工業(yè)控制數(shù)據(jù)庫關系模型

第三章關系模型--本章內(nèi)容關系模型概述關系模型基本概念關系模型的完整性約束關系代數(shù)邏輯數(shù)據(jù)庫設計：ER到關系的轉(zhuǎn)換關系模型概述為什么要學習關系模型?關系模型是目前廣泛使用的一種數(shù)據(jù)模型IBMDB2,MiscrosoftSQLServer,Informix,Oracle,Sybase,…………….僅有少量的遺產(chǎn)系統(tǒng)使用舊的數(shù)據(jù)模型IBM的IMS目前仍在使用目前關系模型的競爭者:面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型Objectstore,Versant,Ontus,……….對象關系模型:InformixUniversalServer,UniSQL,O2,ORACLE,DB2,………...關系模型概述關系數(shù)據(jù)模型是由E.F.Codd于1970年提出在此之前大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是基于層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的關系模型給數(shù)據(jù)庫領域帶來了一場革命，并取代了舊的數(shù)據(jù)模型,E.F.Codd并因此于1983年獲得TuringAwards在70年代中期，IBM和UC-Berkeley開發(fā)了早期的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)關系模型概述現(xiàn)在的關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有IBM的DB2InformixOracleSybaseMicrosoft的Access,SQLServerFox-xParadox關系模型概述關系模型是十分簡單的關系模型的數(shù)據(jù)結構非常單一，實體、聯(lián)系都表示成關系一個關系是一個具有行和列的二維表關系模型給出關系操作的能力，但不對RDBMS(關系型~)語言給出具體的語法要求查詢操作：選擇、投影、連接、除、并、交、差等更新操作：增加、刪除和修改一次一集合關系代數(shù)和關系演算高度非過程化關系模型概述關系模型的三類完整性約束系統(tǒng)支持：實體完整性和參照完整性用戶定義：用戶定義的完整性本章主要討論以下問題關系模型是如何表示數(shù)據(jù)的關系模型可以表示何種完整性約束數(shù)據(jù)是如何被查詢的如何將由ER模型表示的數(shù)據(jù)庫概念模式轉(zhuǎn)換為關系模式(模式)的視圖(外模式)問題關系模型基本概念關系域：一組具有相同數(shù)據(jù)類型值的集合笛卡爾積：給定一組域D1,D2,…,Dn，它們的笛卡爾積為：D1XD2X…Dn={(d1,d2,…,dn)|di∈Di,i=1,2,…n)元組：每一個元素(d1,d2,…,dn)叫做一個n元組，或元組分量：元素中的每一個值di叫做一個分量基數(shù)：若Di為有限集，其基數(shù)為mi,則D1XD2X…Dn的基數(shù)為：關系模型基本概念例如：給定三個域D1=MAN={王兵，李平，張英}，D2=WOMAN={丁梅，吳芳}D3=CHILD={王一，李一，李二}D1XD2XD3={（王兵，丁梅，王一），（王兵，丁梅，李一），（王兵，丁梅，李二），（王兵，吳芳，王一），（王兵，吳芳，李一），…}笛卡爾積可以表示為一個二維表，表中的每一行對應一個元組，每一列對應一個域關系模型基本概念MANWOMANCHILD王兵丁梅王一王兵丁梅李一王兵丁梅李二王兵吳芳王一王兵吳芳李一王兵吳芳李二李平丁梅王一李平丁梅李一李平丁梅李二李平吳芳王一李平吳芳李一李平吳芳李二MANWOMANCHILD張英丁梅王一張英丁梅李一張英丁梅李二張英吳芳王一張英吳芳李一張英吳芳李二續(xù)左表關系模型基本概念關系:D1XD2X…Dn的子集叫做在域D1,D2,…,Dn上的關系表示為R(D1,D2,…,Dn)關系的目或度：n單元關系：n=1二元關系：n=2關系是一個二維表（子集）例如：假設王兵的妻子是丁梅，他們的孩子是王一，李平的妻子是吳芳，他們的孩子是李一和李二，則取笛卡爾積的一個子集構造一個關系FAMILY關系模型基本概念在R(D1,D2,…,Dn)表示中，域可以重名，給每列一個名字，稱為屬性，關系表示為：R(A1,A2,…,An)例如：FAMILY(FATHER,MOTHER,CHILD)MANWOMANCHILD王兵丁梅王一李平吳芳李一李平吳芳李二FAMILY關系模型基本概念候選碼：能夠唯一標識一個元組的最小屬性組主碼：主屬性：候選碼中的屬性非碼屬性：不包含在任何候選碼中的屬性關系的性質(zhì)：關系模型要求在一個關系中不能存在完全相同的元組(但實際商用關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持重復元組)關系中元組行的序并不重要關系中列的序并不重要（但有些系統(tǒng)例外）關系模型基本概念分量必須取原子值不同的列可以出自同一個域給定域：person={王兵，李平，張英，丁梅，吳芳}child={王義，李一，李二}MANWOMANCHILDfirstsecond王兵丁梅王一李平吳芳李一李二FAMILYbad關系模型基本概念構造FAMILY關系，仍然取personXpersonXchild的子集，表示為：FAMILY(FATHER,MOTHER,CHILD)此處dom(FATHER)=dom(MOTHER)=person關系模式：關系的描述形式化表示：R(U,D,dom,F)，簡記為R(U)或R(A1,A2,…,An)屬性向域的映象常常說明為屬性的類型和長度關系模式是型，關系是值關系模型基本概念在關系模型中，實體和聯(lián)系都是用關系表示的例如：左圖

學生(學號，姓名，性別，專業(yè)，年齡)

課程(課程號，課程名，學時，學分)選修(學號，課程號，成績)一個關系數(shù)據(jù)庫是一組關系的集合；關系數(shù)據(jù)庫模式則是該數(shù)據(jù)庫所有關系模式的集合學生課程選修mn關系模型--關系的完整性關系模型的完整性是對關系的某種約束實體完整性：主碼中的屬性不可取空值(例子)參照完整性：例子：對于關系模式學生(學號，姓名，性別，專業(yè)，年齡)

課程(課程號，課程名，學時，學分)選修(學號，課程號，成績)外碼：設F是關系R的一個或一組屬性，但不是關系R的碼，如果F與關系S的主碼Ks相對應，則稱F為關系R的外碼關系模型--關系的完整性參照關系R，被參照關系S參照完整性：F的取值必須為：或者取空值或者等于S中某個元組的主碼值例如：部門(部門號，部門名，電話)

雇員(雇員號，雇員名，職稱，部門號)雇員中部門號的取值部門雇員擁有1n關系模型--關系的完整性用戶定義的完整性：任何關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都應支持實體完整性和參照完整性用戶定義的完整性定義某一具體應用中所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求，例如年齡的取值關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供定義和檢驗這類完整性機制關系模型--關系代數(shù)關系代數(shù)運算分為：傳統(tǒng)的集合運算和專門的關系運算集合運算前提：關系R和關系S具有相同的目，相應的屬性取自同一個域并：關系R和關系S的并記作：R

S（下頁）差：關系R和關系S的差記作：R-S交：關系R和關系S的交記作：R

S關系模型--關系代數(shù)ABCABCABCa1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a2b2c1a1b3c2ABCABCa1b2c2a1b1c1a2b2c1RSR

SR

SR-S關系模型--關系代數(shù)R×SABCABCABCa1b1c1a1b1c1a1b2c2a1b2c2a1b1c1a1b3c2a2b2c1a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2ABCa1b2c2a1b3c2a1b2c2a1b2c2a2b2c1a1b3c2