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 -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 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={(d1,d2,......dn)diEDi,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
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 姓名 性别 年龄 赵一平 男 16 钱峰 男 17 孙英 女 17
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(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
2.2.2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$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）∩（交）×（笛卡儿积） -专门运算符：o选择Ⅱ投影冈连接÷除 -比较运算符：>≥《≤=≠ -逻辑运算符：非∧与V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： R Name Sex Age Zhang F 22 Wang M 25 Lu M 37 Chen F 27 S Name Sex Age Zhang F 22 Wang M 25 Lu F 30 Sun M 28
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): -同类关系R和S的并记为RUS,或R union S -定义：RUS=tt∈RVt∈S}注意去除重复元组 RUS Name Sex Age Zhang F 22 Wang M 25 Lu M 37 Chen F 27 Lu F 30 Sun M 28
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