tj第二章關(guān)系數(shù)據(jù)模型.ppt

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1 第二章關(guān)系數(shù)據(jù)模型 2 2 1關(guān)系 Ralation 關(guān)系是行與列交叉的二維表 關(guān)系中的一個(gè)元組對應(yīng)表中的一行 關(guān)系中的屬性對應(yīng)表中的一列 每一個(gè)屬性有一個(gè)取值范圍 稱為屬性域 3 關(guān)系模式 關(guān)系的描述稱作關(guān)系模式 包括關(guān)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(guān)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(shí)刻對應(yīng)某個(gè)關(guān)系模式的內(nèi)容 元組的集合 稱作關(guān)系關(guān)系模式是型 是穩(wěn)定的關(guān)系是某一時(shí)刻的值 是隨時(shí)間不斷變化的 4 關(guān)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(guān)緊要任意兩個(gè)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(guān)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(jìn)行算術(shù)運(yùn)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(gè)值 6 2 2碼 超碼候選碼主碼 7 超碼 是唯一標(biāo)識一個(gè)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(gè)關(guān)系中可以有多個(gè)候選碼 選取一個(gè)作為主碼 10 11 2 3關(guān)系數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系 外碼 設(shè) 是關(guān)系 的一個(gè)或一組屬性 且 的值與關(guān)系 的主碼的值相對應(yīng) 則稱 是 的外碼 12 13 2 4關(guān)系完整性規(guī)則 實(shí)體完整性關(guān)系的主碼不能取空值 NULL 參照完整性外碼必須是被參照關(guān)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(yīng)用環(huán)境定義的完整性約束條件如 學(xué)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(shí)體完整性和參照完整性由系統(tǒng)自動(dòng)支持系統(tǒng)提供定義和檢驗(yàn)用戶定義的完整性的機(jī)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(jié)構(gòu)信息 索引 用戶 安全性和完整性約束等 16 17 18 關(guān)系數(shù)據(jù)語言概述 關(guān)系數(shù)據(jù)語言的特點(diǎn)一體化一般關(guān)系系統(tǒng)的數(shù)據(jù)語言都同時(shí)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(gè)語言 對象單一 都是關(guān)系 因此操作符也單一 而非關(guān)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(dòng)完成面向集合的存取方式操作對象是一個(gè)或多個(gè)關(guān)系 結(jié)果是一個(gè)新的關(guān)系 一次一關(guān)系 非關(guān)系系統(tǒng)是一次一記錄的方式 19 關(guān)系數(shù)據(jù)語言概述 抽象的查詢語言關(guān)系代數(shù)用對關(guān)系的運(yùn)算來表達(dá)查詢 需要指明所用操作關(guān)系演算用謂詞來表達(dá)查詢 只需描述所需信息的特性元組關(guān)系演算謂詞變元的基本對象是元組變量域關(guān)系演算謂詞變元的基本對象是域變量 20 關(guān)系數(shù)據(jù)語言概述 具體系統(tǒng)中的實(shí)際語言SQL介于關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算之間 由IBM公司在研制SystemR時(shí)提出QUEL基于Codd提出的元組關(guān)系演算語言ALPHA 在INGRES上實(shí)現(xiàn)QBE基于域關(guān)系演算 由IBM公司研制 21 2 6關(guān)系代數(shù) 一種抽象的查詢語言用對關(guān)系的運(yùn)算來表達(dá)查詢 22 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素運(yùn)算對象 關(guān)系運(yùn)算結(jié)果 關(guān)系運(yùn)算符 四類 23 集合運(yùn)算符將關(guān)系看成元組的集合運(yùn)算是從關(guān)系的 水平 方向即行的角度來進(jìn)行專門的關(guān)系運(yùn)算符不僅涉及行而且涉及列算術(shù)比較符輔助專門的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作邏輯運(yùn)算符輔助專門的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作 24 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符 25 2 6 1選擇 在關(guān)系中選擇滿足給定條件的元組 構(gòu)成一個(gè)新的關(guān)系 記作 條件表達(dá)式 R 選擇運(yùn)算是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算 26 設(shè)有一個(gè)學(xué)生 課程數(shù)據(jù)庫 包括學(xué)生關(guān)系Student 課程關(guān)系Course和選修關(guān)系SC Student Course SC 27 選擇 續(xù) 例 查詢年齡小于20歲的學(xué)生 Sage 20 Student 或 4 20 Student 結(jié)果 28 選擇 續(xù) 例 查詢信息系 IS 并且年齡為19歲全體學(xué)生 Sdept IS age 19 Student 或 5 IS 4 19 Student 結(jié)果 29 2 6 2投影 從關(guān)系中選擇出若干屬性列組成一個(gè)新的關(guān)系 投影的結(jié)果將消除重復(fù)的元組 A B R 投影操作主要是從列的角度進(jìn)行運(yùn)算 30 投影 續(xù) 例3 查詢學(xué)生的姓名和所在系即求Student關(guān)系上學(xué)生姓名和所在系兩個(gè)屬性上的投影 Sname Sdept Student 或 2 5 Student 結(jié)果 31 例4 查詢學(xué)生關(guān)系Student中都有哪些系 Sdept Student 結(jié)果 投影 續(xù) 32 2 6 3并 關(guān)系R和關(guān)系S具有相同的目n 即兩個(gè)關(guān)系都有n個(gè)屬性 相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域R S運(yùn)算結(jié)果仍為n目關(guān)系 由屬于R或?qū)儆赟的元組組成消除重復(fù)元組 33 并 續(xù) R S R S 34 并 續(xù) 35 2 6 4差 關(guān)系R和關(guān)系S具有相同的目n相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域R S運(yùn)算結(jié)果仍為n目關(guān)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(guān)系Rn目關(guān)系 k1個(gè)元組關(guān)系Sm目關(guān)系 k2個(gè)元組R S運(yùn)算結(jié)果列 n m 列的元組的集合元組的前n列是關(guān)系R的一個(gè)元組后m列是關(guān)系S的一個(gè)元組行 k1 k2個(gè)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(guān)系R和關(guān)系S具有相同的目n相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域R S運(yùn)算結(jié)果仍為n目關(guān)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(gè)關(guān)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(yùn)算符 R A S B R S 為 的連接運(yùn)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(gè)關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組在結(jié)果中把重復(fù)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(shí)從行和列角度進(jìn)行運(yùn)算例 在選課關(guān)系 中同時(shí)選修C101和C104兩門課的學(xué)號 52 除 續(xù) R S 53 應(yīng)用 設(shè)有一個(gè)學(xué)生 課程數(shù)據(jù)庫 包括學(xué)生關(guān)系Student 課程關(guān)系Course和選修關(guān)系SC Student Course SC 54 例1 查詢選修了2號課程的學(xué)生的學(xué)號 Sno Cno 2 SC 95001 95002 2 7關(guān)系代數(shù)應(yīng)用舉例 55 關(guān)系代數(shù)應(yīng)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(xué)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(guān)系代數(shù)應(yīng)用舉例 續(xù) 例3 查詢選修了全部課程的學(xué)生號碼和姓名 Sno Cno SC Cno Course Sno Sname Student 57 小結(jié) l關(guān)系代數(shù)運(yùn)算關(guān)系代數(shù)運(yùn)算并 差 交 笛卡爾積 投影 選擇 連接 除基本運(yùn)算并 差 笛卡爾積 投影 選擇交 連接 除可以用5種基本運(yùn)算來表達(dá)引進(jìn)它們并不增加語言的能力 但可以簡化表達(dá) 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(yīng)的所有零件的工程項(xiàng)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