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数据库概论教学课件chap03关系模型(2).pptx

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    • 2n关系基本概念n关系模型n关系代数n全关系系统n元组关系演算n域关系演算提纲提纲Any intelligent fool can make things Any intelligent fool can make things bigger and more complex.bigger and more complex.It takes a touch of genius and a lot of It takes a touch of genius and a lot of courage to move in the opposite directioncourage to move in the opposite direction把简单的事情考虑得很复杂把简单的事情考虑得很复杂, ,可以发现新领域可以发现新领域; ;把复杂的现象看得很简单把复杂的现象看得很简单, ,可以发现新定律可以发现新定律 -牛顿牛顿E=MCE=MC2 2电子电子 汤姆逊汤姆逊质子质子 卢瑟福卢瑟福中子中子 查德威克查德威克慢中子慢中子 费米费米裂变裂变 哈恩哈恩 迈特纳迈特纳U235 U235 波尔波尔曼哈顿工程曼哈顿工程 奥本海默奥本海默小男孩小男孩 广岛广岛居里居里家族家族 TABLETABLE An An arrangement arrangement of of words, words, numbers, numbers, or or signs, signs, or or combinations combinations of of them, them, as as in in parallel parallel columns, columns, to to exhibit exhibit a a set set of of facts facts or or relations relations in in a a definite, definite, compact, compact, and and comprehensive comprehensive form; form; a a synopsis synopsis or or scheme.scheme. Websters Dictionary of the English LanguageWebsters Dictionary of the English Language关系模型回顾nE.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n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n早期代表系统nSystem:由IBM研制nINGRES:由加州Berkeley分校研制n目前主流的商业数据库系统nOracle,SQLServer,DB2,MySQL,PostgreSQLnAccess笛卡尔积(CartesianProduct)nr=a(1-sin)笛卡尔积: :可能的可能的世界世界D1为教师集合(T)=t1,t2D2为学生集合(S)=s1,s2,s3D3为课程集合(C)=c1,c2则D1D2D3是个三元组集合,元组个数为232,是所有可能的(教师,学生,课程)元组集合n笛卡尔积可表为二维表的形式TSCt1s1c1t1s1c2t1s2c1t2s3c2关系:实际的世界nTSCt1s1c1t1s1c2t1s2c1t2s3c2元组属性TEACH(T,S,C)过江之鲫:关系实例的数目关系的性质n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n不同的列可以来自同一域,每列必须有不同的属性名n行列的顺序无关紧要n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)n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)的关系的性质T#S#C#t1s1c1t1t2c2列同质列同质E#ENAMEMGRe1TOMe2e2jerrynull来自同一域的不同列来自同一域的不同列S#C#s1c1,c2,c3分量不可再分分量不可再分S#C#s1c1s1c2s1c3嵌套关系嵌套关系1NF1NF关系关系关系模型:数据结构n单一的数据结构关系n实体集、联系都表示成关系DEPT(DEPT(dnodno , , dnamedname , , deandean) )S(S(snosno , , snamesname, sex, age, , sex, age, dnodno) )C(C(cnocno , , cnamecname , , pcnopcno , , credit)credit)SC(SC(sno,cnosno,cno , , grade)grade)PROF(PROF(pnopno , , pnamepname, , salsal, , dnodno) )学生选修属于系教师工作管理课程先修关系模型:数据结构DEPTdnodnodnamedeanSsnosnosnamesexagednoCcnocnocnamecreditpcnoPROFpnopnopnamesaldnoSCsnosnocnocnograde关系模型:码n候选码(CandidateKey)n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dno,dname都可作为候选码n任何一个候选码中的属性称作主属性主属性如SC中的sno,cno,DEPT中的dno,dname关系模型:码n主码(PK:PrimaryKey)n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dno作为DEPT的主码n外码(FK:ForeignKey)n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,称这个属性组为R的外码如S关系中的dno属性关系模式n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(A1,A2,An)n属性向域的映象一般直接说明为属性的类型、长度等n某一时刻对应某个关系模式的内容(元组的集合)称作关系n关系模式是型,是稳定的n关系是某一时刻的值,是随时间不断变化的关系数据库n关系数据库的型是关系模式的集合,即数据库描述,称作数据库的内涵(Intension)n关系数据库的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n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n非关系型的数据操作方式是一次一记录(Record-at-a-time)n关系操作可以用关系代数和关系演算两种方式来表示,它们是相互等价的关系数据语言的特点n一体化n一般关系系统的数据语言都同时具有数据定义、数据操纵和数据控制语言,而不是分为几个语言。

      对象单一,都是关系,因此操作符也单一n非过程化n用户只需提出“做什么”,无须说明“怎么做”,存取路径的选择和操作过程由系统自动完成n面向集合的存取方式n操作对象是一个或多个关系,结果是一个新的关系(一次一关系)非关系系统是一次一记录的方式抽象的关系模型查询语言n关系代数n用对关系的运算来表达查询,需要指明所用操作n关系演算n用谓词来表达查询,只需描述所需信息的特性n元组关系演算n谓词变元的基本对象是元组变量n域关系演算n谓词变元的基本对象是域变量具体系统中的关系操作语言nSQLn介于关系代数和关系演算之间,由IBM公司在研制SystemR时提出nQUELn基于Codd提出的元组关系演算语言ALPHA,在INGRES上实现nQBEn基于域关系演算,由IBM公司研制关系模型:实体完整性n关系的主码中的属性值不能为空值n空值:不知道或无意义n意义:关系对应到现实世界中的实体集,元组对应到实体,实体是相互可区分的,通过主码来唯一标识,若主码为空,则出现不可标识的实体,这是不容许的DNANAMEnull张三null张三关系模型:参照完整性n如果关系R2的外码Fk与关系R1的主码Pk相对应,则R2中每个元组的Fk值或者等于R1中某个元组的Pk值,或者为空值n如果关系R2的某个元组t2参照了关系R1的某个元组t1,则t1必须存在,也即必须与客观存在的实体发生联系snosnamednos1TOMd1s2JERRYnulls3BOBd3dnodnamed1mathsd2physics关系模型:用户定义的完整性n用户针对具体应用环境定义的完整性约束条件nsno要求是8位整数,首位是0或1n飞行员的飞行里程与星级评定n选课人数不能少于10人,多于100人n在本地纳税记录超过5年才有购房资格n婚姻登记必须购买百年好合保险n实体完整性和参照完整性由系统自动支持n系统提供定义和检验用户定义的完整性的机制关系模型完整性例子供应商号供应商名所在城市B01红星北京S10宇宙上海T20黎明天津Z01立新重庆零件号颜色供应商号010红B01312白S10201蓝T20今要向关系P中插入新行,新行的值分别列出如下。

      哪些行能够插入?1. (null,黄,T20)2. (201,红,T20)3. (037,绿,null)4. (105,蓝,B01)5. (101,黄,T11)零件关系P(主码是“零件号”,外码是“供应商号”) 供应商关系S(主码是“供应商号”)关系代数运算汇览n基本运算n一元运算n选择、投影、更名n多元运算n笛卡儿积、并、集合差n扩展运算n集合交、连接、自然连接、外连接n其它运算n赋值、广义投影、插入、删除、更新选择运算n选择运算ABC367257723443RA5(R) ABC367257443A5 C=7(R) ABC367257A5 ( C=7(R) C=7 ( A5(R) 选择n投影运算ncbcfedcbaCBABCbcef R B , C(R)投影查询示例n更名n并运算nRSn关系R和S进行并运算的前提是它们必须是相容的n关系R和S必须是同元的,其属性数目必须相同n对i,R的第i个属性和S的第i个属性的域必须相同并运算ABC367257723443RABC345723SABC367257723443345RS 并运算查询示例n差运算nRS差运算ABC367257723443RABC345723SABC367257443RS ABC345SR 差运算查询示例n交运算nRS交运算ABC367257723443RABC345723SABC723RS 差运算查询示例n笛卡尔积运算n笛卡尔积运算AB12rCD10102010EaabbsAB11112222CD 1010201010102010EaabbaabbrxsABCDE122102020aabA=C(r x s)笛卡尔积运算n求选修c1课程的学生姓名S#SNs1toms2jerryS#C#s1c1s2c2S.S#SNSC.S#C#s1toms1c1s1toms2c2s2jerrys1c1s2jerrys2c2笛卡尔积运算n求数学成绩比王红同学高的学生S.姓名( R.姓名=王红 R.课程=数学 S.课程=数学 R.成绩S.成绩 (RS( R)89数学张军86数学王红93物理张军成绩课程姓名R86数学王红86数学王红86数学王红R.成绩R.课程R.姓名89数学张军86数学王红93物理张军S.成绩S.课程S.姓名R R连接n连接n求数学成绩比王红同学高的学生987654321CBADE3162ABCDE123311236245662 R S B D R SS.姓名(课程=数学 姓名=王红(R) ( 课程=数学S(R)R.成绩S.成绩自然连接n自然连接AB12412C DaababrB13123DaaabbEs11112aaaabA B C D Er s987654321CBACD3162 R SABCD12314562 R S自然连接n关系R(A, B), S(A, C),R与S中元组个数分别为10,15,试填写下表A是R的主码无任何条件最大元组数最小元组数表达式。

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