《数据库系统及应用教程》第2章关系数据库精品PPT课件

在关系模型中，对关系作了下列规范性限制：
(1) 关系中的每一个属性值是不可分解的。也就是说， 要求关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即 表中不能含有表。这是关系数据库对关系的最基本的限 制。 (2) 每一个关系模式中属性的数据类型以及属性的个数 是固定的，并且每个属性必须命名，在同一个关系模式 中，属性名必须是不同的。 (3) 每一个关系仅有一种关系模式。 (4) 在关系中元组的顺序是无关紧要的，即没有行序。 (5) 在关系中属性的顺序可任意交换，交换是应连同属 性名一起交换，即没有列序。 (6) 在同一个关系中不允许出现完全相同的元组。
第2章 关系数据库
2.1 关系模型的基本概念 2.2 关系代数 2.3 关系规范化 2.4 习题
2.1 关系模型的基本概念
2.1.1 关系模型的基本术语 2.1.2 关系的定义和性质 2.1.3 关系模型的三要素
2.1.1 关系模型的基本术语
1. 关系 2. 属性及值域 3. 关系模式 4. 元组 5. 键 6. 主属性与非主属性 7. 外键、参照关系与依赖关系
2.2.2.2 投影(Projection)
图2.3 选择和投影关系运算举例
θ
2.2.2.3 连接(Join)
θ
2.2.2.3 连接(Join)
θ
2.2.2.3 连接(Join)
θ
2.2.2.4 除法(Division)
θ
2.2.2.4 除法(Division)
【例2.4】图2.5中(a)和(b)是两个关系R和S，(c)表示其 除法运算。
2.1.3.2 关系操作
关系操作能力的表达有两种不同的方法：
(1) 代数方法，也称为关系代数。它是以 集合操作为基础，应用对关系的专门运算来表达 查询的要求。
(2) 逻辑方法，也称为关系演算。它是以 谓词演算为基础，通过元组必须满足的谓词公式 来表达查询要求。
2.1.3.3 关系模型的三类完整性规则
或者等于S中某个元组的主键值。
3. 用户定义的完整性，约束条件是对数据在语义范畴 的描述，由具体应用环境来决定，这就是用户定义的完整性。
2.2 关系代数
2.2.1 传统的集合运算 2.2.2 专门的关系运算 2.2.3 关系代数表达式及其应用实例
2.2.1 传统的集合运算
1. 并(Union)
2.1.2 关系的定义和性质
关系定义： 关系是一个元数为K(K≥1)的元组的集合。即把
关系看成是一个集合，集合中的元素是元组， 每个元组的属性个数应相同。 尽管关系模型的数据结构表示为二维表，但不 是任意的一个二维表都能表示一个关系。严格 地说，关系是一种规范化了的二维表格。
2.1.2 关系的定义和性质
三类完整性规则：
1. 实体完整性，实体完整性规则是对关系中的主属性值
的约束，即，设属性A是关系R的主属性，则属性A不能取空值
。
2. 参照完整性，参照完整性规则是用于约束外键的，
即，若F是关系R中对应关系S的外键，则对于R中每个元组在F
上的值必须为以下值：
(1)
或者取空值(F的每个属性值均为空)。
(2)
c1
a1
b3
c2
(c) R∪S
A
B
C
a1
b1
c1
(d) R-S
A
B
C
a1
b2
c2
a2
b2
c1
(e) R∩S
R.A R.B R.C S.A S.B S.C
a1
b1
c1
a1
b2
c2
a1
b1
c1
a1
b3
c2
a1
b1c1a2ຫໍສະໝຸດ b2c1a1
b2
c2
a1
b2
c2
a1
b2
c2
a1
b3
c2
a1
b2
c2
a2
b2
c1
a2
b2
c1
a1
b2
c2
a2
b2
c1
a1
b3
c2
a2
b2
c1
a2
b2
c1
(f) R×S
图2.2 集合关系运算举例
2.2.2 专门的关系运算
专门的关系运算主要包括：
对单个关系进行水平分割(选择操作) 垂直分割(投影操作) 对多个关系的结合(连接操作)
2.2.2.1 选择(Selection)
2.2.2.2 投影(Projection)
A
B
C
D
5
7
2
8
5
7
7
4
5
1
5
7
3
6
4
1
9
8
2
8
9
8
7
4
(a) R
C
D
2
8
7
4
(b) S
A
B
5
7
9
8
(c) 除法运算
图2.5 除法运算举例
θ
2.2.3 关系代数表达式及其应用实例
【例2.5】设教学数据库中有三个关系：
学生关系(学号，姓名，性别，年龄，所在系，专业) 课程关系(课程号，课程名，学时数) 选课关系(学号，课程号，成绩) 要求用关系代数表达式表达每个查询语句。
2. 差(Difference)
2.2.1 传统的集合运算
3. 交(Intersection)
4. 广义笛卡尔积(Cartesian Product)
A
B
C
a1
b1
c1
a1
b2
c2
a2
b2
c1
(a) R
A
B
C
a1
b2
c2
a1
b3
c2
a2
b2
c1
(b) S
A
B
C
a1
b1
c1
a1
b2
c2
a2
b2
θ
2.2.3 关系代数表达式及其应用实例
(1) 检索学习课程号为C201的学生的学号与成绩： π学号，成绩(课程号='C201'(选课))
(2) 检索学习课程号为C142的学生的学号与姓名： π学号，姓名(课程号='C142'(学生选课))
(3) 检索学习课程名为应用数学的学生的学号与姓名。 π学号，姓名(课程名='应用数学'(学生选课课程))
2.1.3 关系模型的三要素
关系模型是由三部分组成：
数据结构 关系操作 关系的完整性规则
2.1.3.1 数据结构
关系模型中所选用的数据结构为集合论中的 关系，即用关系来描述实体集，同时也用关系来 描述实体之间的关系。
关系模型已经成为数据库系统普遍选用的模 型，其理由之一便是数据结构的简洁性和通俗性， 同时又有坚实的数学理论为基础。
第2章 关系数据库
（时间：2次课，4学时）
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第2章 关系数据库
教学提示：本章主要介绍关系模型的基本概念，包括关 系的概念和性质；关系模型的体系结构；关系的完整性 规则；关系代数的基本操作；关系数据库的规范化理论。
教学目标：了解关系模型的基本概念；掌握关系模式、 关系子模式及存储模式的体系结构；掌握实体完整性、 参照完整性及用户自定义完整性的含义；掌握关系的交、 并、差、笛卡尔积、除及选择、投影、联接等关系操作； 掌握范式的概念及关系模式的规范化方法。