关系数据库设计理论PPT教学课件

2020/12/09
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2.1.2 关系模型 关系模型是用二维表格结构来表示实体及实体间
联系的模型。 关系模型由关系数据结构、关系操作集合和完整
性规则三部分组成。
关系模型的特点： (1) 关系必须规范化，指关系模型中的每一个关系 模式都必须满足一定的要求； (2) 模型概念单一； (3) 集合操作，操作对象和结果都是元组的集合， 即关系。
3. 集合的交运算 设有关系R、S(R、S具有相同的关系模式)，二者的“交”运
算定义为： R∩S={ t|t ∈ R ∧ t ∈ S } 式中“∩”为交运算符，结果R∩S为一个新的与R、S同类的
关系，该关系是由属于R而且属于S的元组构成的集合，即两者所 有的相同的那些元组的集合。
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关系的描述称为关系模式(relation schema)。它可以形式化 地表示为：
R(U，D，Dom，F) 其中R为关系名，U为组成关系的属性名集合，D为属性组 U中属性所来自的域，Dom为属性向域的映像集合，F为属性 间数据依赖关系的集合。
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2.3 关系代数
关系数据操作就是关系的运算。关系的基本运算有两类：传 统的集合运算(并、交、差等)和专门的关系运算(选择、投影、联 接)，关系数据库进行数据查询时有时需要几个基本运算的组合。
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2.2 关系数据结构及形式化表示
在关系模型中，无论是实体还是实体之间的联系都由单一 的结构类型关系来表示。
2.2.1 关系数据结构
(1) 笛卡儿积(Cartesian Product) 设有一组域D1，D2，…，Dn，这些域可以部分或者全部相同。 域D1，D2，…，Dn的笛卡儿积定义为如下集合： D1×D2 × … × Dn={(d1,d2, …,dn)|di∈Di，i=1，2， …，n} 其中每一个元素(d1,d2, …,dn)称为一个n元组(或简称元组)，元素 中的每一个值称为一个分量。
在关系模型中，对关系作了下列规范性限制： ①关系中不允许出现相同的元组； ②不考虑元组之间的顺序，即没有元组次序的限制； ③关系中每一个属性值都是不可分解的； ④关系中属性顺序可以任意交换； ⑤同一属性下的各个属性的取值必须来自同一个域，是同
一类型的数据； ⑥关系中各个属性必须有不同的名字。
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第二章 关系数据库设计理论
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本章要点
1、关系模型的概念与分类 2、关系数据结构及定义 3、关系代数的基本运算 4、关系完整性 5、关系数据库设计与设计规范
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2.1 关系模型
2.1ห้องสมุดไป่ตู้1 关系的一些术语
(1) 关系：在关系模型中，一个关系就是一张二维表。 (2) 属性：表中的列称为属性，每一个列有一个属性名。 (3) 元组：表中的行称为元组。 (4) 域：具有相同数据类型的值的集合称为域(Domain)，域是 属性的取值范围。 (5) 候选码：如果关系中的某个属性或属性组能唯一地标识一 个元组，称该属性或属性组为候选码。 (6) 主码(主键)：若一个关系中有多个候选码，则选定其中一 个为主码(主键)。主码的属性称为主属性。 (7) 外码(外键)：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不 是R的候选码，如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F为 基本关系R的外码。
人们通常感兴趣的是笛卡儿积的某些子集，笛卡儿积的子 集就是一个关系。
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(2) 关系(Relation) 笛卡儿积D1×D2 × … × Dn 的子集R称为在域D1，D2，…，
Dn上的一个关系(Relation)，通常表示为： R(D1，D2，…，Dn)
其中，R表示关系的名称，n称为关系R的元数或度数 (Degree)，而关系R中所含有的元组个数称为R的基数(Cardinal Number)。
i1,i2,...in(R)=<，，…，>，那么关系R在其分量，，…，
(n≤k， i1，i2， …，in为1到k之间互不相同的整数)上的投影定义 为： ={ t|t=<，，…，><，，…，>R }
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系模型中的主要概念有： 关系、属性、元组、域和关键字等。
与层次和网状模型相比，关系模型有下列优点： (1) 数据结构单一，不管实体还是实体间的联系都用
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2.3.2 专门的关系运算
学习专门的关系运算有助于查询的设计。 1. 选择运算
选取关系中满足一定条件的元组。 选择运算的形式定义为：设有关系R，选择条件(逻辑表达式) 用F表示，则从关系R中选择出满足条件F的元组定义为：
F (R) ={ t|t∈R∧F(t)=true } 2. 投影运算
选取关系中的某些列，并且将这些列组成一个新的关系。 投影运算的形式定义为：设有关系R，其元组变量为
的与R、S同类的关系，该关系是由属于R和S的元组构成的集合。 例如，合并两个相同结构的数据表，就是两个关系的并集。
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2. 集合的差运算 设有关系R、S(R、S具有相同的关系模式)，二者的“差”运
算定义为：
R-S={ t|t ∈ R∧t S }
式中“-”为差运算符，t为元组变量，结果R-S为一个新的与R、 S同类的关系，该关系是由属于R但不属于S的元组构成的集合，即 在R中减去与S中元组相同的那些元组。
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2.2.2 关系模式
关系模式是对关系的描述。关系是元组的集合，也就是笛
卡儿积的一个子集。因此关系模式必须指出这个元组集合的结
构，即它由哪些属性构成，这些属性来自哪些域，以及属性和 域之间的映像关系。
其次，一个关系通常是由赋予它的元组语义来确定的，元
组语义实质上是一个n目谓词(n是属性集中属性的个数)。凡使 该n目谓词为真的笛卡儿积中的元素(或者说凡符合元组语义的 元素)的全体就构成了该关系模式的关系。
2.3.1 集合运算
并、差、交是集合的传统运算形式，进行集合运算的关系R 与S必须具有相同的关系模式，即R和S必须具有相同的属性集。
1. 集合的并运算 设有关系R、S(R、S具有相同的关系模式)，二者的“并”运
算定义为：R∪S={t|t∈R∨t ∈ S} 式中“∪”为并运算符，t为元组变量，结果R∪S为一个新