數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教學(xué)2

1、第第2章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3 關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性2.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)2.5 關(guān)系演算關(guān)系演算2.6 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)2.7 小結(jié)小結(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介l系統(tǒng)而嚴(yán)格地提出關(guān)系模型的是美國(guó)系統(tǒng)而嚴(yán)格地提出關(guān)系模型的是美國(guó)IBM公司的公司的E.F.Codd 1970年提出關(guān)系數(shù)據(jù)模型年提出關(guān)系數(shù)據(jù)模型 E.F.Codd, “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”, Communication of the ACM

2、,1970 之后，提出了關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算的概念之后，提出了關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算的概念 1972年提出了關(guān)系的第一、第二、第三范式年提出了關(guān)系的第一、第二、第三范式 1974年提出了關(guān)系的年提出了關(guān)系的BC范式范式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介l關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)l80年代后，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)成為最重要、年代后，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)成為最重要、最流行的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)最流行的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介l典型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)典型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) System R University INGRESl典型商用系統(tǒng)典型商用系統(tǒng) ORACLE SYBASE

3、DB2 SQL Server INFORMIX INGRES第第2章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3 關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性2.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)2.5 關(guān)系演算關(guān)系演算2.6 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)2.7 小結(jié)小結(jié)2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述l關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)庫(kù)系統(tǒng)l關(guān)系模型的組成關(guān)系模型的組成 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 關(guān)系操作集合關(guān)系操作集合 關(guān)系完整性約束關(guān)系完整性約束1. 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-關(guān)系關(guān)系

4、 現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系均用現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系均用關(guān)系來(lái)表示關(guān)系來(lái)表示l數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)-二維表二維表 從用戶角度，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是從用戶角度，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。一張二維表。 2. 關(guān)系操作關(guān)系操作l1) 常用的關(guān)系操作常用的關(guān)系操作l2) 關(guān)系操作的特點(diǎn)關(guān)系操作的特點(diǎn)l3) 關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的種類關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的種類l4) 關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的特點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的特點(diǎn)關(guān)系操作關(guān)系操作 (續(xù)）續(xù)）l1) 常用的關(guān)系操作常用的關(guān)系操作 查詢查詢 選擇、投影、連接選擇、投影、連接、除、并、交、差、除、并、交、差 數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)更新 插入、刪除、

5、修改插入、刪除、修改 查詢的表達(dá)能力是其中最主要的部分查詢的表達(dá)能力是其中最主要的部分關(guān)系操作（續(xù)）關(guān)系操作（續(xù)）l2) 關(guān)系操作的特點(diǎn)關(guān)系操作的特點(diǎn) 集合操作方式，即操作的對(duì)象和結(jié)果都是集集合操作方式，即操作的對(duì)象和結(jié)果都是集合。合。 非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式：一次一記錄非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式：一次一記錄 文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作方式文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作方式關(guān)系操作（續(xù)）關(guān)系操作（續(xù)）l3) 關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的種類關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的種類 關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言 用用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢要求來(lái)表達(dá)查詢要求 典型代表：典型代表：ISBL關(guān)系操作（續(xù)）關(guān)系操作（續(xù)）l關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的種類（

6、續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的種類（續(xù)） 關(guān)系演算語(yǔ)言：用關(guān)系演算語(yǔ)言：用謂詞謂詞來(lái)表達(dá)查詢要求來(lái)表達(dá)查詢要求 元組關(guān)系演算語(yǔ)言元組關(guān)系演算語(yǔ)言 謂詞變?cè)幕緦?duì)象是元組變量謂詞變?cè)幕緦?duì)象是元組變量 典型代表：典型代表：APLHA, QUEL 域關(guān)系演算語(yǔ)言域關(guān)系演算語(yǔ)言 謂詞變?cè)幕緦?duì)象是域變量謂詞變?cè)幕緦?duì)象是域變量 典型代表：典型代表：QBE 具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語(yǔ)言具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語(yǔ)言 典型代表：典型代表：SQL關(guān)系操作（續(xù)）關(guān)系操作（續(xù)）l4) 關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的特點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的特點(diǎn) 關(guān)系語(yǔ)言是一種高度非過(guò)程化的語(yǔ)言關(guān)系語(yǔ)言是一種高度非過(guò)程化的語(yǔ)言 存取路徑的選

7、擇由存取路徑的選擇由DBMS的優(yōu)化機(jī)制來(lái)完成的優(yōu)化機(jī)制來(lái)完成 用戶不必用循環(huán)結(jié)構(gòu)就可以完成數(shù)據(jù)操作用戶不必用循環(huán)結(jié)構(gòu)就可以完成數(shù)據(jù)操作 能夠嵌入高級(jí)語(yǔ)言中使用能夠嵌入高級(jí)語(yǔ)言中使用 關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算三種關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算三種語(yǔ)言在表達(dá)能力上完全等價(jià)語(yǔ)言在表達(dá)能力上完全等價(jià)3. 3. 關(guān)系的三類完整性約束關(guān)系的三類完整性約束l實(shí)體完整性實(shí)體完整性 通常由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持通常由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持l參照完整性參照完整性 早期系統(tǒng)不支持，目前大型系統(tǒng)能自動(dòng)支持早期系統(tǒng)不支持，目前大型系統(tǒng)能自動(dòng)支持l用戶定義的完整性用戶定義的完整性 反映應(yīng)用領(lǐng)域需要遵循的約束條件，體現(xiàn)了

8、反映應(yīng)用領(lǐng)域需要遵循的約束條件，體現(xiàn)了具體領(lǐng)域中的語(yǔ)義約束具體領(lǐng)域中的語(yǔ)義約束 用戶定義后由系統(tǒng)支持用戶定義后由系統(tǒng)支持第第2章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3 關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性2.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)2.5 關(guān)系演算關(guān)系演算2.6 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)2.7 小結(jié)小結(jié)2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l關(guān)系模型建立在集合代數(shù)的基礎(chǔ)上關(guān)系模型建立在集合代數(shù)的基礎(chǔ)上l關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念 關(guān)系關(guān)系 關(guān)系模式關(guān)系模式 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l1.1.關(guān)系關(guān)系

9、l2.2.關(guān)系模式關(guān)系模式l3.3.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)一、一、 關(guān)系關(guān)系l 域（域（Domain）l 2. 笛卡爾積（笛卡爾積（Cartesian Product）l 3. 關(guān)系（關(guān)系（Relation） 域（域（Domain）l域域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。 例例 整數(shù)整數(shù) 實(shí)數(shù)實(shí)數(shù) 指定長(zhǎng)度的字符串集合指定長(zhǎng)度的字符串集合 介于某個(gè)取值范圍的整數(shù)介于某個(gè)取值范圍的整數(shù) 男男，女女 介于某個(gè)取值范圍的日期介于某個(gè)取值范圍的日期2. 笛卡爾積（笛卡爾積（Cartesian Product）l1) 笛卡爾積笛卡爾積 給定一組域給定一組域D1，D2， ，

10、Dn，這些域中可，這些域中可以有相同的。以有相同的。D1，D2， ，Dn的的笛卡爾積笛卡爾積為：為： D1D2 Dn (d1, d2, , dn)di Di， i1, 2, , n 所有域的所有取值的一個(gè)組合所有域的所有取值的一個(gè)組合 不能重復(fù)不能重復(fù)笛卡爾積（續(xù)笛卡爾積（續(xù))例例 給出三個(gè)域：給出三個(gè)域： D1=SUPERVISOR = 張清玫，劉逸張清玫，劉逸 D2=SPECIALITY=計(jì)算機(jī)專業(yè)，信息專業(yè)計(jì)算機(jī)專業(yè)，信息專業(yè) D3=POSTGRADUATE=李勇，劉晨，王敏李勇，劉晨，王敏則則D1，D2，D3的笛卡爾積為：的笛卡爾積為：D1D2D3 (張清玫，計(jì)算機(jī)專業(yè)，李勇張清玫，計(jì)

11、算機(jī)專業(yè)，李勇)，(張清玫，計(jì)算機(jī)專業(yè)，劉晨張清玫，計(jì)算機(jī)專業(yè)，劉晨)， (張清玫，計(jì)算機(jī)專業(yè)，王敏張清玫，計(jì)算機(jī)專業(yè)，王敏)，(張清玫，信息專業(yè)，李勇張清玫，信息專業(yè)，李勇)， (張清玫，信息專業(yè)，劉晨張清玫，信息專業(yè)，劉晨)，(張清玫，信息專業(yè)，王敏張清玫，信息專業(yè)，王敏)， (劉逸，計(jì)算機(jī)專業(yè)，李勇劉逸，計(jì)算機(jī)專業(yè)，李勇)，(劉逸，計(jì)算機(jī)專業(yè)，劉晨劉逸，計(jì)算機(jī)專業(yè)，劉晨)， (劉逸，計(jì)算機(jī)專業(yè)，王敏劉逸，計(jì)算機(jī)專業(yè)，王敏)，(劉逸，信息專業(yè)，李勇劉逸，信息專業(yè)，李勇)， (劉逸，信息專業(yè)，劉晨劉逸，信息專業(yè)，劉晨)，(劉逸，信息專業(yè)，王敏劉逸，信息專業(yè)，王敏) 笛卡爾積（續(xù)笛卡爾積（續(xù))

12、l2) 元組元組（Tuple） 笛卡爾積中每一個(gè)元素（笛卡爾積中每一個(gè)元素（d1，d2， ，dn）叫作一）叫作一個(gè)個(gè)n元組元組（n-tuple）或簡(jiǎn)稱）或簡(jiǎn)稱元組元組。 例例l3) 分量（分量（Component） 笛卡爾積元素（笛卡爾積元素（d1，d2， ，dn）中的每一個(gè)值）中的每一個(gè)值di叫作一個(gè)叫作一個(gè)分量分量。 例例笛卡爾積（續(xù)笛卡爾積（續(xù))l4) 基數(shù)（基數(shù)（Cardinal number） 若若Di（i1，2， ，n）為有限集，其基數(shù)）為有限集，其基數(shù)為為mi（i1，2， ，n），則），則D1D2 Dn的基數(shù)的基數(shù)M為：為：在上例中，基數(shù)：在上例中，基數(shù)：22312，即，即D1D

13、2D3共有共有22312個(gè)元組個(gè)元組mMin1i笛卡爾積（續(xù)笛卡爾積（續(xù))l5)笛卡爾積的表示方法笛卡爾積的表示方法 笛卡爾積可表示為一個(gè)二維表。表中的每行笛卡爾積可表示為一個(gè)二維表。表中的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表中的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表中的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。在上例中，在上例中，12個(gè)元組可列成一張二維表個(gè)元組可列成一張二維表 表表 2.1 D1， D2， D3的的 笛笛 卡卡 爾爾 積積SUPE R VISO RSPE CIAL IT YPO ST G R A DU AT E張張 清清 玫玫計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇張張 清清 玫玫計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨張張

14、 清清 玫玫計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏張張 清清 玫玫信信 息息 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇張張 清清 玫玫信信 息息 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨張張 清清 玫玫信信 息息 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏劉劉 逸逸計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇劉劉 逸逸計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨劉劉 逸逸計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏劉劉 逸逸信信 息息 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇劉劉 逸逸信信 息息 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨劉劉 逸逸信信 息息 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏笛卡爾積（續(xù)笛卡爾積（續(xù))表表 2.1 D1， D2， D3的的 笛笛 卡卡 爾爾 積積SU P E R V ISO RSP E C I

15、A L IT YP O ST G R A D U A T E張張 清清 玫玫計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇張張 清清 玫玫計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨張張 清清 玫玫計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏張張 清清 玫玫信信 息息 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇張張 清清 玫玫信信 息息 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨張張 清清 玫玫信信 息息 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏劉劉 逸逸計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇劉劉 逸逸計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨劉劉 逸逸計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏劉劉 逸逸信信 息息 專專 業(yè)業(yè)李李 勇勇劉劉 逸逸信信 息息 專專 業(yè)業(yè)劉劉 晨晨劉劉

16、逸逸信信 息息 專專 業(yè)業(yè)王王 敏敏3. 關(guān)系關(guān)系（Relation）l1) 關(guān)系關(guān)系 D1D2 Dn的子集叫作在域的子集叫作在域D1, D2, , Dn上的上的關(guān)系關(guān)系，表示為，表示為 R（D1，D2， ，Dn） R：關(guān)系名關(guān)系名 n：關(guān)系的關(guān)系的目目或或度度（Degree）關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l1) 關(guān)系關(guān)系(續(xù)續(xù)) 注意注意 關(guān)系是笛卡爾積的有限子集。無(wú)限關(guān)系在數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系是笛卡爾積的有限子集。無(wú)限關(guān)系在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中是無(wú)意義的。系統(tǒng)中是無(wú)意義的。 由于笛卡爾積不滿足交換律，即由于笛卡爾積不滿足交換律，即 (d1，d2， ，dn )(d2，d1， ，dn ) 但關(guān)系滿足交換律，即但關(guān)系滿足交

17、換律，即 (d1，d2 ， ，di ，dj ， ，dn）=（d1，d2 ， ， dj ， di， ，dn） （i，j = 1，2，n） 解決方法：為關(guān)系的每個(gè)列附加一個(gè)屬性名以取解決方法：為關(guān)系的每個(gè)列附加一個(gè)屬性名以取消關(guān)系元組的有序性消關(guān)系元組的有序性關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）例例 在表在表2.1 的笛卡爾積中取出有實(shí)際意義的元組的笛卡爾積中取出有實(shí)際意義的元組 來(lái)構(gòu)造關(guān)系來(lái)構(gòu)造關(guān)系關(guān)系：關(guān)系：SAP(SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE) 關(guān)系名，屬性名關(guān)系名，屬性名假設(shè)：假設(shè)：導(dǎo)師與專業(yè)：導(dǎo)師與專業(yè)：1:1，導(dǎo)師與研究生：，導(dǎo)師與研究生：1:n于是：于是：SA

18、P關(guān)系可以包含三個(gè)元組關(guān)系可以包含三個(gè)元組 (張清玫，信息專業(yè)，李勇張清玫，信息專業(yè)，李勇)， (張清玫，信息專業(yè)，劉晨張清玫，信息專業(yè)，劉晨)， (劉逸，信息專業(yè)，王敏劉逸，信息專業(yè)，王敏) 關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l2) 元組元組 關(guān)系中的每個(gè)元素是關(guān)系中的關(guān)系中的每個(gè)元素是關(guān)系中的元組元組，通常用，通常用 t 表示。表示。l3) 單元關(guān)系與二元關(guān)系單元關(guān)系與二元關(guān)系 當(dāng)當(dāng)n=1時(shí)，稱該關(guān)系為時(shí)，稱該關(guān)系為單元單元關(guān)系關(guān)系（Unary relation）。）。 當(dāng)當(dāng)n=2時(shí)，稱該關(guān)系為時(shí)，稱該關(guān)系為二元二元關(guān)系關(guān)系（Binary relation）。）。關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l4) 關(guān)系的表示關(guān)

19、系的表示 關(guān)系也是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元關(guān)系也是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。組，表的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。表表2.2 SAP關(guān)關(guān) 系系SUPERVISORSPECIALITYPOSTGRADUATE張張清清玫玫信信息息專專業(yè)業(yè)李李勇勇張張清清玫玫信信息息專專業(yè)業(yè)劉劉晨晨劉劉逸逸信信息息專專業(yè)業(yè)王王敏敏關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l5) 屬性屬性 關(guān)系中不同列可以對(duì)應(yīng)相同的域，為了加以關(guān)系中不同列可以對(duì)應(yīng)相同的域，為了加以區(qū)分，必須對(duì)每列起一個(gè)名字，稱為區(qū)分，必須對(duì)每列起一個(gè)名字，稱為屬性屬性（Attribute）。）。 n目關(guān)系必有目關(guān)系必有n個(gè)屬性。個(gè)屬性。關(guān)系（續(xù)）關(guān)系

20、（續(xù)）l6) 碼碼 候選碼候選碼 若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱該屬性組為組，則稱該屬性組為候選碼候選碼（Candidate key）。）。 候選碼的諸屬性稱為候選碼的諸屬性稱為主屬性主屬性（Prime attribute）。）。 不包含在任何侯選碼中的屬性稱為非碼屬性不包含在任何侯選碼中的屬性稱為非碼屬性（Non-key attribute）。）。 在最簡(jiǎn)單的情況下，候選碼只包含一個(gè)屬性。在在最簡(jiǎn)單的情況下，候選碼只包含一個(gè)屬性。在最極端的情況下，關(guān)系模式的所有屬性組是這個(gè)最極端的情況下，關(guān)系模式的所有屬性組是這個(gè)關(guān)系模式的候選碼

21、，稱為關(guān)系模式的候選碼，稱為全碼全碼（All-key）。）。關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l碼碼(續(xù)續(xù)) 主碼主碼 若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，則選定其中一個(gè)為若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，則選定其中一個(gè)為主主碼碼（Primary key）。）。關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l7) 三類關(guān)系三類關(guān)系 基本關(guān)系（基本表或基表）基本關(guān)系（基本表或基表） 實(shí)際存在的表，是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的邏輯表示實(shí)際存在的表，是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的邏輯表示 查詢表查詢表 查詢結(jié)果對(duì)應(yīng)的表查詢結(jié)果對(duì)應(yīng)的表 視圖表視圖表 由基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對(duì)由基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對(duì)應(yīng)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)應(yīng)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l

22、8) 基本關(guān)系的性質(zhì)基本關(guān)系的性質(zhì) 列是同質(zhì)的（列是同質(zhì)的（Homogeneous） 每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來(lái)自同一個(gè)每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來(lái)自同一個(gè)域。域。 不同的列可出自同一個(gè)域不同的列可出自同一個(gè)域 其中的每一列稱為一個(gè)屬性其中的每一列稱為一個(gè)屬性 不同的屬性要給予不同的屬性名不同的屬性要給予不同的屬性名關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）例例：上例中也可以只給出兩個(gè)域：上例中也可以只給出兩個(gè)域：人（人（PERSON）=張清玫，劉逸，李勇，劉晨，王敏張清玫，劉逸，李勇，劉晨，王敏專業(yè)（專業(yè)（SPECIALITY）=計(jì)算機(jī)專業(yè)，信息專業(yè)計(jì)算機(jī)專業(yè)，信息專業(yè)SAP關(guān)系的導(dǎo)師屬性和研究生屬

23、性都從關(guān)系的導(dǎo)師屬性和研究生屬性都從PERSON域中取值。域中取值。為了避免混淆，必須給這兩個(gè)屬性取不同的屬性名，而不能為了避免混淆，必須給這兩個(gè)屬性取不同的屬性名，而不能直接使用域名。直接使用域名。例如定義導(dǎo)師屬性名為例如定義導(dǎo)師屬性名為SUPERVISOR-PERSON（或（或SUPERVISOR） 研究生屬性名為研究生屬性名為POSTGRADUATE-PERSON（或（或POSTGRADUATE）SAP(SUPERVISOR-PERSON, SPECIALITY , POSTGRADUATE-PERSON)關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l基本關(guān)系的性質(zhì)基本關(guān)系的性質(zhì)(續(xù)續(xù)) 列的順序無(wú)所謂列的順序

24、無(wú)所謂 列的次序可以任意交換列的次序可以任意交換 遵循這一性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品遵循這一性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品(如如ORACLE)，增加，增加新屬性時(shí)，永遠(yuǎn)是插至最后一列新屬性時(shí)，永遠(yuǎn)是插至最后一列 但也有許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品沒(méi)有遵循這一性質(zhì)，但也有許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品沒(méi)有遵循這一性質(zhì)，例如例如FoxPro仍然區(qū)分了屬性順序仍然區(qū)分了屬性順序關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l基本關(guān)系的性質(zhì)基本關(guān)系的性質(zhì)(續(xù)續(xù)) 任意兩個(gè)元組不能完全相同任意兩個(gè)元組不能完全相同 由笛卡爾積的性質(zhì)決定由笛卡爾積的性質(zhì)決定 但許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品沒(méi)有遵循這一性質(zhì)。例如但許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品沒(méi)有遵循這一性質(zhì)。例如Oracle，F(xiàn)oxPro等都允許關(guān)

25、系表中存在兩個(gè)完全等都允許關(guān)系表中存在兩個(gè)完全相同的元組，除非用戶特別定義了相應(yīng)的約束條相同的元組，除非用戶特別定義了相應(yīng)的約束條件。件。關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l基本關(guān)系的性質(zhì)基本關(guān)系的性質(zhì)(續(xù)續(xù)) 行的順序無(wú)所謂行的順序無(wú)所謂 行的次序可以任意交換行的次序可以任意交換 遵循這一性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品遵循這一性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品(如如ORACLE)，插入，插入一個(gè)元組時(shí)永遠(yuǎn)插至最后一行一個(gè)元組時(shí)永遠(yuǎn)插至最后一行 但也有許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品沒(méi)有遵循這一性質(zhì)，但也有許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品沒(méi)有遵循這一性質(zhì)，例如例如FoxPro仍然區(qū)分了元組的順序仍然區(qū)分了元組的順序關(guān)系（續(xù)）關(guān)系（續(xù)）l基本關(guān)系的性質(zhì)基本關(guān)系的性質(zhì)(

26、續(xù)續(xù)) 分量必須取原子值分量必須取原子值 每一個(gè)分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。這是規(guī)每一個(gè)分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。這是規(guī) 范條件中最基本的一條范條件中最基本的一條表表2.3 非非 規(guī)規(guī) 范范 化化 關(guān)關(guān) 系系POSTGRADUATESUPERVISORSPECIALITYPG1PG2張張清清玫玫信信息息專專業(yè)業(yè)李李勇勇劉劉晨晨劉劉逸逸信信息息專專業(yè)業(yè)王王敏敏二、二、 關(guān)系模式關(guān)系模式l1什么是關(guān)系模式什么是關(guān)系模式l2定義關(guān)系模式定義關(guān)系模式l3. 關(guān)系模式與關(guān)系關(guān)系模式與關(guān)系1什么是關(guān)系模式什么是關(guān)系模式l關(guān)系模式（關(guān)系模式（Relation Schema）是型，關(guān)系是值）是型，關(guān)系是值l

27、關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系的描述關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系的描述 元組集合的結(jié)構(gòu)元組集合的結(jié)構(gòu) 屬性構(gòu)成屬性構(gòu)成 屬性來(lái)自的域?qū)傩詠?lái)自的域 屬性與域之間的映象關(guān)系屬性與域之間的映象關(guān)系 元組語(yǔ)義元組語(yǔ)義 完整性約束條件完整性約束條件 屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系集合屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系集合2定義關(guān)系模式定義關(guān)系模式l關(guān)系模式可以形式化地表示為：關(guān)系模式可以形式化地表示為： R（U，D，dom，F(xiàn)） R 關(guān)系名關(guān)系名U 組成該關(guān)系的屬性名集合組成該關(guān)系的屬性名集合D 屬性組屬性組U中屬性所來(lái)自的域中屬性所來(lái)自的域dom 屬性向域的映象集合屬性向域的映象集合F 屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系集合。屬性間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系集合。定義關(guān)系模式

28、定義關(guān)系模式 (續(xù)續(xù))例例 在上面例子中，由于導(dǎo)師和研究生出自同一在上面例子中，由于導(dǎo)師和研究生出自同一個(gè)域個(gè)域人，所以要取不同的屬性名，并在人，所以要取不同的屬性名，并在模式中定義屬性向域的映象，即說(shuō)明它們分模式中定義屬性向域的映象，即說(shuō)明它們分別出自哪個(gè)域，如：別出自哪個(gè)域，如： dom（SUPERVISOR-PERSON）= dom（POSTGRADUATE-PERSON）=PERSON定義關(guān)系模式定義關(guān)系模式 (續(xù)續(xù))l關(guān)系模式通?？梢院?jiǎn)記為關(guān)系模式通?？梢院?jiǎn)記為 R (U) 或或 R (A1，A2，An)R 關(guān)系名關(guān)系名A1，A2，An 屬性名屬性名注：域名及屬性向域的映象常常直接說(shuō)

29、明為屬注：域名及屬性向域的映象常常直接說(shuō)明為屬 性的類型、長(zhǎng)度。性的類型、長(zhǎng)度。3. 關(guān)系模式與關(guān)系關(guān)系模式與關(guān)系l關(guān)系模式關(guān)系模式 對(duì)關(guān)系的描述對(duì)關(guān)系的描述 靜態(tài)的、穩(wěn)定的靜態(tài)的、穩(wěn)定的l關(guān)系關(guān)系 關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容 動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的l關(guān)系模式和關(guān)系往往統(tǒng)稱為關(guān)系，通過(guò)關(guān)系模式和關(guān)系往往統(tǒng)稱為關(guān)系，通過(guò)上下文加以區(qū)別。上下文加以區(qū)別。三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)l1. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)l2. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值1. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)l在一個(gè)給定的應(yīng)用領(lǐng)域中，所有實(shí)體及在一個(gè)給定的應(yīng)用領(lǐng)域中，所

30、有實(shí)體及實(shí)體之間聯(lián)系的關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)實(shí)體之間聯(lián)系的關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。系數(shù)據(jù)庫(kù)。2. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值l關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也有型和值之分關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也有型和值之分l關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的描述是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的描述 若干域的定義若干域的定義 在這些域上定義的若干關(guān)系模式在這些域上定義的若干關(guān)系模式l關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值是這些關(guān)系模式在某一關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值是這些關(guān)系模式在某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的關(guān)系的集合，通常簡(jiǎn)稱為關(guān)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的關(guān)系的集合，通常簡(jiǎn)稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系數(shù)據(jù)庫(kù)第第2章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

31、概述2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3 關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性2.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)2.5 關(guān)系演算關(guān)系演算2.6 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)2.7 小結(jié)小結(jié)2.3 關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性l關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束條關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束條件。件。l關(guān)系模型中三類完整性約束：關(guān)系模型中三類完整性約束： 實(shí)體完整性實(shí)體完整性 參照完整性參照完整性 用戶定義的完整性用戶定義的完整性l實(shí)體完整性和參照完整性是關(guān)系模型必須滿足實(shí)體完整性和參照完整性是關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件，被稱作是關(guān)系的兩個(gè)的完整性約束條件，被稱作是關(guān)系的兩個(gè)不變不變性性，應(yīng)

32、該由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持。，應(yīng)該由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持。關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性(續(xù)續(xù))l1. 實(shí)體完整性實(shí)體完整性l2. 參照完整性參照完整性l3. 用戶定義的完整性用戶定義的完整性一、一、 實(shí)體完整性實(shí)體完整性l實(shí)體完整性規(guī)則（實(shí)體完整性規(guī)則（Entity Integrity） 若屬性若屬性A是基本關(guān)系是基本關(guān)系R的主屬性，則屬性的主屬性，則屬性A不不能取空值。能取空值。例例SAP(SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE)POSTGRADUATE屬性為主碼（假設(shè)研究生不會(huì)重屬性為主碼（假設(shè)研究生不會(huì)重名），則其不能取空值。名），則其不能取空值。實(shí)體完整性實(shí)體完整性(續(xù)

33、續(xù))l關(guān)系模型必須遵守實(shí)體完整性規(guī)則的原因關(guān)系模型必須遵守實(shí)體完整性規(guī)則的原因 (1) 實(shí)體完整性規(guī)則是針對(duì)基本關(guān)系而言的。實(shí)體完整性規(guī)則是針對(duì)基本關(guān)系而言的。一個(gè)基本表通常對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)實(shí)體集一個(gè)基本表通常對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)實(shí)體集或多對(duì)多聯(lián)系?；蚨鄬?duì)多聯(lián)系。 (2) 現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和實(shí)體間的聯(lián)系都是現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和實(shí)體間的聯(lián)系都是可區(qū)分的，即它們具有某種唯一性標(biāo)識(shí)?？蓞^(qū)分的，即它們具有某種唯一性標(biāo)識(shí)。 (3) 相應(yīng)地，關(guān)系模型中以候選碼作為唯一相應(yīng)地，關(guān)系模型中以候選碼作為唯一性標(biāo)識(shí)。性標(biāo)識(shí)。實(shí)體完整性實(shí)體完整性(續(xù)續(xù))l關(guān)系模型必須遵守實(shí)體完整性規(guī)則的原因關(guān)系模型必須遵守實(shí)體完整性

34、規(guī)則的原因(續(xù)續(xù)) (4) 候選碼中的屬性即主屬性不能取空值。候選碼中的屬性即主屬性不能取空值。所謂空值就是所謂空值就是“不知道不知道”或或“無(wú)意義無(wú)意義”的值。的值。如果主屬性取空值，就說(shuō)明存在某個(gè)不可標(biāo)如果主屬性取空值，就說(shuō)明存在某個(gè)不可標(biāo)識(shí)的實(shí)體，即存在不可區(qū)分的實(shí)體，這與第識(shí)的實(shí)體，即存在不可區(qū)分的實(shí)體，這與第(2)點(diǎn)相矛盾，因此這個(gè)規(guī)則稱為實(shí)體完整點(diǎn)相矛盾，因此這個(gè)規(guī)則稱為實(shí)體完整性。性。實(shí)體完整性實(shí)體完整性(續(xù)續(xù))l注意注意 實(shí)體完整性規(guī)則規(guī)定基本關(guān)系的所有主屬性實(shí)體完整性規(guī)則規(guī)定基本關(guān)系的所有主屬性都不能取空值，而不僅是主碼整體不能取空都不能取空值，而不僅是主碼整體不能取空值。值

35、。例：例： 選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)） “學(xué)號(hào)、課程號(hào)學(xué)號(hào)、課程號(hào)”為主碼，為主碼， 則學(xué)號(hào)和課程號(hào)兩個(gè)屬性都不能取空值則學(xué)號(hào)和課程號(hào)兩個(gè)屬性都不能取空值二、二、 參照完整性參照完整性l1. 關(guān)系間的引用關(guān)系間的引用l2. 外碼外碼l3. 參照完整性規(guī)則參照完整性規(guī)則1. 關(guān)系間的引用關(guān)系間的引用l在關(guān)系模型中實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是在關(guān)系模型中實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)描述的，因此可能存在著關(guān)系用關(guān)系來(lái)描述的，因此可能存在著關(guān)系與關(guān)系間的引用。與關(guān)系間的引用。例例1 學(xué)生實(shí)體、專業(yè)實(shí)體以及專業(yè)與學(xué)生間學(xué)生實(shí)體、專業(yè)實(shí)體以及專業(yè)與學(xué)生間的一對(duì)多聯(lián)系的一對(duì)多聯(lián)系 學(xué)生

36、（學(xué)生（學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)，姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡），姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡） 專業(yè)（專業(yè)（專業(yè)號(hào)專業(yè)號(hào)，專業(yè)名），專業(yè)名）學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)姓姓 名名性性 別別專專 業(yè)業(yè) 號(hào)號(hào)年年 齡齡8 0 1張張 三三女女0 11 98 0 2李李 四四男男0 12 08 0 3王王 五五男男0 12 08 0 4趙趙 六六女女0 22 08 0 5錢錢 七七男男0 21 9專專 業(yè)業(yè) 號(hào)號(hào)專專 業(yè)業(yè) 名名0 1信信 息息0 2數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué)0 3計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī)學(xué)生（學(xué)生（學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)，姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡），姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡） 專業(yè)（專業(yè)（專業(yè)號(hào)專業(yè)號(hào)，專業(yè)名），專業(yè)名）關(guān)系間的引用關(guān)系間的引用(續(xù)續(xù))例例2

37、 學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系 學(xué)生（學(xué)生（學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)，姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡），姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡） 課程（課程（課程號(hào)課程號(hào)，課程名，學(xué)分），課程名，學(xué)分） 選修（選修（學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)，課程號(hào)課程號(hào)，成績(jī)），成績(jī)） 課課程程號(hào)號(hào)課課程程名名學(xué)學(xué)分分01數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)庫(kù)402數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)403編編譯譯404PASCAL2學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)姓姓 名名性性 別別專專 業(yè)業(yè) 號(hào)號(hào)年年 齡齡8 0 1張張 三三女女0 11 98 0 2李李 四四男男0 12 08 0 3王王 五五男男0 12 08 0 4趙趙 六六女女0 22 08 0 5錢錢 七七男男0

38、21 9學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)課課 程程號(hào)號(hào)成成 績(jī)績(jī)801049280103788010285802038280204908030488學(xué)生學(xué)生學(xué)生選課學(xué)生選課課程課程關(guān)系間的引用關(guān)系間的引用(續(xù)續(xù))例例3 學(xué)生實(shí)體及其內(nèi)部的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系學(xué)生實(shí)體及其內(nèi)部的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系(一對(duì)多一對(duì)多) 學(xué)生（學(xué)生（學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)，姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡，班長(zhǎng)），姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡，班長(zhǎng)）學(xué)學(xué)號(hào)號(hào)姓姓名名性性別別專專業(yè)業(yè)號(hào)號(hào)年年齡齡班班長(zhǎng)長(zhǎng)801張張三三女女0119802802李李四四男男0120803王王五五男男0120802804趙趙六六女女0220805805錢錢七七男男02192外碼外碼l外碼外碼 設(shè)設(shè)F是基本關(guān)系是基本

39、關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，的一個(gè)或一組屬性， 但不但不是關(guān)系是關(guān)系R的碼。如果的碼。如果F與基本關(guān)系與基本關(guān)系S的主碼的主碼Ks相 對(duì) 應(yīng) ， 則 稱相 對(duì) 應(yīng) ， 則 稱 F 是 基 本 關(guān) 系是 基 本 關(guān) 系 R 的的 外 碼外 碼（Foreign Key） 基本關(guān)系基本關(guān)系R稱稱為為參照關(guān)系參照關(guān)系（Referencing Relation） 基本關(guān)系基本關(guān)系S稱稱為為被參照關(guān)系被參照關(guān)系（Referenced Relation）或）或目標(biāo)關(guān)系目標(biāo)關(guān)系（Target Relation）。）。外碼外碼(續(xù)續(xù))l說(shuō)明說(shuō)明 關(guān)系關(guān)系R和和S不一定是不同的關(guān)系。不一定是不同的關(guān)系。 目標(biāo)關(guān)系目標(biāo)

40、關(guān)系S的主碼的主碼Ks和參照關(guān)系的外碼和參照關(guān)系的外碼F必必須定義在同一個(gè)（或一組）域上。須定義在同一個(gè)（或一組）域上。 外碼并不一定要與相應(yīng)的主碼同名。外碼并不一定要與相應(yīng)的主碼同名。 當(dāng)外碼與相應(yīng)的主碼屬于不同關(guān)系時(shí)，往往當(dāng)外碼與相應(yīng)的主碼屬于不同關(guān)系時(shí)，往往取相同的名字，以便于識(shí)別。取相同的名字，以便于識(shí)別。l例例3. 參照完整性規(guī)則參照完整性規(guī)則l參照完整性規(guī)則就是定義外碼與主碼之參照完整性規(guī)則就是定義外碼與主碼之間的引用規(guī)則。間的引用規(guī)則。l參照完整性規(guī)則參照完整性規(guī)則 若屬性（或?qū)傩越M）若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系是基本關(guān)系R的外碼，它與基的外碼，它與基本關(guān)系本關(guān)系S的主碼的主碼

41、Ks相對(duì)應(yīng)（基本關(guān)系相對(duì)應(yīng)（基本關(guān)系R和和S不一定是不一定是不同的關(guān)系），則對(duì)于不同的關(guān)系），則對(duì)于R中每個(gè)元組在中每個(gè)元組在F上的值必須上的值必須為：為： 或者取空值（或者取空值（F的每個(gè)屬性值均為空值）的每個(gè)屬性值均為空值） 或者等于或者等于S中某個(gè)元組的主碼值。中某個(gè)元組的主碼值。參照完整性規(guī)則參照完整性規(guī)則(續(xù)續(xù))l例例例例1學(xué)生關(guān)系中每個(gè)元組的學(xué)生關(guān)系中每個(gè)元組的“專業(yè)號(hào)專業(yè)號(hào)”屬性只能屬性只能取下面兩類值：取下面兩類值：（1）空值，表示尚未給該學(xué)生分配專業(yè)；）空值，表示尚未給該學(xué)生分配專業(yè)；（2）非空值，這時(shí)該值必須是專業(yè)關(guān)系中某）非空值，這時(shí)該值必須是專業(yè)關(guān)系中某個(gè)元組的個(gè)元組的

42、“專業(yè)號(hào)專業(yè)號(hào)”值，表示該學(xué)生不可能值，表示該學(xué)生不可能分配到一個(gè)不存在的專業(yè)中。分配到一個(gè)不存在的專業(yè)中。參照完整性規(guī)則參照完整性規(guī)則(續(xù)續(xù))例例2 由于由于“學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)”和和“課程號(hào)課程號(hào)”是選修關(guān)系中的是選修關(guān)系中的主屬性，按照實(shí)體完整性和參照完整性規(guī)則，主屬性，按照實(shí)體完整性和參照完整性規(guī)則，它們只能取相應(yīng)被參照關(guān)系中已經(jīng)存在的主它們只能取相應(yīng)被參照關(guān)系中已經(jīng)存在的主碼值。碼值。參照完整性規(guī)則參照完整性規(guī)則(續(xù)續(xù))例例3 “班長(zhǎng)班長(zhǎng)”屬性值可以取兩類值：屬性值可以取兩類值：（1）空值，表示該學(xué)生所在班級(jí)尚未選出班）空值，表示該學(xué)生所在班級(jí)尚未選出班長(zhǎng)，或該學(xué)生本人即是班長(zhǎng)；長(zhǎng)，或該學(xué)生本

43、人即是班長(zhǎng)；（2）非空值，這時(shí)該值必須是本關(guān)系中某個(gè)）非空值，這時(shí)該值必須是本關(guān)系中某個(gè)元組的學(xué)號(hào)值。元組的學(xué)號(hào)值。三、三、 用戶定義的完整性用戶定義的完整性l用戶定義的完整性是針對(duì)某一具體關(guān)系用戶定義的完整性是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件，反映某一具體應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件，反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求。所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求。l關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制，以便用統(tǒng)一的系統(tǒng)的方法處理的機(jī)制，以便用統(tǒng)一的系統(tǒng)的方法處理它們，而不要由應(yīng)用程序承擔(dān)這一功能。它們，而不要由應(yīng)用程序承擔(dān)這一功能。用戶定義的完整性用戶定義的完整

44、性(續(xù)續(xù))例例 課程課程(課程號(hào)課程號(hào)，課程名，學(xué)分，課程名，學(xué)分) “課程名課程名”屬性必須取唯一值屬性必須取唯一值 非主屬性非主屬性“課程名課程名”也不能取空值也不能取空值 “學(xué)分學(xué)分”屬性只能取值屬性只能取值1，2，3，4第第2章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述2.2 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3 關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性2.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)2.5 關(guān)系演算關(guān)系演算2.6 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)2.7 小結(jié)小結(jié)關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）l1. 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)l2. 運(yùn)算的三要素運(yùn)算的三要素l3. 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)

45、要素l4. 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的分類關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的分類l5. 表示記號(hào)表示記號(hào)關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）l1.關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù) 一種抽象的查詢語(yǔ)言一種抽象的查詢語(yǔ)言 用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）l2運(yùn)算的三要素運(yùn)算的三要素 運(yùn)算對(duì)象運(yùn)算對(duì)象 運(yùn)算符運(yùn)算符 運(yùn)算結(jié)果運(yùn)算結(jié)果關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）l3關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素 運(yùn)算對(duì)象：關(guān)系運(yùn)算對(duì)象：關(guān)系 運(yùn)算結(jié)果：關(guān)系運(yùn)算結(jié)果：關(guān)系 運(yùn)算符：四類運(yùn)算符：四類關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)） 運(yùn)算符（續(xù)）運(yùn)算符（續(xù)） 集合運(yùn)算符集合運(yùn)算符 將關(guān)系看成元組的集合將關(guān)系看成元組的集合 從

46、關(guān)系的從關(guān)系的“水平水平”方向即行的角度來(lái)進(jìn)行運(yùn)方向即行的角度來(lái)進(jìn)行運(yùn)算算 專門的關(guān)系運(yùn)算符專門的關(guān)系運(yùn)算符 不僅涉及行而且涉及列不僅涉及行而且涉及列 算術(shù)比較符算術(shù)比較符 輔助專門的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作輔助專門的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作 邏輯運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符 輔助專門的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作輔助專門的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作集集合合運(yùn)運(yùn)算算符符-并并差差交交廣義笛廣義笛卡爾積卡爾積比比較較運(yùn)運(yùn)算算符符 大于大于大于等于大于等于小于小于小于等于小于等于等于等于不等于不等于運(yùn)算符運(yùn)算符含義含義運(yùn)算符運(yùn)算符含義含義表表2.4 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符 關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）專 門 的專 門 的關(guān)系關(guān)系運(yùn)

47、算 符運(yùn) 算 符 選擇選擇投影投影連接連接除除邏 輯 運(yùn)邏 輯 運(yùn)算符算符 非非與與或或運(yùn)算符運(yùn)算符含義含義運(yùn)算符運(yùn)算符含義含義表表2.4 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符（續(xù)）關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符（續(xù)） 關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）l4關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的分類關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的分類 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算 并、差、交、廣義笛卡爾積并、差、交、廣義笛卡爾積 專門的關(guān)系運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算 選擇、投影、連接、除選擇、投影、連接、除關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)）l5表示記號(hào)表示記號(hào) （1） R，t R，tAi 設(shè)關(guān)系模式為設(shè)關(guān)系模式為R(A1，A2， ，An)。它的一。它的一個(gè)關(guān)系設(shè)為個(gè)關(guān)系設(shè)為R。t

48、 R表示表示t是是R的一個(gè)元組。的一個(gè)元組。tAi則表示元組則表示元組t中相應(yīng)于屬性中相應(yīng)于屬性Ai的一個(gè)分量。的一個(gè)分量。 關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)） （2）A，tA，A 若若A=Ai1，Ai2，Aik，其中，其中Ai1，Ai2，Aik是是A1，A2，An中的一部分，則中的一部分，則A稱為稱為屬性列或域列。屬性列或域列。tA=(tAi1，tAi2，tAik)表示元組表示元組t在屬性列在屬性列A上諸分量的集合。上諸分量的集合。A則表示則表示A1，A2，An中去掉中去掉Ai1，Ai2，Aik后剩余的屬性組。后剩余的屬性組。 關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)） （3） tr ts R為為n目關(guān)系，目關(guān)

49、系，S為為m目關(guān)系。目關(guān)系。tr R，ts S， tr ts稱為元組的連接。它是一個(gè)稱為元組的連接。它是一個(gè)n + m列的元列的元組，前組，前n個(gè)分量為個(gè)分量為R中的一個(gè)中的一個(gè)n元組，后元組，后m個(gè)個(gè)分量為分量為S中的一個(gè)中的一個(gè)m元組。元組。 關(guān)系代數(shù)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)（續(xù)） 4）象集）象集Zx 給定一個(gè)關(guān)系給定一個(gè)關(guān)系R（X，Z），），X和和Z為屬性組。為屬性組。當(dāng)當(dāng)tX=x時(shí)，時(shí)，x在在R中的中的象集象集（Images Set）為：為： Zx=tZ|t R，tX=x 它表示它表示R中屬性組中屬性組X上值為上值為x的諸元組在的諸元組在Z上上分量的集合。分量的集合。 2.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)l

50、 2.4.1 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算l 2.4.2 專門的關(guān)系運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算2.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)l 2.4.1 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算l 2.4.2 專門的關(guān)系運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算2.4.1 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算l并并l差差l交交l廣義笛卡爾積廣義笛卡爾積1. 并（并（Union）lR和和S 具有相同的目具有相同的目n（即兩個(gè)關(guān)系都有（即兩個(gè)關(guān)系都有n個(gè)屬性）個(gè)屬性） 相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域lRS 仍為仍為n目關(guān)系，由屬于目關(guān)系，由屬于R或?qū)儆诨驅(qū)儆赟的元組組成的元組組成 RS = t|t Rt S 并并(續(xù)續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2

51、b2c1ABCa1b1c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSRS 2. 差（差（Difference）lR和和S 具有相同的目具有相同的目n 相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域lR - S 仍為仍為n目關(guān)系，由屬于目關(guān)系，由屬于R而不屬于而不屬于S的所有元的所有元組組成組組成 R -S = t|t Rt S 差差(續(xù)續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR-S 3. 交（交（Intersection）lR和和S 具有相同的目具有相同的目n 相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域相應(yīng)

52、的屬性取自同一個(gè)域lRS 仍為仍為n目關(guān)系，由既屬于目關(guān)系，由既屬于R又屬于又屬于S的元組組的元組組成成 RS = t|t Rt S RS = R (R-S）交交 (續(xù)續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR S 4. 廣義笛卡爾積（廣義笛卡爾積（Extended Cartesian Product）lR n目關(guān)系，目關(guān)系，k1個(gè)元組個(gè)元組lS m目關(guān)系，目關(guān)系，k2個(gè)元組個(gè)元組lRS 列：（列：（n+m）列的元組的集合）列的元組的集合 元組的前元組的前n列是關(guān)系列是關(guān)系R的一個(gè)元組的一個(gè)元組 后后m列是關(guān)系列

53、是關(guān)系S的一個(gè)元組的一個(gè)元組 行：行：k1k2個(gè)元組個(gè)元組 RS = tr ts |tr R ts S 廣義笛卡爾積廣義笛卡爾積 (續(xù)續(xù))ABCa1 b1 c1a1 b2 c2a2 b2 c1ABCa1 b2 c2a1 b3 c2a2 b2 c1RSR S ABCABCa1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b3c2a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a1b2c2a2b2c1a1b3c2a2b2c1a2b2c12.4 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)l2.4.1 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算l2.4.2 專門的關(guān)系運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算2.4

54、.2 專門的關(guān)系運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算l選擇選擇l投影投影l(fā)連接連接l除除1. 選擇（選擇（Selection） l1) 選擇又稱為限制（選擇又稱為限制（Restriction）l2) 選擇運(yùn)算符的含義選擇運(yùn)算符的含義 在關(guān)系在關(guān)系R中選擇滿足給定條件的諸元組中選擇滿足給定條件的諸元組 F(R) = t|t RF(t)= 真真 F：選擇條件，是一個(gè)邏輯表達(dá)式，基本形式為：選擇條件，是一個(gè)邏輯表達(dá)式，基本形式為： ( X1Y1 ) ( X2Y2 ) ：比較運(yùn)算符（，：比較運(yùn)算符（，或，或） X1，Y1等：屬性名、常量、簡(jiǎn)單函數(shù)；屬性名也可以用它等：屬性名、常量、簡(jiǎn)單函數(shù)；屬性名也可以用它的序號(hào)來(lái)代替

55、；的序號(hào)來(lái)代替； ：邏輯運(yùn)算符（：邏輯運(yùn)算符（或或） ：表示任選項(xiàng)：表示任選項(xiàng) ：表示上述格式可以重復(fù)下去：表示上述格式可以重復(fù)下去選擇（續(xù)）選擇（續(xù)）l3) 選擇運(yùn)算是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算選擇運(yùn)算是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算 l4) 舉例舉例設(shè)有一個(gè)學(xué)生設(shè)有一個(gè)學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫(kù)，包括學(xué)生關(guān)系課程數(shù)據(jù)庫(kù)，包括學(xué)生關(guān)系Student、課程關(guān)系、課程關(guān)系Course和選修關(guān)系和選修關(guān)系SC。選擇（續(xù)）選擇（續(xù)）學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)Sno姓姓 名名Sname性性 別別Ssex年年 齡齡Sage所所 在在 系系Sdept95001李勇李勇男男20CS95002劉晨劉晨女女19IS95003王敏王敏女女18MA9500

56、4張立張立男男19IS(a) Student例1例2例4例3例9選擇（續(xù)）選擇（續(xù)）(b)Course課程號(hào)課程號(hào)課程名課程名先行課先行課學(xué)分學(xué)分CnoCnameCpnoCcredit1數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)542數(shù)學(xué)數(shù)學(xué) 23信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)144操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)635數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)746數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 27PASCAL語(yǔ)言語(yǔ)言64例9選擇（續(xù)）選擇（續(xù)） (c)SC學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)課課 程程 號(hào)號(hào)成成 績(jī)績(jī)SnoCnoGrade9500119295001285950013889500229095002380例7例9選擇（續(xù)）選擇（續(xù)）例例1 查詢信息系（查詢信息系（IS系）全體學(xué)生系）全體學(xué)生 Sde

57、pt = IS (Student)或或 5 =IS (Student)結(jié)果：結(jié)果： SnoSnameSsexSageSdept95002劉晨劉晨女女19IS95004張立張立男男19IS選擇（續(xù)）選擇（續(xù)）例例2 查詢年齡小于查詢年齡小于20歲的學(xué)生歲的學(xué)生 Sage 20(Student) 或或 4 20(Student)結(jié)果：結(jié)果： SnoSnameSsexSageSdept95002劉晨劉晨女女19IS95003王敏王敏女女18MA95004張立張立男男19IS 2. 投影（投影（Projection） l1）投影運(yùn)算符的含義）投影運(yùn)算符的含義 從從R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)系中選擇

58、出若干屬性列組成新的關(guān)系 A(R) = tA | t R A：R中的屬性列中的屬性列 2. 投影（投影（Projection） l2）投影操作主要是從列的角度進(jìn)行運(yùn)算）投影操作主要是從列的角度進(jìn)行運(yùn)算 但投影之后不僅取消了原關(guān)系中的某些列，但投影之后不僅取消了原關(guān)系中的某些列，而且還可能取消某些元組（避免重復(fù)行）而且還可能取消某些元組（避免重復(fù)行）投影（續(xù)）投影（續(xù)）l3) 舉例舉例例例3 查詢學(xué)生的姓名和所在系查詢學(xué)生的姓名和所在系即求即求Student關(guān)系上學(xué)生姓名和所在系兩個(gè)關(guān)系上學(xué)生姓名和所在系兩個(gè)屬性上的投影屬性上的投影 Sname，Sdept(Student)或或 2，5(Stud

59、ent)結(jié)果：結(jié)果：投影（續(xù)）投影（續(xù)）SnameSdept李勇李勇CS劉晨劉晨IS王敏王敏MA張立張立IS投影（續(xù)）投影（續(xù)）例例4 查詢學(xué)生關(guān)系查詢學(xué)生關(guān)系Student中都有哪些系中都有哪些系 Sdept(Student)結(jié)果：結(jié)果：SdeptCSISMA3. 連接（連接（Join） l1）連接也稱為）連接也稱為連接連接l2）連接運(yùn)算的含義）連接運(yùn)算的含義 從兩個(gè)關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足從兩個(gè)關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組一定條件的元組 R S = | tr Rts StrAtsB A和和B：分別為分別為R和和S上度數(shù)相等且可比的屬性組上度數(shù)相等且可比的屬性組 ：比較

60、運(yùn)算符：比較運(yùn)算符 連接運(yùn)算從連接運(yùn)算從R和和S的廣義笛卡爾積的廣義笛卡爾積RS中選中選?。ㄈ。≧關(guān)系）在關(guān)系）在A屬性組上的值與（屬性組上的值與（S關(guān)系）關(guān)系）在在B屬性組上值滿足比較關(guān)系的元組。屬性組上值滿足比較關(guān)系的元組。 ABtr ts 連接連接(續(xù)續(xù)) l3）兩類常用連接運(yùn)算）兩類常用連接運(yùn)算 等值連接（等值連接（equijoin） 什么是等值連接什么是等值連接 為為“”的連接運(yùn)算稱為等值連接的連接運(yùn)算稱為等值連接 等值連接的含義等值連接的含義 從關(guān)系從關(guān)系R與與S的廣義笛卡爾積中選取的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性屬性值相等的那些元組，即等值連接為：值相等的那些元組，即等值連接為：