数据库系统原理：第二章 关系模型与关系运算.ppt

第二章 关系模型与关系运算 提纲 关系基本概念 关系模型 关系代数 元组关系演算 域关系演算 查询优化 关系模型回顾 E.F.Codd于70年代初提出关系数据理论，他因此获得1981年的ACM图灵奖 关系理论是建立在集合代数理论基础上的，有着坚实的数学基础 早期代表系统 SystemＲ：由IBM研制 INGRES：由加州Berkeley分校研制 目前主流的商业数据库系统 Oracle，Informix，Sybase，SQL Server，DB2 Access，VFP 关系基本概念 域（Domain） 一组值的集合，这组值具有相同的数据类型 如整数的集合、字符串的集合、全体学生的集合 笛卡尔积（Car’tesian Product） 一组域D1 , D2 ,…, Dn的笛卡尔积为: D1×D2×…×Dn = {(d1 , d2 , … , dn) | di∈Di , i=1,…,n} 笛卡尔积的每个元素(d1 , d2 , … , dn)称作一个n-元组（n-tuple） 元组的每一个值di叫做一个分量（component） 若Di的基数为mi，则笛卡尔积的基数为 关系基本概念 例：设 D1为教师集合（T）= {t1，t2} D2为学生集合（S）= {s1，s2 ，s3} D3为课程集合（C）= {c1，c2} 则D1×D2×D3是个三元组集合，元组个数为2×3×2，是所有可能的（教师，学生，课程）元组集合 笛卡尔积可表为二维表的形式 关系基本概念 关系 笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集叫做在域D1 , D2 ,…, Dn上的关系，用R(D1 , D2 ,…, Dn )表示 R是关系的名字，n是关系的度或目 关系是笛卡尔积中有意义的子集 关系也可以表示为二维表 关系TEACH(T, S, C) 关系基本概念 例：设 D1为母亲集合（M）= {m1，m2} D2为儿子集合（S）= {s1，s2 ，s3} 则D1×D2={<m1,s1>，<m1,s2>，<m1,s3>，<m2,s1>，<m2,s2>，<m2,s3>} 而 母子关系 = {<m1,s1>，<m1,s2>，<m2,s3>} 关系基本概念 三种类型的关系表 基本表 查询表 视图 关系基本概念 候选键/码（Candidate Key） 关系中的一个属性组，其值能唯一标识一个元组。若从属性组中去掉任何一个属性，它就不具有这一性质了，这样的属性组称作候选码 如DEPT中的D#，DN都可作为候选码 任何一个候选码中的属性称作主属性 如SC中的S#，C# 主键/码（Primary Key） 进行数据库设计时，从一个关系的多个候选码中选定一个作为主码 如可选定D#作为DEPT的主码 外部键/码（Foreign Key） 关系R中的一个属性组，它不是R的码，但它与另一个关系S的码相对应，则称这个属性组为R的外部码 如S关系中的D#属性 关系基本概念 关系的性质 列是同质的 即每一列中的分量来自同一域，是同一类型的数据。 如TEACH(T, S, C)={(t1 , s1 , c1), (t1 , t2 , c1)}是错误的 不同的列可来自同一域，每列必须有不同的属性名。 如P={t1，t2 ， s1，s2 ，s3}，C= {c1，c2}，则TEACH不能写成TEACH (P, P, C)，还应写成TEACH(T, S, C) 行列的顺序无关紧要 任意两个元组不能完全相同（集合内不能有相同的两个元素） 每一分量必须是不可再分的数据。满足这一条件的关系称作满足第一范式（1NF）的 关系模型 数据结构 单一的数据结构——关系 实体集、联系都表示成关系 关系模型 关系模型 关系模型 关系模式 关系的描述称作关系模式，包括关系名、关系中的属性名、属性向域的映象、属性间的数据依赖关系等，记作R(U, D, dom, F)， 简记为R(U) 或 R(A1 , A2 ,…, An ) 属性向域的映象一般直接说明为属性的类型、长度等 某一时刻对应某个关系模式的内容(元组的集合)称作关系 关系模式是型，是稳定的 关系是某一时刻的值，是随时间不断变化的 关系模型 关系数据库 其型是关系模式的集合，即数据库描述，称作数据库的内涵(Intension) 其值是某一时刻关系的集合，称作数据库的外延(Extension) 关系模型 关系操作 关系操作是集合操作，操作的对象及结果都是集合，是一次一集合（Set-at-a-time）的方式 而非关系型的数据操作方式是一次一记录（Record-at-a-time） 关系操作可以用关系代数和关系演算两种方式来表示，它们是相互等价的