性组是这个关
系模式的候选码，称为全码
34
主码
Primary key 若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主
SP E C IA L IT Y 计算机专业 计算机专业 计算机专业 信息专业 信息专业 信息专业 计算机专业 计算机专业 计算机专业 信息专业 信息专业 信息专业
PO ST G R A DU AT E 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏
29
关系
Relation D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，
码
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
ER模型和关系模型
1
数据库系统的体系结构（模式结构）
用户1 用户2
用户3 用户4
外模式1 •••••• 外模式2
概念模式 内模式 数据库
形成？
2
构建数据库模式的过程
现实世界
使用概念层 数据模型
统一的概念描述 数据库模式
使用组织层 数据模型
3
概念层次数据模型
面向用户、面向现实世界的数据模型 抽象现实系统中有应用价值的元素及其
SUPERVISOR 张清玫 张清玫 刘逸
表2.2 SAP关系
SPECIALITY 信息专业 信息专业 信息专业
POSTGRADUATE 李勇 刘晨 王敏
32
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，
组，则称该属性组为候选码 最简单的情况：候选码只包含一个属性
全码
All-key 最极端的情况：关系模式的所有属性组是这个关
系模式的候选码，称为全码
34
主码
Primary key 若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主
SP E C IA L IT Y 计算机专业 计算机专业 计算机专业 信息专业 信息专业 信息专业 计算机专业 计算机专业 计算机专业 信息专业 信息专业 信息专业
PO ST G R A DU AT E 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏
29
关系
Relation D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，
码
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
ER模型和关系模型
1
数据库系统的体系结构（模式结构）
用户1 用户2
用户3 用户4
外模式1 •••••• 外模式2
概念模式 内模式 数据库
形成？
2
构建数据库模式的过程
现实世界
使用概念层 数据模型
统一的概念描述 数据库模式
使用组织层 数据模型
3
概念层次数据模型
面向用户、面向现实世界的数据模型 抽象现实系统中有应用价值的元素及其
SUPERVISOR 张清玫 张清玫 刘逸
表2.2 SAP关系
SPECIALITY 信息专业 信息专业 信息专业
POSTGRADUATE 李勇 刘晨 王敏
32
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，
(数据库原理)第2章 数据库系统结构
概念设计与逻辑设计术语间的对应关系
实体
属性 实体集 实体标识符
记录
字段（数据项） 文件 关键码
数据描述有两种形式
（1）物理描述：物理数据描述指数据在存储设备上 的存储方式的描述，物理数据是实际存放在存储 设备上的数据。 （2）逻辑描述：逻辑数据描述指程序员或用户用以 操作的数据形式的描述，是抽象的概念化数据。 数据管理软件的功能之一是把物理数据和逻 辑数据相互转化。
2.1数据模型
2.2数据库系统结构 本章小结
习 题
1.数据描述
概念设计中的数据描述 逻辑设计中的数据描述 物理存储中的数据描述
概念设计中的数据描述
（1）实体（Entity）：客观存在、可以互相区别的 事物称为实体。例一名学生、一间教室、一辆汽 车等。 （2）实体集（Entity Set）：性质相同的同类实体 的集合，称为实体集。所有学生、所有汽车等。 （3）属性（Attribute):实体有很多特性，每一个特 性称为一个属性。例如学生的学号、姓名、年龄、 成绩等都是学生的属性。 （4）实体标识符（Identifier)：能唯一标识实体的 属性或属性集，称为实体标识符，有时也称为关 键码（Key)，学生中的学号可以作为学生实体的 标识符。
逻辑设计中的数据描述
（1）字段（Field）:标记实体属性的命名单位称为 字段，或数据项。与概念设计中数据描述中的属 性相当。 （2）记录（Record）：字段的有序集合称为记录。 与概念设计中数据描述中的实体相当。 （3）文件（File）：同一类记录的集合称为文件。 与概念设计中数据描述中的实体集相当。 （4）关键码（key）：能惟一标识文件中每个记录 的字段或字段集，称为记录的关键码（简称为 键）。
数据模型定义(1)