同济大学数据库关系模型和关系运算理论
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3.1.1 基本术语(1)
• 定义3.1 用二维表格表示实体集，用关键码进行 数据导航的数据模型称为关系模型（relational Model）。这里数据导航(data navigation)是指从 已知数据查找未知数据的过程和方法。
工号 姓名 年龄 性别 工资 4001 Zhang 50 M 2000 4002 Li 40 F 1500 4124 Liu 35 M 2000 5018 Wang 25 M 1000
这里带 线者为主键， 带 线者为外键。据规则要求关 系SC中的S#值应该在关系S中出现。如果关系SC中有一个元组 （S7,C4,80），而学号S7却在关系S中找不到，那么我们就认 为在关系SC中引用了一个不存在的学生实体，这就违反了参照 完整性规则。 另外，在关系SC中S# 不仅是外键，也是主键的一部分，因此 这里S# 值不允许空。
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (5)
③ 设课程之间有先修、后继连系。模式如下：
R（C#，CNAME，PC#） 其属性表示课程号、课程名、先修课的课程号。 如果规定，每门课程的直接先修课只有一门，那 么模式R的主键是C#，外键是PC#.。这里参照完 整性在一个模式中实现。即每门课程的直接先修 课必须在关系中出现。
• 关系中属性个数称为“元数”（arity），元组 个数为“基数”(cardinality)。
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3.1.1 基本术语(3)
• 关系元数为5，基数为4。
一般术语
关系模型术语
字段、数据项 属性
RA B C D E a1 b1 c1 d1 e1 a2 b2 c2 d2 e2 a3 b3 c3 d3 e3 a4 b4 c4 d4 e4
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关系模型和关系运算理论
• 3.1 关系模型的基本概念 • 3.2 关系代数 • 3.3 关系模型设计理论 • 3.4 关系数据库设计过程
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3.1 关系模型的基本概念
• 3.1.1 基本术语 • 3.1.2 关系的定义和性质 • 3.1.3 关系模型的三类完整性规则 • 3.1.4 关系模型的三级体系结构 • 3.1.5 关系模型的形式定义和优点 • 3.1.6 关系查询语言和关系运算
这条规则的实质是“不允许引用不存在的实体”。 在上述形式定义中，关系模式R1的关系称为“参照关 系”，关系模式R2的关系称为“依赖关系”。“主表” 和“副表”，“父表”和“子表”。
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (3)
• 例3.1 下面各种情况说明了参照完整性规则在关系中如何实现 的。
① 在关系数据库中有下列两个关系模式： S（S#，SNAME，AGE，SEX） SC（S#，C#，GRADE）
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (6)
• 用户定义的完整性规则 在建立关系模式时，对属性定义了数据类型，即 使这样可能还满足不了用户的需求。此时，用户 可以针对具体的数据约束，设置完整性规则，由 系统来检验实施，以使用统一的方法处理它们， 不再由应用程序承担这项工作。 例如学生的年龄定义为两位整数，范围还太大， 我们可以写如下规则把年龄限制在15～30岁之间： CHECK（AGE BETWEEN 15 AND 30）
记录类型
记录1
记录2 文 记录3 件
记录4 字段值
关系模式
元组1
元组2 关 元组3 系
元组4 属性值
图3.2 关系模型的术语
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3.1.1 基本术语(4)
• 关键码(key,简称键)由一个或多个属性组成。
在实际使用中，有下列几种键。 （1）超键（Super Key） （2）候选键（Candidate Key） （3）主键(Primary Key) 在图3.1中，（工号，姓名）是模式的一个超键，
相同的元组）； （3）由于关系是一个集合，因此不考虑元组间
的顺序，即没有行序； （4）元组中的属性在理论上也是无序的，
但使用时按习惯考虑列的顺序。
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3.1.3 关系模型的完整性规则(1)
• 实体完整性规则（entity integrity rule） 要求关系中元组在组成主键的属性上
不能有空值。如果出现空值，那么主键值 就起不了惟一标识元组的作用。
第2章 关系数据库
1
Hale Waihona Puke Baidu
本章重要概念
（1）基本概念
关系模型，关键码（主键和外键），关系 的定义和性质，三类完整性规则， （2）关系代数 五个基本操作，四个组合操作. (3) 理论知识 关系模型设计理论，关系数据库设计过程。
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本章概要
• 本章先介绍关系模型的基本概念；然后介绍关 系运算的三种理论：关系代数、关系演算；最 后介绍关系模型设计理论，关系数据库设计过 程。
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (4)
② 设工厂数据库中有两个关系模式：
DEPT(D#，DNAME) EMP(E#，ENAME，SALARY，D# ) 车间模式DEPT的属性为车间编号、车间名，职工模 式EMP的属性为工号、姓名、工资、所在车间的编 号。每个模式的主键与外键已标出。在EMP中，由 于D# 不在主键中，因此D# 值允许空。
但不是候选键， 而（工号）是候选键。在 实际使用中，如果选择（工号）作为删除或查 找元组的标志，那么称（工号）是主键。 （4）外键（Foreign Key）
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3.1.2 关系的定义和性质
• 定义3.2 关系是一个属性数目相同的元组的 集合。
• 在关系模型中，对关系作了下列规范性限制： （1）关系中每一个属性值都是不可分解的； （2）关系中不允许出现重复元组（即不允许出现
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (2)
• 参照完整性规则（reference integrity rule） • 定义3.3 参照完整性规则的形式定义如下：
如果属性集K是关系模式R1的主键，K也是关系 模式R2的外键，那么在R2的关系中，K的取值只允许 两种可能，或者为空值，或者等于R1关系中某个主键 值。
图3.1 职工登记表
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3.1.1 基本术语(2)
• 在关系模型中，字段称为属性，字段值称为 属性值，记录类型称为关系模式。在图3.2中， 关系模式名是R。记录称为元组（tuple），元 组 的 集 合 称 为 关 系 （ relation ） 或 实 例 （instance）。一般用大写字母A、B、C、… 表示单个属性，用大写字母 …、X、Y、Z表 示属性集，用小写字母表示属性值，有时也习 惯称呼关系为表或表格，元组为行(row)，属 性为列(column)。
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3.1.1 基本术语(1)
• 定义3.1 用二维表格表示实体集，用关键码进行 数据导航的数据模型称为关系模型（relational Model）。这里数据导航(data navigation)是指从 已知数据查找未知数据的过程和方法。
工号 姓名 年龄 性别 工资 4001 Zhang 50 M 2000 4002 Li 40 F 1500 4124 Liu 35 M 2000 5018 Wang 25 M 1000
这里带 线者为主键， 带 线者为外键。据规则要求关 系SC中的S#值应该在关系S中出现。如果关系SC中有一个元组 （S7,C4,80），而学号S7却在关系S中找不到，那么我们就认 为在关系SC中引用了一个不存在的学生实体，这就违反了参照 完整性规则。 另外，在关系SC中S# 不仅是外键，也是主键的一部分，因此 这里S# 值不允许空。
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (5)
③ 设课程之间有先修、后继连系。模式如下：
R（C#，CNAME，PC#） 其属性表示课程号、课程名、先修课的课程号。 如果规定，每门课程的直接先修课只有一门，那 么模式R的主键是C#，外键是PC#.。这里参照完 整性在一个模式中实现。即每门课程的直接先修 课必须在关系中出现。
• 关系中属性个数称为“元数”（arity），元组 个数为“基数”(cardinality)。
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3.1.1 基本术语(3)
• 关系元数为5，基数为4。
一般术语
关系模型术语
字段、数据项 属性
RA B C D E a1 b1 c1 d1 e1 a2 b2 c2 d2 e2 a3 b3 c3 d3 e3 a4 b4 c4 d4 e4
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关系模型和关系运算理论
• 3.1 关系模型的基本概念 • 3.2 关系代数 • 3.3 关系模型设计理论 • 3.4 关系数据库设计过程
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3.1 关系模型的基本概念
• 3.1.1 基本术语 • 3.1.2 关系的定义和性质 • 3.1.3 关系模型的三类完整性规则 • 3.1.4 关系模型的三级体系结构 • 3.1.5 关系模型的形式定义和优点 • 3.1.6 关系查询语言和关系运算
这条规则的实质是“不允许引用不存在的实体”。 在上述形式定义中，关系模式R1的关系称为“参照关 系”，关系模式R2的关系称为“依赖关系”。“主表” 和“副表”，“父表”和“子表”。
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (3)
• 例3.1 下面各种情况说明了参照完整性规则在关系中如何实现 的。
① 在关系数据库中有下列两个关系模式： S（S#，SNAME，AGE，SEX） SC（S#，C#，GRADE）
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (6)
• 用户定义的完整性规则 在建立关系模式时，对属性定义了数据类型，即 使这样可能还满足不了用户的需求。此时，用户 可以针对具体的数据约束，设置完整性规则，由 系统来检验实施，以使用统一的方法处理它们， 不再由应用程序承担这项工作。 例如学生的年龄定义为两位整数，范围还太大， 我们可以写如下规则把年龄限制在15～30岁之间： CHECK（AGE BETWEEN 15 AND 30）
记录类型
记录1
记录2 文 记录3 件
记录4 字段值
关系模式
元组1
元组2 关 元组3 系
元组4 属性值
图3.2 关系模型的术语
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3.1.1 基本术语(4)
• 关键码(key,简称键)由一个或多个属性组成。
在实际使用中，有下列几种键。 （1）超键（Super Key） （2）候选键（Candidate Key） （3）主键(Primary Key) 在图3.1中，（工号，姓名）是模式的一个超键，
相同的元组）； （3）由于关系是一个集合，因此不考虑元组间
的顺序，即没有行序； （4）元组中的属性在理论上也是无序的，
但使用时按习惯考虑列的顺序。
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3.1.3 关系模型的完整性规则(1)
• 实体完整性规则（entity integrity rule） 要求关系中元组在组成主键的属性上
不能有空值。如果出现空值，那么主键值 就起不了惟一标识元组的作用。
第2章 关系数据库
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Hale Waihona Puke Baidu
本章重要概念
（1）基本概念
关系模型，关键码（主键和外键），关系 的定义和性质，三类完整性规则， （2）关系代数 五个基本操作，四个组合操作. (3) 理论知识 关系模型设计理论，关系数据库设计过程。
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本章概要
• 本章先介绍关系模型的基本概念；然后介绍关 系运算的三种理论：关系代数、关系演算；最 后介绍关系模型设计理论，关系数据库设计过 程。
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (4)
② 设工厂数据库中有两个关系模式：
DEPT(D#，DNAME) EMP(E#，ENAME，SALARY，D# ) 车间模式DEPT的属性为车间编号、车间名，职工模 式EMP的属性为工号、姓名、工资、所在车间的编 号。每个模式的主键与外键已标出。在EMP中，由 于D# 不在主键中，因此D# 值允许空。
但不是候选键， 而（工号）是候选键。在 实际使用中，如果选择（工号）作为删除或查 找元组的标志，那么称（工号）是主键。 （4）外键（Foreign Key）
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3.1.2 关系的定义和性质
• 定义3.2 关系是一个属性数目相同的元组的 集合。
• 在关系模型中，对关系作了下列规范性限制： （1）关系中每一个属性值都是不可分解的； （2）关系中不允许出现重复元组（即不允许出现
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3.1.3 关系模型的完整性规则 (2)
• 参照完整性规则（reference integrity rule） • 定义3.3 参照完整性规则的形式定义如下：
如果属性集K是关系模式R1的主键，K也是关系 模式R2的外键，那么在R2的关系中，K的取值只允许 两种可能，或者为空值，或者等于R1关系中某个主键 值。
图3.1 职工登记表
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3.1.1 基本术语(2)
• 在关系模型中，字段称为属性，字段值称为 属性值，记录类型称为关系模式。在图3.2中， 关系模式名是R。记录称为元组（tuple），元 组 的 集 合 称 为 关 系 （ relation ） 或 实 例 （instance）。一般用大写字母A、B、C、… 表示单个属性，用大写字母 …、X、Y、Z表 示属性集，用小写字母表示属性值，有时也习 惯称呼关系为表或表格，元组为行(row)，属 性为列(column)。