数据库课件ch2.ppt
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1、第二章 关系数据库2.1 关系模型概述关系模型概述2.2 关系数据结构级形式化定义关系数据结构级形式化定义2.3 关系的完整性关系的完整性2.1 关系模型关系模型 数据模型的组成要素:数据模型的组成要素:数据模型通常由数据结构、数据操作、数据模型通常由数据结构、数据操作、和完整性约束三部分组成。和完整性约束三部分组成。(1) 数据结构数据结构 数据结构是所研究的对象类型(数据结构是所研究的对象类型(Object Type)的集合。这些对象是数据库)的集合。这些对象是数据库的组成部分。一般可分为两类:一类是与数据类型、内容、性质有关的对象,如的组成部分。一般可分为两类:一类是与数据类型、内容、性
2、质有关的对象,如网状模型中的数据项、记录,关系模型中的属性、关系等;一类是与数据之间联网状模型中的数据项、记录,关系模型中的属性、关系等;一类是与数据之间联系有关的对象,如网状模型中的系型(系有关的对象,如网状模型中的系型(Set Type)等。)等。(2) 数据操作数据操作 数据操作是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作的集数据操作是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作的集合。数据库主要有检索和更新(插入、删除、修改)两大类操作。合。数据库主要有检索和更新(插入、删除、修改)两大类操作。数据结构是对系统静态特性的描述,数据操作是对系统动态特性的描述。数据结构是
3、对系统静态特性的描述,数据操作是对系统动态特性的描述。(3) 数据的约束条件数据的约束条件 数据的约束条件是完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据数据的约束条件是完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则,用以限定符合数据模型的数据状态以及状态及其联系所具有的制约和依存规则,用以限定符合数据模型的数据状态以及状态的变化,以保证数据的正确、有效、相容的变化,以保证数据的正确、有效、相容。关系数据模型的组成要素:关系数据模型的组成要素:1)关系数据结构:实体及联系统一用二维表表示(关系)。关系数据结构:实体及联系统一用二维表表示(关系)。2)关系操
4、作关系操作3)关系完整性约束关系完整性约束实体完整性参照完整性用户定义完整性选择投影连接除并交差积增加删除修改专门的关系运算传统的集合运算更新操作查询操作学号姓名年龄1aaa202bbb213ccc20关系数据结构:关系数据结构:1.概念:域,笛卡儿积,关系。概念:域,笛卡儿积,关系。侯选码:关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组,侯选码:关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组,则称该属性组为侯选码。则称该属性组为侯选码。主码:若一个关系有多个侯选码,则选定其中一个为主码。主码:若一个关系有多个侯选码,则选定其中一个为主码。主属性:包含在侯选码中的诸属性称为主属性。主属性:包含在侯选码
5、中的诸属性称为主属性。非主属性:不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性。非主属性:不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性。关系:一组域上的笛卡儿积的子集 给定一组域D1,D2,Dn,这些域中可以有相同的。 D1,D2,Dn的笛卡儿积为:D1D2Dn = (d1,d2,dn) | di Di, i=1,2,n其中,每一个元素(d1,d2,dn)叫作一个n元组(n-tuple)或简称元组学号姓名年龄1aaa202bbb213ccc20l 基本关系的性质基本关系的性质l 关系规范化:关系规范化:l 规范化关系的最基本要求是每一个分量规范化关系的最基本要求是每一个分量(列列)必须是不可再分的必须是不可
6、再分的(第一范式第一范式)。l 关系数据库:关系数据库:l 所以实体之间的联系所构成的关系的集合。所以实体之间的联系所构成的关系的集合。l关系完整性:关系完整性:1. 实体完整性:实体完整性: 关系的主码不能为空。关系的主码不能为空。2. 参照完整性:参照完整性: 对两个关系对两个关系R,S而言,如果而言,如果R的属性(或属性组)的属性(或属性组)F与关系与关系S的主码的主码KS相对应,则称相对应,则称F是是R的外码。的外码。列是同质的,即数据类型一样;列顺序无关紧要;任意两个元组(行)不能相同(完全);分量(列)必须取原子值(不可再分);不同的列(但数据类型基本相同)可出自同一域。姓名工资1
7、工资2张三500600李四400500工资姓名工资1 工资2张三600500李四500400l 用户定义的完整性:用户定义的完整性:l 某一具体的数据库的属性及其关系所应满足的条件。某一具体的数据库的属性及其关系所应满足的条件。例如:年龄例如:年龄15,体重,体重50Kg。l 小结:小结: 实体完整性和参照完整性是所有关系数据库都支持的称实体完整性和参照完整性是所有关系数据库都支持的称为关系的两个不变性。为关系的两个不变性。学号姓名年龄学历1aaa2bbb3ccc4ddd5eee学号数学英语化学12345主码(主键):学号侯选码(键):学号,姓名 主属性:学号,姓名RSl关系操作关系操作 关系
8、模型给出了关系操作的能力和特点,但不对关系模型给出了关系操作的能力和特点,但不对DBMS的语言给出具体的语法要求。的语言给出具体的语法要求。l关系语言的特点是高度非过程化。关系语言的特点是高度非过程化。l关系操作能力是用两种方式表示的:关系代数和关系演算,关系操作能力是用两种方式表示的:关系代数和关系演算,它们的功能是等价的。它们的功能是等价的。例如:SELECT 姓名,年龄 FORM 学生表 WHERE 年龄50关系操作的能力常用关系代数表示1)选择(Selection)2)投影(Projection)3)连接 (Join)4)除(Division) 5)并(Union)6)交(Inters
9、ection)7)差(Set Difference)8)关系操作方式的特点是集合操作(一次一集合)关系代数运算符关系代数集合运算l集合集合(Set)l无重复、顺序无关无重复、顺序无关 1,2,3l多重集合多重集合(Bag)l可重复、顺序无关可重复、顺序无关 1,2,2,3,4l列表列表(List)l可重复、顺序相关可重复、顺序相关 (1,2,3,4)l集合运算集合运算l并、交、差、广义笛卡儿积并、交、差、广义笛卡儿积l二目运算二目运算集合运算并Union ()lR和和S的并,的并,RS,是在,是在R或或S或两者中或两者中的元素的集合的元素的集合l一个元素在并集中只出现一次一个元素在并集中只出现
10、一次lR和和S必须同类型(属性集相同、次序必须同类型(属性集相同、次序相同,但属性名可以不同)相同,但属性名可以不同)RS集合运算并Union ()集合运算交Intersect ()lR和和S的交,的交,RS,是在,是在R和和S中都存在中都存在的元素的集合的元素的集合l一个元素在交集中只出现一次一个元素在交集中只出现一次lR和和S必须同类型(属性集相同、次序必须同类型(属性集相同、次序相同,但属性名可以不同)相同,但属性名可以不同)RS集合运算交Intersect ()集合运算差Minus (-)lR和和S的差,的差,R-S,是在,是在R中而不在中而不在S中中的元素的集合的元素的集合lR和和S
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