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《数据库系统概论》---第二章关系数据库

栏目：数据库应用时间：2016-12-13 14:33:09

1、概述

1.关系模型的组成

数据结构：2维表（关系），数据库中全部数据和数据间的联系都以关系来表示。

数据操作：增、删、改、查

数据的束缚条件：实体完全性，参照完全性，用户自定义的完全性。

2.关系的数据结构

域

·是1组既有相同数据类的值的集合，又称值域。

·域中所包括值的个数称为域的基数。

笛卡尔积

·所有域的所有取值的1个组合；不能重复

·笛卡尔积的表示方法

笛卡尔积可表示为1个2维表

表中的每行对应1个元祖，表中的每个列对应1个域

关系

R（D1，D2，...Dn）

R：关系名 n：关系的目或度

表的每行对应1个元组，表的每列对应1个域。由于域可以相同，为了加以辨别，必须对每列起1个名字，称为属性。n目关系必有n个属性。

--元祖

关系中的元素是关系中的元祖，通经常使用t表示。

--关系的表示

关系也是1个2维表，表的每行对应1个组，表的每列对应1个域。

--属性

关系中不同的列可以对应相同的域

3.定义关系模式

R(U, D, DOM, F)

R 关系名

U 组成该关系的属性名集合

D 属性组U中属性所来自的域

DOM 属性向域的映像集

F 属性间的数据依赖关系

可简记为 R（U）或 R（A1，A2，...，An）

A1，A2，...，An 属性名

关系模式

·关系模式是型，是稳定的

·关系是值，是动态的，随时间不断变化的

·关系模式是对关系的描写

3类关系

·基本关系

实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示

·查询表

查询结果对应的表

·视图表

由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据。

基本关系的性质

·列是同质的

·不同的列可出自同1个域，其中每个列称为1个属性，不同的属性要给与不同的属性名

·列的顺序无所谓，列的次序可以交换

·任意两个元祖的候选码不能相同

·行的顺序无所谓，行的次序可以交换

·份量必须取原子值

4.基本关系操作

查询：选择、投影、选择、除、并、交、差

数据更新：插入、删除、修改

查询的表达能力是其中最重要的部份

选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种最基本的操作

关系操作的特点

集合操作方式：操作的对象和结果都是集合，1次1集合的方式

2、关系的完全性

码

·候选码

若关系中的某1属性组的值能唯1地标识1个元组，则称该属性组为候选码。

简单的情况：候选码只包括1个属性

·全码

最极真个情况：关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码

·主码

若1个关系有多个候选码，则选定其中的1个作为主码。每一个关系一定有且1个主码。

·外码

设F是基本关系R的1个或1组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码。

（基本关系R称为参照关系；基本关系S称为被参照关系或目标关系）

3类完全性束缚

实体完全性、参照完全性、用户自定义完全性

1.实体完全性

实体完全性必须满足

a.主属性非空；b.主码各不相同

2.参照完全性

如果关系R2的外码F与R1的主码p相对应，则R2中的每个元祖在F上的取值：

a.或为空值；b.或等于R1中某个元组的p值

3.用户自定义的完全性

用户针对具体的利用环境定义的完全性束缚条件。

例如：“成绩”不能为负数，“性别”要求取值为“男”或“女”，“工龄”应当小于“年龄” 等。

3、关系代数

关系代数：将关系作为运算单位，用关系代数表达式表示的代数运算。

关系操作：传统的集合运算和专门的关系运算

1.传统的集合运算

除笛卡尔积外，要求参加运算的关系必须具有相容性。

定义：设给定两个关系R、S，若满足：

(1) 具有相同的度n，

(2) R中第i个属性和S中第i个属性来自同1个域，则说关系R、S是相容的。

a.并

b.差

R和S具有相同的目n，相应的属性取自同1个域。

R-S ：仍为n目关系，由属于R且不属于S的元组组成。

c.交

d.笛卡尔积 R X S

R：n目关系，k1个元组 S：m目关系，k2个元组

R X S：

列：（m+n）列元祖；行：k1 X k2 个元组

2.专门的关系运算

a.选择；

选择操作是根据某些条件对关系做水平分割，即选取符合条件的元组构成结果关系。

b.投影；

关系R上的投影是从R当选出若干属性列组成新的关系。

·特点：

1) 在单个关系上进行

2) 从列的角度进行运算

3) 投影的列可按自己的要求的顺序排列

·作用：

在关系当选择某些需要的列，并按要求组成1个新关系。

注意：投影后取消了某些属性列后，便可能出现重复行，应当删除这些完全相同的行。所以投影以后，不但属性减少了，元组也可能减少。

c.连接；

连接运算是从两个关系的笛卡尔积当选取满足连接条件的元组

记作：

其中A 和B 分别为 R 和 S 上度数相等且可比的属性组。θ是比较运算符（> ≥ = < ≤ ≠）。

运算步骤：

1) 求笛卡尔积 R×S

2) 选择其中满足AθB的元组

特点：

1) 两个关系参加运算，不1定有公共属性

2) θ为“=”时，称为等值连接

3) 结果关系中不去掉重复属性

d.自然连接

自然连接与等值连接的区分：

自然连接中相等的份量必须是相同的属性组，并且要在结果中去掉重复的属性。

e.除法

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