[工学]关系数据模型与关系运算

第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（1）
2.1.1关系与关系表（2）
关系表的 三种类型
基本表：实际存储数据逻辑表示
特点：数据库中实际保存
视图表：基本表和其他视图的导出表示
特点：数据库中保存模式，不保存具体数据值
查询表：用户查询结果对应表示
特点：如果不提出请求，数据库中将不保存
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（1）
逻辑表达式：∧，∨，┐
算术表达式：X Y
X，Y是属性名、常量、或简单函数
是比较算符，∈{ , , , , , ≠}
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R
A
B
C
3
6
7
2
5
7
7
2
3
4
4
3
A<5(R)
A
B
C
3
6
7
2
5
7
4
4
3
A<5 C=7(R)
A
B
C
3
6
7
2
5
7
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第2章 关系模型与运算： 2.2 关系代数（2）
投影
i1,i 2定,,i义n (为R)：
i1,i2,,in (R) {t | t ti1,ti2 ,,tin t1,t2 ,,tk R}
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投影的结果中要去掉相同的行
R
ABC abc de f cbc
B , C(R)
BC
b
c
e
f
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第2章 关系模型与运算： 2.2 关系代数（2）
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（3）
2.1.3关系数据操作（4）
关系操作的数学理论
基于集合：关系代数
基于逻辑：关系演算
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（4）
2.1.4关系数据完整性约束
实体完整性约束
数据定义中主键非空
参照完整性约束
数据操作中外键约束 和元组间联系约束
自定义完整性约束
数据定义中基于应用 背景的属性约束
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第2章 关系模型与运算： 2.2 关系代数（1）
2.2关系代数
2.1.1基于更新的代数运算
插入运算：集合的并运算
RS
设有同类关系R、S（即R、S具有相同的关
系模式），则二者的并运算定义为：
RS ={ t | tR tS }
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合并结果中要去掉相同的行
2.2.2基于查询的代数运算
关系的集成：广义笛卡尔乘积运算
设有关系R、S，其中关系R有r个属性分量、m 个元组，关系S有s个属性分量、n个元组，则二 者的广义笛卡尔乘积（Cartesian Product）运 算定义为：
R S {t | t t r ,t s t r R t s S}
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2.2.2基于查询的代数运算
元组集合的选择：选择运算
设有k元关系R，条件用一命题公式F表示，则从 关系R中选择出满足条件F的行定义为：
F (R) {t | t R F(t) true}
F是选择的条件: t∈R， F(t)要么为真，要么为假
F的形式：由逻辑运算符连接算术表达式而成
单个关系内属性指定
关系查询
单个关系内元组选择
多个关系的合并
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（3）
2.1.3关系数据操作（2）
关系更新
元组插入 元组删除 元组修改
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（3）
2.1.3关系数据操作（3）
空值处理
限定主键不能取空值 定义空值相应运算
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R
AB
1 2
S
CDE
10 a 10 a 20 b 10 b
RxS ABCDE
1 10 a 1 19 a 1 20 b 1 10 b 2 10 a 2 10 a 2 20 b 2 10 b
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• 求数学成绩比王红同学高的学生
以二维平面表格表示实体集
以“ 键” 表示该实体集中实体标识和 该实体集与其它实体集之间关联
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（2）
2.1.2关系数据结构（2）
列的同质性
关系结构基本性质
异列同域性 列的无序性
元组相异性
属性原子性
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（3）
2.1.3关系数据操作（1）
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第2章 关系模型与运算： 2.2 关系代数（2）
2.2.2基于查询的代数运算
属性列的制定：投影运算
设有k元关系R，其元组变量为tk = < t1,t2,…,tk
>，那么关系R在其分量Ai1, Ai2, … , Ain ( n≤k ,
i1 , i2, … , in 为1到k之间互不相同的整数)上的
2.1.1关系与关系表（2）
超 键：唯一标识元组的属性集合
关系的键
候选键：不含多余属性的超键 主 键：选定用于标识的候选键
外 键：R2的主键K是R1的属性子集， 则K为R1外键
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（2）
2.1.2关系数据结构（1） 如果使用下述方式组织数据， 则称定义了一个关系数据结构
数据库系统基础教程
第2章 关系数据模型与关系运算
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第2章 关系模型与运算： 2.1 关系数据模型（1）
2.1关系数据模型
2.1.1关系与关系表
形式化定义：关系——笛卡尔乘积子集
意义： 将数据模型置于严格数学基础之上
直观性描述：关系表——二维平面表格
意义： 将数据模型置于实际背景和应用实现基础之上
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RS
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R
A
B
C
3
6
7
2
5
7
7
2
3
4
4
3
R－S
A
B
C
3
6
7
2
5
7
4
4
3
S
A
B
C
3
4
5
7
2
3
S－R
A
B
C
3
6
7
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第2章 关系模型与运算： 2.2 关系代数（1）
2.2.1基于更新的代数运算
修改运算：集合的差运算与并运算
修改关系R内元组内容可用下面方法实现： ● 设需要修改的元组构成关系R1，则先做删除， 得R-R1。 ● 设修改后的元组构成关系R2，此时将其插入， 得到结果（R-R1）∪R2。
S( R)： 更名运算，将R更名为S
∏ ( (R S.姓名 R.成绩S.成绩 R.课程=数学 S.课程=数学 R.姓名=王红 S( R))
R
姓名 课程 成绩
张军 物理 93 王红 数学 86
R
A
B
3
6
2
5
7
2
4
4
C 7 7 3
3 R∪S
A
B
C
3
6
7
2
5
7
7
2
3
4
4
3
3
4
5
S
A
B
3
4
7
2
C 5 3
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第2章 关系模型与运算： 2.2 关系代数（1）
2.2.1基于更新的代数运算
删除运算：集合的差运算
设有同类关系R、S，则二者的差运算定义为：
R S {t | t R t S}