tj第二章關系數(shù)據(jù)模型.ppt
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1 第二章關系數(shù)據(jù)模型 2 2 1關系 Ralation 關系是行與列交叉的二維表 關系中的一個元組對應表中的一行 關系中的屬性對應表中的一列 每一個屬性有一個取值范圍 稱為屬性域 3 關系模式 關系的描述稱作關系模式 包括關系名 屬性名 屬性域 屬性向域的映象 屬性間的數(shù)據(jù)依賴關系等 記作R A1 A2 An 屬性向域的映象一般直接說明為屬性的類型 長度等某一時刻對應某個關系模式的內(nèi)容 元組的集合 稱作關系關系模式是型 是穩(wěn)定的關系是某一時刻的值 是隨時間不斷變化的 4 關系的性質(zhì) 列是同質(zhì)的即每一列中的分量來自同一域 是同一類型的數(shù)據(jù)每列必須有不同的屬性名行 列的順序無關緊要任意兩個元組不能完全相同每一分量必須是不可再分的數(shù)據(jù) 滿足這一條件的關系稱作滿足第一范式 1NF 的 5 屬性的數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般支持的數(shù)據(jù)類型 數(shù)值 可以進行算術運算的數(shù)據(jù)字符 是由任何字符或符號組成的字符串 例如 姓名 地址 編號等日期 是按照特定格式存儲的日期數(shù)據(jù) 邏輯 邏輯型數(shù)據(jù)只能有真 假兩個值 6 2 2碼 超碼候選碼主碼 7 超碼 是唯一標識一個元組的屬性或?qū)傩越M 8 候選碼 是最小的超碼 它的任意真子集都不能成為超碼 9 主碼 在一個關系中可以有多個候選碼 選取一個作為主碼 10 11 2 3關系數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系 外碼 設 是關系 的一個或一組屬性 且 的值與關系 的主碼的值相對應 則稱 是 的外碼 12 13 2 4關系完整性規(guī)則 實體完整性關系的主碼不能取空值 NULL 參照完整性外碼必須是被參照關系主碼的有效值 或者是 空值 14 用戶定義的完整性用戶針對具體應用環(huán)境定義的完整性約束條件如 學號 要求是8位整數(shù) 性別 要求取值為 男 或 女 系統(tǒng)支持實體完整性和參照完整性由系統(tǒng)自動支持系統(tǒng)提供定義和檢驗用戶定義的完整性的機制 15 2 5數(shù)據(jù)字典和系統(tǒng)目錄 數(shù)據(jù)字典中包括數(shù)據(jù)庫中表的結構信息 索引 用戶 安全性和完整性約束等 16 17 18 關系數(shù)據(jù)語言概述 關系數(shù)據(jù)語言的特點一體化一般關系系統(tǒng)的數(shù)據(jù)語言都同時具有數(shù)據(jù)定義 數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)控制語言 而不是分為幾個語言 對象單一 都是關系 因此操作符也單一 而非關系型系統(tǒng) 如DBTG 有對記錄的操作 有對系的操作非過程化用戶只需提出 做什么 無須說明 怎么做 存取路徑的選擇和操作過程由系統(tǒng)自動完成面向集合的存取方式操作對象是一個或多個關系 結果是一個新的關系 一次一關系 非關系系統(tǒng)是一次一記錄的方式 19 關系數(shù)據(jù)語言概述 抽象的查詢語言關系代數(shù)用對關系的運算來表達查詢 需要指明所用操作關系演算用謂詞來表達查詢 只需描述所需信息的特性元組關系演算謂詞變元的基本對象是元組變量域關系演算謂詞變元的基本對象是域變量 20 關系數(shù)據(jù)語言概述 具體系統(tǒng)中的實際語言SQL介于關系代數(shù)和關系演算之間 由IBM公司在研制SystemR時提出QUEL基于Codd提出的元組關系演算語言ALPHA 在INGRES上實現(xiàn)QBE基于域關系演算 由IBM公司研制 21 2 6關系代數(shù) 一種抽象的查詢語言用對關系的運算來表達查詢 22 關系代數(shù)運算的三個要素運算對象 關系運算結果 關系運算符 四類 23 集合運算符將關系看成元組的集合運算是從關系的 水平 方向即行的角度來進行專門的關系運算符不僅涉及行而且涉及列算術比較符輔助專門的關系運算符進行操作邏輯運算符輔助專門的關系運算符進行操作 24 關系代數(shù)運算符 25 2 6 1選擇 在關系中選擇滿足給定條件的元組 構成一個新的關系 記作 條件表達式 R 選擇運算是從行的角度進行的運算 26 設有一個學生 課程數(shù)據(jù)庫 包括學生關系Student 課程關系Course和選修關系SC Student Course SC 27 選擇 續(xù) 例 查詢年齡小于20歲的學生 Sage 20 Student 或 4 20 Student 結果 28 選擇 續(xù) 例 查詢信息系 IS 并且年齡為19歲全體學生 Sdept IS age 19 Student 或 5 IS 4 19 Student 結果 29 2 6 2投影 從關系中選擇出若干屬性列組成一個新的關系 投影的結果將消除重復的元組 A B R 投影操作主要是從列的角度進行運算 30 投影 續(xù) 例3 查詢學生的姓名和所在系即求Student關系上學生姓名和所在系兩個屬性上的投影 Sname Sdept Student 或 2 5 Student 結果 31 例4 查詢學生關系Student中都有哪些系 Sdept Student 結果 投影 續(xù) 32 2 6 3并 關系R和關系S具有相同的目n 即兩個關系都有n個屬性 相應的屬性取自同一個域R S運算結果仍為n目關系 由屬于R或?qū)儆赟的元組組成消除重復元組 33 并 續(xù) R S R S 34 并 續(xù) 35 2 6 4差 關系R和關系S具有相同的目n相應的屬性取自同一個域R S運算結果仍為n目關系 由屬于R而不屬于S的所有元組組成 36 差 續(xù) R S R S 37 差 續(xù) 38 4 廣義笛卡爾積 關系Rn目關系 k1個元組關系Sm目關系 k2個元組R S運算結果列 n m 列的元組的集合元組的前n列是關系R的一個元組后m列是關系S的一個元組行 k1 k2個元組 39 廣義笛卡爾積 續(xù) R S R S 40 廣義笛卡爾積 續(xù) 41 3 交 Intersection 關系R和關系S具有相同的目n相應的屬性取自同一個域R S運算結果仍為n目關系 由既屬于R又屬于S的元組組成 R S R R S 42 交 續(xù) R S R S 43 交 續(xù) 44 2 6 7連接 1 連接含義從兩個關系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組A和B 分別為R和S上度數(shù)相等且可比的屬性組 比較運算符 R A S B R S 為 的連接運算稱為等值連接 45 連接 續(xù) 2 自然連接自然連接是一種特殊的等值連接兩個關系中進行比較的分量必須是相同的屬性組在結果中把重復的屬性列去掉自然連接的含義R和S具有相同的屬性組B自然連接與等值連接的不同 46 連接 續(xù) 舉例 例5 R S RS RS 47 連接 續(xù) RS 48 連接 續(xù) RS 49 連接 續(xù) RS 50 51 2 6 9除 除操作是同時從行和列角度進行運算例 在選課關系 中同時選修C101和C104兩門課的學號 52 除 續(xù) R S 53 應用 設有一個學生 課程數(shù)據(jù)庫 包括學生關系Student 課程關系Course和選修關系SC Student Course SC 54 例1 查詢選修了2號課程的學生的學號 Sno Cno 2 SC 95001 95002 2 7關系代數(shù)應用舉例 55 關系代數(shù)應用舉例 續(xù) 例2 查詢至少選修了一門其直接先行課為5號課程的課程的學生姓名 Sname Cpno 5 CourseSCStudent 或 Sname Cpno 5 Course SC Sno Sname Student 或 Sname Sno Cpno 5 Course SC Sno Sname Student 56 關系代數(shù)應用舉例 續(xù) 例3 查詢選修了全部課程的學生號碼和姓名 Sno Cno SC Cno Course Sno Sname Student 57 小結 l關系代數(shù)運算關系代數(shù)運算并 差 交 笛卡爾積 投影 選擇 連接 除基本運算并 差 笛卡爾積 投影 選擇交 連接 除可以用5種基本運算來表達引進它們并不增加語言的能力 但可以簡化表達 58 59 1 Sno Jno J1 SPJ 2 Sno Jno J1 Pno P1 SPJ 60 Sname CITY 天津 Color RED SSPJP Sname CITY 天津 Color RED SSPJP 61 使用了S1供應的所有零件的工程項目號 62 1 Sno Jno J1 SPJ 2 Sno Jno J1 Pno P1 SPJ 63 4 JNO CITY 天津 Color RED SSPJP JNO J JNO CITY 天津 Color RED SSPJP 64 5 Jno Pno SPJ pno SNO s1 SPJ- 配套講稿:
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