第二章关系数据库2.1关系数据库概述2.2关系数据结构2.3关系的完整性2.4关系代数2.5关系演算**2.6关系数据库管理系统
第二章关系数据库 2.1关系数据库概述 2.2关系数据结构 2.3关系的完整性 2.4关系代数 2.5关系演算** 2.6关系数据库管理系统
2.1关系数据库概述·关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统·关系理论是建立在集合代数理论基础上的，关系的定义和各种操作运算可以用集合代数给出·关系模型的三要素一关系数据结构：二维表一关系操作：选择、投影、连接、除、并，交、差等查询以及增、删、改一完整性约束：实体、参照、自定义
2.1关系数据库概述 • 关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统 • 关系理论是建立在集合代数理论基础上的，关系 的定义和各种操作运算可以用集合代数给出 • 关系模型的三要素 – 关系数据结构：二维表 – 关系操作：选择、投影、连接、除、并，交、差等查 询以及增、删、改 – 完整性约束 ：实体、参照、自定义
关系数据语言关系代数语言ISBL关系演算语言元组关系演算语言ALPHA, QUEL域关系演算语言QBE具有关系代数和关系演算双重特点的语言SQL
关系数据语言 • 关系代数语言 ISBL • 关系演算语言 – 元组关系演算语言 ALPHA，QUEL – 域关系演算语言 QBE • 具有关系代数和关系演算双重特点的语言 SQL
2.2关系数据结构·2.2.1关系一域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。值的个数称为域的基数笛卡儿乘积：给定一组域：D1，D2，......Dn，域可以相同，定义D1D2......Dn的笛卡儿乘积为：D1 XD2X...... XDn=((dl, d2, ......dn) ldiEDi, i=1,2，....n2；（dl，d2，......dn）称为一个元组-关系(Relation)：笛卡儿乘积D1XD2×.....XDn的任一子集D'，称作D1，D2，......Dn上的关系。用R（D1，D2......Dn）来表示D中的每个元素（dl，d2，.....dn）是关系的一个元组实际应用中关系往往是笛卡儿乘积中有意义的子集构成n=1是单元关系/一元关系；n=2是二元关系
2.2关系数据结构 • 2.2.1关系 – 域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。值的个数 称为域的基数 – 笛卡儿乘积 :给定一组域：D1，D2，.Dn，域可以相 同，定义D1D2.Dn的笛卡儿乘积为： D1×D2×.×Dn＝{(d1，d2，.dn) |di∈Di，i＝1， 2，.n} ; （d1，d2，.dn）称为一个元组 –关系(Relation)：笛卡儿乘积D1×D2×.×Dn的任一 子集D’，称作D1，D2，.Dn上的关系。 用R（D1，D2.Dn）来表示 D’中的每个元素（d1，d2，.dn）是关系的一个元组 实际应用中关系往往是笛卡儿乘积中有意义的子集构成 n＝1是单元关系/一元关系；n＝2是二元关系
举例·域-性别集=[男、女?。基数=2－月份集={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12)，基数=12·笛卡儿乘积-D1=姓名集合={赵一平，钱峰，孙英)-D2=性别集合=男，女}-D3=年龄集合=16，17，18)关系性别年龄姓名男16赵一平男17钱峰女17孙英
举例 • 域 –性别集＝{男、女}。基数＝2 –月份集＝{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12}，基数＝12 • 笛卡儿乘积 –D1＝姓名集合＝{赵一平，钱峰，孙英} –D2＝性别集合＝{男，女} –D3＝年龄集合＝{16，17，18} • 关系 姓名 性别 年龄 赵一平 男 16 钱峰 男 17 孙英 女 17
2.2.2关系模式-关系的描述称为关系模式（Relationschema），一般表示为R(U,D,DOM,F)其中，R是关系名，U是组成该关系的属性集合，D为属性组U中属性所来自的域，DOM是属性向域的映象集合，F是属性间数据的依赖关系集合。2.2.3关系数据库一在一个给定的现实世界领域里，所有实体及实体间的联系的关系所构成的集合是一个关系数据库一关系数据库有型和值之分：关系数据库的型也称关系数据库模式，是对关系数据库的描述它包括若于域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式；关系数据库的值也称为关系数据库，是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合-关系数据库的值与关系数据库模式通称为关系数据库
2.2.2关系模式 –关系的描述称为关系模式（Relation schema）,一般表示 为R(U,D,DOM,F) 其中，R是关系名，U是组成该关系的 属性集合，D为属性组U中属性所来自的域，DOM是属 性向域的映象集合，F是属性间数据的依赖关系集合。 2.2.3关系数据库 –在一个给定的现实世界领域里，所有实体及实体间的联 系的关系所构成的集合是一个关系数据库 –关系数据库有型和值之分：关系数据库的型也称关系数 据库模式，是对关系数据库的描述它包括若干域的定义 以及在这些域上定义的若干关系模式；关系数据库的值 也称为关系数据库，是这些关系模式在某一时刻对应的 关系的集合 –关系数据库的值与关系数据库模式通称为关系数据库
2.3关系的完整性实体完整性-若属性A是基本关系R的主属性，则A不能取空值参照完整性-若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（关系R、S不一定是不同的关系），则对于R中的每一个元组在F上的取值必须：·取空值（F的每个属性值均取空值）·等于S中某个元组的主码值］·自定义完整性
2.3关系的完整性 实体完整性 –若属性A是基本关系R的主属性，则A不能取空值 参照完整性 –若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本 关系S的主码Ks相对应（关系R、S不一定是不同的关 系），则对于R中的每一个元组在F上的取值必须: • 取空值（F的每个属性值均取空值） • 等于S中某个元组的主码值 ] • 自定义完整性
2.4关系代数·关系代数由一组关系运算组成，是对于关系的操作集。关系运算以一个或多个关系作为操作的对象，运算结果是一个新的关系。用关系运算实现查询关系代数运算符-集合运算符：U（并）一（差）n（交）×（笛卡儿积）-专门运算符：α选择ⅡI投影≥连接÷除-比较运算符：>≥<≤=≠一逻辑运算符：一非^与V或常用的关系运算一交、并、差、笛卡儿积、投影、选择、连接、除基本关系运算有一并、差、笛卡儿积、投影、选择，同类关系：具有相同的度，且两个关系每个属性属同一个域
2.4关系代数 • 关系代数由一组关系运算组成，是对于关系的操作集。关系 运算以一个或多个关系作为操作的对象，运算结果是一个新 的关系。用关系运算实现查询 • 关系代数运算符 –集合运算符：∪（并）－（差）∩（交）×（笛卡儿积） –专门运算符：σ选择 П 投影 连接 ÷ 除 –比较运算符： > ≥ < ≤ = ≠ –逻辑运算符： 非 ∧与 ∨或 • 常用的关系运算 –交、并、差、笛卡儿积、投影、选择、连接、除 • 基本关系运算有 –并、差、笛卡儿积、投影、选择 • 同类关系：具有相同的度，且两个关系每个属性属同一个域
2.4.1传统的集合运算假设：RSexNameAgeF22ZhangM25WangLuM37F27ChenSSexNameAgeF22ZhangM25WangF30LuM28Sun
2.4.1传统的集合运算 假设： Name Sex Age Zhang F 22 Wang M 25 Lu M 37 Chen F 27 R Name Sex Age Zhang F 22 Wang M 25 Lu F 30 Sun M 28 S
并（Union) :一同类关系R和S的并记为RUS，或RunionS一定义：RUS=titERvtES注意去除重复元组RUSSexNameAgeF22ZhangM25WangM37LuF27ChenF30Lu28SunM
并（Union）： – 同类关系R和S的并记为R∪S，或R union S – 定义：R∪S={t|t∈R ∨ t∈S}注意去除重复元组 Name Sex Age Zhang F 22 Wang M 25 Lu M 37 Chen F 27 Lu F 30 Sun M 28 R∪S