数据库关系代数
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2）投影操作主要是从列的角度进行运算
π
但投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而 且还可能取消某些元组（避免重复行）
投影（续）
3) 举例 [例3] 查询学生的姓名和所在系
即求Student关系上学生姓名和所在系两个属性 上的投影 πSname，Sdept(Student) 或 π2，5(Student)
b1
5
a1
b2
6
a2
b3
8
a2
b4
12
R
BE
b1
3
b2
7
b3
10
b3
2
b5
2
S
连接(续)
R C＜ES
A
a1 a1 a1 a1 a2
R.B C
b1
5
b1
5
b2
6
b2
6
b3
8
S.B E
b2 7 b3 10 b2 7 b3 10 b3 10
连接(续)
等值连接 R
S
R.B=S.B
A R.B C S.B E
关系数据模型复习
1. 关系数据模型的数据结构 2. 关系数据模型的操纵 3. 关系数据模型的完整性约束
关系代数
概述 传统的集合运算 专门的关系运算
专门的关系运算
选择 投影 连接 除
1. 选择（Selection）
1) 选择又称为限制（Restriction） 2) 选择运算符的含义
R
AθB
S = { tr ts | tr R∧ts S∧tr[A]θts[B] }
A和B：分别为R和S上度数相等且可比的属性组
θ：比较运算符
连接运算从R和S的广义笛卡尔积R×S中选取（R 关系）在A属性组上的值与（S关系）在B属性组上
值满足比较关系的元组。
连接(续)
3）两类常用连接运算
自然连接的含义
R和S具有相同的属性组B
R S = { tr ts | tr R∧ts S∧tr[B] = ts[B] }
连接(续)
4）一般的连接操作是从行的角度进行 运算。
R
AθB
S
自然连接还需要取消重复列，所以是同 时从行和列的角度进行运算。
连接(续)
5）举例 [例5]
A
B
C
a1
a1 b1
5 b1
3
a1 b2
6 b2
7
a2 b3
8 b3
10
a2 b3
8 b3
2
连接(续)
自然连接 R S
ABCE
a1
b1
5
3
a1
b2
6
7
a2
b3
8
10
a2
b3
8
2
4）象集Z
给定一个关系R（X，Z），X和Z为属性 组 。 当 t[X]=x 时 ， x 在 R 中 的 象 集 （
Images Set）为：
结果：
Sno
Sname Ssex
Sage
95002 刘晨
女
19
95003 王敏
女
18
95004 张立
男
19
Sdept
IS MA IS
2. 投影（Projection）
1）投影运算符的含义
从R中选择出若干属性列组成新的关系 πA(R) = { t[A] | t R }
A：R中的属性列
2. 投影（Projection）
在关系R中选择满足给定条件的诸元组 σF(R) = {t|tR∧F(t)= '真'}
F：选择条件，是一个逻辑表达式，基本形式为：
[( ] X1θY1 [ )][φ [( ] X2θY2 [ )]]… θ：比较运算符（＞，≥，＜，≤，＝或<>） X1，Y1等：属性名、常量、简单函数；属性名也可以用它的序号
先行课 Cpno 5
1 6 7
6
(b)
学分 Ccredit 4 2 4 3 4 2 4
Course
例9
选择（续）
学 号 课程号 成 绩
Sno Cno
Grade
95001 1
92
95001 2
85
95001 3
88
95002 2
90
95002 3
80
(c)
SC
例7 例9
选择（续）
[例1] 查询信息系（IS系）全体学生
95003
95004
姓名 Sname 李勇
刘晨
王敏
张立
性别 Ssex 男
女
女
男
年龄 Sage 20
19
18
19
(a) 例1 例2 例3 例4 例9
所在系 Sdept CS
IS
Student
MA
IS
选择（续）
课程号 Cno 1 2 3 4 5 6 7
课程名 Cname 数据库 数学 信息系统 操作系统 数据结构 数据处理 PASCAL语言
结果：
投影（续）
Sname Sdept 李勇 CS 刘晨 IS 王敏 MA 张立 IS
投影（续）
[例4] 查询学生关系Student中都有哪些系 πSdept(Student)
结果：
Sdept CS IS MA
3. 连接（Βιβλιοθήκη Baiduoin）
1）连接也称为θ连接
2）连接运算的含义
从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足 一定条件的元组
Zx={t[Z]|t R，t[X]=x} 它表示R中属性组X上值为x的诸元组在Z
上分量的集合。
4. 除（Division）
给定关系R (X，Y) 和S (Y，Z)，其中X，Y，Z为属性组。 R中的Y与S中的Y可以有不同的属性名，但必须出自相同 的域集。R与S的除运算得到一个新的关系P(X)，P是R中 满足下列条件的元组在X属性列上的投影：元组在X上分 量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。
或 结果：
σSdept = 'IS' (Student) σ5 ='IS' (Student)
Sno
Sname Ssex Sage Sdept
95002 刘晨
女
19 IS
95004 张立
男
19 IS
选择（续）
[例2] 查询年龄小于20岁的学生
σSage < 20(Student)
或 σ4 < 20(Student)
来代替； φ：逻辑运算符（∧或∨） [ ]：表示任选项 …：表示上述格式可以重复下去
选择（续）
3) 选择运算是从行的角度进行的运算
σ
4) 举例
设有一个学生-课程数据库，包括学生关系 Student、课程关系Course和选修关系SC。
选择（续）
学号 Sno 95001
95002
等值连接（equijoin）
什么是等值连接——θ为“＝”的连接运算 称为等值连接
等值连接的含义——从关系R与S的广义笛卡 尔积中选取A、B属性值相等的那些元组
，即等值连接为：
R S={
A=B
tr ts | tr R∧ts S∧tr[A] = ts[B] }
连接(续)
自然连接（Natural join） 什么是自然连接——自然连接是一种特殊的 等值连接（两个关系中进行比较的分量必 须是相同的属性组；在结果中把重复的属 性列去掉）
R÷S = {tr [X] | tr R∧πY (S) Yx } Yx：x在R中的象集，x = tr[X]
π
但投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而 且还可能取消某些元组（避免重复行）
投影（续）
3) 举例 [例3] 查询学生的姓名和所在系
即求Student关系上学生姓名和所在系两个属性 上的投影 πSname，Sdept(Student) 或 π2，5(Student)
b1
5
a1
b2
6
a2
b3
8
a2
b4
12
R
BE
b1
3
b2
7
b3
10
b3
2
b5
2
S
连接(续)
R C＜ES
A
a1 a1 a1 a1 a2
R.B C
b1
5
b1
5
b2
6
b2
6
b3
8
S.B E
b2 7 b3 10 b2 7 b3 10 b3 10
连接(续)
等值连接 R
S
R.B=S.B
A R.B C S.B E
关系数据模型复习
1. 关系数据模型的数据结构 2. 关系数据模型的操纵 3. 关系数据模型的完整性约束
关系代数
概述 传统的集合运算 专门的关系运算
专门的关系运算
选择 投影 连接 除
1. 选择（Selection）
1) 选择又称为限制（Restriction） 2) 选择运算符的含义
R
AθB
S = { tr ts | tr R∧ts S∧tr[A]θts[B] }
A和B：分别为R和S上度数相等且可比的属性组
θ：比较运算符
连接运算从R和S的广义笛卡尔积R×S中选取（R 关系）在A属性组上的值与（S关系）在B属性组上
值满足比较关系的元组。
连接(续)
3）两类常用连接运算
自然连接的含义
R和S具有相同的属性组B
R S = { tr ts | tr R∧ts S∧tr[B] = ts[B] }
连接(续)
4）一般的连接操作是从行的角度进行 运算。
R
AθB
S
自然连接还需要取消重复列，所以是同 时从行和列的角度进行运算。
连接(续)
5）举例 [例5]
A
B
C
a1
a1 b1
5 b1
3
a1 b2
6 b2
7
a2 b3
8 b3
10
a2 b3
8 b3
2
连接(续)
自然连接 R S
ABCE
a1
b1
5
3
a1
b2
6
7
a2
b3
8
10
a2
b3
8
2
4）象集Z
给定一个关系R（X，Z），X和Z为属性 组 。 当 t[X]=x 时 ， x 在 R 中 的 象 集 （
Images Set）为：
结果：
Sno
Sname Ssex
Sage
95002 刘晨
女
19
95003 王敏
女
18
95004 张立
男
19
Sdept
IS MA IS
2. 投影（Projection）
1）投影运算符的含义
从R中选择出若干属性列组成新的关系 πA(R) = { t[A] | t R }
A：R中的属性列
2. 投影（Projection）
在关系R中选择满足给定条件的诸元组 σF(R) = {t|tR∧F(t)= '真'}
F：选择条件，是一个逻辑表达式，基本形式为：
[( ] X1θY1 [ )][φ [( ] X2θY2 [ )]]… θ：比较运算符（＞，≥，＜，≤，＝或<>） X1，Y1等：属性名、常量、简单函数；属性名也可以用它的序号
先行课 Cpno 5
1 6 7
6
(b)
学分 Ccredit 4 2 4 3 4 2 4
Course
例9
选择（续）
学 号 课程号 成 绩
Sno Cno
Grade
95001 1
92
95001 2
85
95001 3
88
95002 2
90
95002 3
80
(c)
SC
例7 例9
选择（续）
[例1] 查询信息系（IS系）全体学生
95003
95004
姓名 Sname 李勇
刘晨
王敏
张立
性别 Ssex 男
女
女
男
年龄 Sage 20
19
18
19
(a) 例1 例2 例3 例4 例9
所在系 Sdept CS
IS
Student
MA
IS
选择（续）
课程号 Cno 1 2 3 4 5 6 7
课程名 Cname 数据库 数学 信息系统 操作系统 数据结构 数据处理 PASCAL语言
结果：
投影（续）
Sname Sdept 李勇 CS 刘晨 IS 王敏 MA 张立 IS
投影（续）
[例4] 查询学生关系Student中都有哪些系 πSdept(Student)
结果：
Sdept CS IS MA
3. 连接（Βιβλιοθήκη Baiduoin）
1）连接也称为θ连接
2）连接运算的含义
从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足 一定条件的元组
Zx={t[Z]|t R，t[X]=x} 它表示R中属性组X上值为x的诸元组在Z
上分量的集合。
4. 除（Division）
给定关系R (X，Y) 和S (Y，Z)，其中X，Y，Z为属性组。 R中的Y与S中的Y可以有不同的属性名，但必须出自相同 的域集。R与S的除运算得到一个新的关系P(X)，P是R中 满足下列条件的元组在X属性列上的投影：元组在X上分 量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。
或 结果：
σSdept = 'IS' (Student) σ5 ='IS' (Student)
Sno
Sname Ssex Sage Sdept
95002 刘晨
女
19 IS
95004 张立
男
19 IS
选择（续）
[例2] 查询年龄小于20岁的学生
σSage < 20(Student)
或 σ4 < 20(Student)
来代替； φ：逻辑运算符（∧或∨） [ ]：表示任选项 …：表示上述格式可以重复下去
选择（续）
3) 选择运算是从行的角度进行的运算
σ
4) 举例
设有一个学生-课程数据库，包括学生关系 Student、课程关系Course和选修关系SC。
选择（续）
学号 Sno 95001
95002
等值连接（equijoin）
什么是等值连接——θ为“＝”的连接运算 称为等值连接
等值连接的含义——从关系R与S的广义笛卡 尔积中选取A、B属性值相等的那些元组
，即等值连接为：
R S={
A=B
tr ts | tr R∧ts S∧tr[A] = ts[B] }
连接(续)
自然连接（Natural join） 什么是自然连接——自然连接是一种特殊的 等值连接（两个关系中进行比较的分量必 须是相同的属性组；在结果中把重复的属 性列去掉）
R÷S = {tr [X] | tr R∧πY (S) Yx } Yx：x在R中的象集，x = tr[X]