某大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系課件

江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院

計(jì)算機(jī)科學(xué)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystem第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)AnIntroductiontoDatabaseSystem江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院

計(jì)算機(jī)科學(xué)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介基本思想：將數(shù)學(xué)的方法引入來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。信息代數(shù)、集合論數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)E.F.Codd的關(guān)系模型本章：基本概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作關(guān)系完整性。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介基本思想：將數(shù)學(xué)的方法引入來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義2.2關(guān)系操作2.3關(guān)系的完整性2.4關(guān)系代數(shù)2.5關(guān)系演算2.6小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義AnI2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系模型的組成關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系操作集合關(guān)系完整性約束AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)AnIntr單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)----關(guān)系現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系均用關(guān)系來(lái)表示數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)----二維表從用戶(hù)角度，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）AnIntroductiontoDatabaseSystem單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)----關(guān)系2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（2.1.1關(guān)系2.1.2關(guān)系模式2.1.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1.1關(guān)系2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）An2.1.1關(guān)系⒈域（Domain）2.笛卡爾積（CartesianProduct）3.關(guān)系（Relation）AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1.1關(guān)系⒈域（Domain）AnIntrodu⒈域（Domain）域是一組具有相同數(shù)據(jù)類(lèi)型的值的集合。例:整數(shù)實(shí)數(shù)介于某個(gè)取值范圍的整數(shù){‘男’，‘女’}介于某個(gè)取值范圍的日期AnIntroductiontoDatabaseSystem⒈域（Domain）域是一組具有相同數(shù)據(jù)類(lèi)型的值的集合。例2.笛卡爾積（CartesianProduct）1)笛卡爾積給定一組域D1，D2，…，Dn，這些域可以相同。D1，D2，…，Dn的笛卡爾積為：D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜diDi，i＝1，2，…，n｝所有域的所有取值的一個(gè)組合不能重復(fù)AnIntroductiontoDatabaseSystem2.笛卡爾積（CartesianProduct）1)笛笛卡爾積（續(xù))例給出三個(gè)域：

D1=SUPERVISOR={張清玫，劉逸}

D2=SPECIALITY={計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，信息專(zhuān)業(yè)}D3=POSTGRADUATE={李勇，劉晨，王敏}則D1，D2，D3的笛卡爾積為：D1×D2×D3＝｛(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，李勇)，(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，王敏)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，李勇)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，王敏)，(劉逸，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，李勇)，(劉逸，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(劉逸，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，王敏)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，李勇)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，王敏)｝AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))例給出三個(gè)域：AnIntroductio笛卡爾積（續(xù))2)元組（Tuple）笛卡爾積中每一個(gè)元素（d1，d2，…，dn）叫作一個(gè)n元組（n-tuple）或簡(jiǎn)稱(chēng)元組。

3)分量（Component）笛卡爾積元素（d1，d2，…，dn）中的每一個(gè)值di叫作一個(gè)分量。

AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))2)元組（Tuple）AnIntroduc笛卡爾積（續(xù))4)基數(shù)（Cardinalnumber）若Di（i＝1，2，…，n）為有限集，其基數(shù)為mi（i＝1，2，…，n），則D1×D2×…×Dn的基數(shù)M為：在上例中，基數(shù)：2×2×3＝12，即D1×D2×D3共有2×2×3＝12個(gè)元組AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))4)基數(shù)（Cardinalnumber）A笛卡爾積（續(xù))5)笛卡爾積的表示方法笛卡爾積可表示為一個(gè)二維表。表中的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表中的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。在上例中，12個(gè)元組可列成一張二維表AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))5)笛卡爾積的表示方法AnIntroduct

表2.1D1，D2，D3的笛卡爾積SUPERVISORSPECIALITYPOSTGRADUATE張清玫計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)李勇張清玫計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)劉晨張清玫計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)王敏張清玫信息專(zhuān)業(yè)李勇張清玫信息專(zhuān)業(yè)劉晨張清玫信息專(zhuān)業(yè)王敏劉逸計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)李勇劉逸計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)劉晨劉逸計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)王敏劉逸信息專(zhuān)業(yè)李勇劉逸信息專(zhuān)業(yè)劉晨劉逸信息專(zhuān)業(yè)王敏AnIntroductiontoDatabaseSystem表2.1D1，D2，D3的笛卡爾積SUPERVISOR3.關(guān)系（Relation）1)關(guān)系D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的關(guān)系，表示為

R（D1，D2，…，Dn）

R：關(guān)系名n：關(guān)系的目或度（Degree）AnIntroductiontoDatabaseSystem3.關(guān)系（Relation）1)關(guān)系A(chǔ)nIntrodu關(guān)系（續(xù)）注意：*關(guān)系是笛卡爾積的有限子集。無(wú)限關(guān)系在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中是無(wú)意義的。例表2.1的笛卡爾積中具有無(wú)實(shí)際意義的元組。

其中部分子集才具實(shí)際意義

如：{(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，李勇)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，王敏)}AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）注意：AnIntroductiontoDat關(guān)系（續(xù)）*由于笛卡爾積不滿(mǎn)足交換律，即(d1，d2，…，dn)≠(d2，d1，…，dn)

但關(guān)系滿(mǎn)足交換律，即(d1，d2，…，di，dj

，…，dn）=（d1，d2，…，dj，di

，…，dn）（i，j=1，2，…，n）解決方法：為關(guān)系的每個(gè)列附加一個(gè)屬性名以取消關(guān)系元組的有序性

如上述子集構(gòu)造出的關(guān)系：SAP(SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE)AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）*由于笛卡爾積不滿(mǎn)足交換律，即AnIntrodu關(guān)系（續(xù)）2)元組關(guān)系中的每個(gè)元素是關(guān)系中的元組，通常用t表示。3)單元關(guān)系與二元關(guān)系當(dāng)n=1時(shí)，稱(chēng)該關(guān)系為單元關(guān)系（Unaryrelation）。當(dāng)n=2時(shí)，稱(chēng)該關(guān)系為二元關(guān)系（Binaryrelation）。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）2)元組AnIntroductiontoD關(guān)系（續(xù)）4)關(guān)系的表示關(guān)系也是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）4)關(guān)系的表示AnIntroductiont關(guān)系（續(xù)）5)屬性關(guān)系中不同列可以對(duì)應(yīng)相同的域，為了加以區(qū)分，必須對(duì)每列起一個(gè)名字，稱(chēng)為屬性（Attribute）。n目關(guān)系必有n個(gè)屬性。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）5)屬性AnIntroductiontoD關(guān)系（續(xù)）6)碼候選碼（Candidatekey）若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱(chēng)該屬性組為候選碼在最簡(jiǎn)單的情況下，候選碼只包含一個(gè)屬性。全碼（All-key）在最極端的情況下，關(guān)系模式的所有屬性組是這個(gè)關(guān)系模式的候選碼，稱(chēng)為全碼（All-key）AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）6)碼AnIntroductiontoDa關(guān)系（續(xù)）碼(續(xù))主碼若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，則選定其中一個(gè)為主碼（Primarykey）主碼的諸屬性稱(chēng)為主屬性（Primeattribute）。不包含在任何侯選碼中的屬性稱(chēng)為非碼屬性（Non-keyattribute）AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）碼(續(xù))AnIntroductiontoDa關(guān)系（續(xù)）7)三類(lèi)關(guān)系基本關(guān)系（基本表或基表）實(shí)際存在的表，是實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的邏輯表示視圖表由基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對(duì)應(yīng)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)查詢(xún)表查詢(xún)結(jié)果對(duì)應(yīng)的表AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）7)三類(lèi)關(guān)系A(chǔ)nIntroductionto關(guān)系（續(xù)）8)基本關(guān)系的性質(zhì)①列是同質(zhì)的（Homogeneous）每一列中的分量是同一類(lèi)型的數(shù)據(jù)，來(lái)自同一個(gè)域②不同的列可出自同一個(gè)域其中的每一列稱(chēng)為一個(gè)屬性不同的屬性要給予不同的屬性名AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）8)基本關(guān)系的性質(zhì)AnIntroduction關(guān)系(續(xù))上例中也可以只給出兩個(gè)域：人（PERSON）=張清玫，劉逸，李勇，劉晨，王敏專(zhuān)業(yè)（SPECIALITY）=計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，信息專(zhuān)業(yè)SAP關(guān)系的導(dǎo)師屬性和研究生屬性都從PERSON域中取值為了避免混淆，必須給這兩個(gè)屬性取不同的屬性名，而不能直接使用域名。例如定義:導(dǎo)師屬性名為SUPERVISOR-PERSON（或SUPERVISOR）研究生屬性名為POSTGRADUATE-PERSON（或POSTGRADUATE）AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系(續(xù))上例中也可以只給出兩個(gè)域：AnIntroduc關(guān)系(續(xù))③列的順序無(wú)所謂列的次序可以任意交換④任意兩個(gè)元組不能完全相同⑤行的順序無(wú)所謂行的次序可以任意交換AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系(續(xù))③列的順序無(wú)所謂AnIntroduction關(guān)系(續(xù))⑥分量必須取原子值每一個(gè)分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。這是規(guī)范條件中最基本的一條AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系(續(xù))⑥分量必須取原子值A(chǔ)nIntroductio關(guān)系(續(xù))注：許多實(shí)際關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中，基本表并不完全具有這六條性質(zhì)，例如，有的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品（如FoxPro）仍然區(qū)分了屬性的順序和元組的順序，許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中（如Oracle，F(xiàn)oxPro），它們都允許有兩個(gè)完全相同的元組。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系(續(xù))注：許多實(shí)際關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中，基本表并不完全具有2.1.1關(guān)系2.1.2關(guān)系模式2.1.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1.1關(guān)系2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）An2.1.2關(guān)系模式1．什么是關(guān)系模式2．定義關(guān)系模式3.關(guān)系模式與關(guān)系A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystem2.1.2關(guān)系模式1．什么是關(guān)系模式AnIntrodu1．什么是關(guān)系模式關(guān)系模式（RelationSchema）是型關(guān)系是值關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系的描述元組集合的結(jié)構(gòu)屬性構(gòu)成屬性來(lái)自的域?qū)傩耘c域之間的映象關(guān)系元組語(yǔ)義以及完整性約束條件屬性間的數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系集合AnIntroductiontoDatabaseSystem1．什么是關(guān)系模式關(guān)系模式（RelationSchema）2．定義關(guān)系模式關(guān)系模式可以形式化地表示為：

R（U，D，dom，F(xiàn)） R關(guān)系名 U組成該關(guān)系的屬性名集合 D屬性組U中屬性所來(lái)自的域 dom屬性向域的映象集合 F屬性間的數(shù)據(jù)依賴(lài)關(guān)系集合AnIntroductiontoDatabaseSystem2．定義關(guān)系模式關(guān)系模式可以形式化地表示為：AnIntro定義關(guān)系模式(續(xù))例:導(dǎo)師和研究生出自同一個(gè)域——人，取不同的屬性名，并在模式中定義屬性向域的映象，即說(shuō)明它們分別出自哪個(gè)域：dom（SUPERVISOR-PERSON）=dom（POSTGRADUATE-PERSON）=PERSONAnIntroductiontoDatabaseSystem定義關(guān)系模式(續(xù))例:AnIntroductionto定義關(guān)系模式(續(xù))關(guān)系模式通?？梢院?jiǎn)記為

R(U)或

R(A1，A2，…，An)

R關(guān)系名A1，A2，…，An屬性名注：域名及屬性向域的映象常常直接說(shuō)明為屬性的類(lèi)型、長(zhǎng)度AnIntroductiontoDatabaseSystem定義關(guān)系模式(續(xù))關(guān)系模式通?？梢院?jiǎn)記為AnIntrod3.關(guān)系模式與關(guān)系關(guān)系模式對(duì)關(guān)系的描述靜態(tài)的、穩(wěn)定的關(guān)系關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的關(guān)系模式和關(guān)系往往統(tǒng)稱(chēng)為關(guān)系通過(guò)上下文加以區(qū)別AnIntroductiontoDatabaseSystem3.關(guān)系模式與關(guān)系關(guān)系模式AnIntroduction2.1.1關(guān)系2.1.2關(guān)系模式2.1.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1.1關(guān)系2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義AnIn2.1.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystem2.1.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)AnIntrodu1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在一個(gè)給定的應(yīng)用領(lǐng)域中，所有實(shí)體及實(shí)體之間聯(lián)系的關(guān)系的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。AnIntroductiontoDatabaseSystem1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在一個(gè)給定的應(yīng)用領(lǐng)域中，所有實(shí)體及實(shí)AnI2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也有型和值之分關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的描述若干域的定義在這些域上定義的若干關(guān)系模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值是這些關(guān)系模式在某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的關(guān)系的集合，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)AnIntroductiontoDatabaseSystem2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型與值關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也有型和值之分AnInt第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義2.2關(guān)系操作2.3關(guān)系的完整性2.4關(guān)系代數(shù)2.5關(guān)系演算2.6小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義AnI2.2關(guān)系操作2.2.1基本的關(guān)系操作2.2.2關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的分類(lèi)AnIntroductiontoDatabaseSystem2.2關(guān)系操作2.2.1基本的關(guān)系操作AnIntro2.2.1基本的關(guān)系操作1)常用的關(guān)系操作查詢(xún)選擇、投影、連接、除、并、交、差數(shù)據(jù)更新插入、刪除、修改查詢(xún)的表達(dá)能力是其中最主要的部分AnIntroductiontoDatabaseSystem2.2.1基本的關(guān)系操作1)常用的關(guān)系操作AnIntr基本的關(guān)系操作（續(xù)）2)關(guān)系操作的特點(diǎn)集合操作方式，即操作的對(duì)象和結(jié)果都是集合。非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式：一次一記錄關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式：一次一集合AnIntroductiontoDatabaseSystem基本的關(guān)系操作（續(xù)）2)關(guān)系操作的特點(diǎn)AnIntrodu2.2.2關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的分類(lèi)關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求典型代表：ISBL關(guān)系演算語(yǔ)言：用謂詞來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求元組關(guān)系演算語(yǔ)言謂詞變?cè)幕緦?duì)象是元組變量典型代表：APLHA,QUELAnIntroductiontoDatabaseSystem2.2.2關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的分類(lèi)關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言AnIntr關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的分類(lèi)（續(xù)）域關(guān)系演算語(yǔ)言謂詞變?cè)幕緦?duì)象是域變量典型代表：QBE具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語(yǔ)言典型代表：SQLAnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的分類(lèi)（續(xù)）域關(guān)系演算語(yǔ)言AnIntr關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的分類(lèi)（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的特點(diǎn)關(guān)系語(yǔ)言是一種高度非過(guò)程化的語(yǔ)言存取路徑的選擇由DBMS的優(yōu)化機(jī)制來(lái)完成能夠嵌入高級(jí)語(yǔ)言中使用關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算三種語(yǔ)言在表達(dá)能力上完全等價(jià)AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的分類(lèi)（續(xù)）關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言的特點(diǎn)AnIntrod第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義2.2關(guān)系操作2.3關(guān)系的完整性2.4關(guān)系代數(shù)2.5關(guān)系演算2.6小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義AnI2.3關(guān)系的完整性關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型中三類(lèi)完整性約束：實(shí)體完整性參照完整性用戶(hù)定義的完整性實(shí)體完整性和參照完整性是關(guān)系模型必須滿(mǎn)足的完整性約束條件，被稱(chēng)作是關(guān)系的兩個(gè)不變性，應(yīng)該由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持。AnIntroductiontoDatabaseSystem2.3關(guān)系的完整性關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束關(guān)系的完整性(續(xù))2.3.1實(shí)體完整性2.3.2.參照完整性2.3.3.用戶(hù)定義的完整性AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系的完整性(續(xù))2.3.1實(shí)體完整性AnIntrodu2.3.1實(shí)體完整性實(shí)體完整性規(guī)則（EntityIntegrity）若屬性A（指一個(gè)或一組）是基本關(guān)系R的主屬性，則A不能取空值例SAP(SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE)POSTGRADUATE屬性為主碼（假設(shè)研究生不會(huì)重名），則其不能取空值A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystem2.3.1實(shí)體完整性實(shí)體完整性規(guī)則（EntityInte實(shí)體完整性(續(xù))關(guān)系模型必須遵守實(shí)體完整性規(guī)則的原因(1)實(shí)體完整性規(guī)則是針對(duì)基本關(guān)系而言的。一個(gè)基本表通常對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)實(shí)體集或多對(duì)多聯(lián)系。(2)現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和實(shí)體間的聯(lián)系都是可區(qū)分的，即它們具有某種唯一性標(biāo)識(shí)。(3)相應(yīng)地，關(guān)系模型中以主碼作為唯一性標(biāo)識(shí)。AnIntroductiontoDatabaseSystem實(shí)體完整性(續(xù))關(guān)系模型必須遵守實(shí)體完整性規(guī)則的原因AnI實(shí)體完整性(續(xù))(4)主碼中的屬性即主屬性不能取空值。

空值就是“不知道”或“無(wú)意義”的值。主屬性取空值，就說(shuō)明存在某個(gè)不可標(biāo)識(shí)的實(shí)體，即存在不可區(qū)分的實(shí)體，這與第（2）點(diǎn)相矛盾，因此這個(gè)規(guī)則稱(chēng)為實(shí)體完整性。AnIntroductiontoDatabaseSystem實(shí)體完整性(續(xù))(4)主碼中的屬性即主屬性不能取空值。An實(shí)體完整性(續(xù))注意實(shí)體完整性規(guī)則規(guī)定基本關(guān)系的所有主屬性都不能取空值例選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）“學(xué)號(hào)、課程號(hào)”為主碼，則兩個(gè)屬性都不能取空值。AnIntroductiontoDatabaseSystem實(shí)體完整性(續(xù))注意AnIntroductiontoD關(guān)系的完整性2.3.1實(shí)體完整性2.3.2.參照完整性2.3.3.用戶(hù)定義的完整性AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系的完整性2.3.1實(shí)體完整性AnIntroducti2.3.2參照完整性1.關(guān)系間的引用2.外碼3.參照完整性規(guī)則AnIntroductiontoDatabaseSystem2.3.2參照完整性1.關(guān)系間的引用AnIntrodu1.關(guān)系間的引用在關(guān)系模型中實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)描述的，因此可能存在著關(guān)系與關(guān)系間的引用。例1學(xué)生實(shí)體、專(zhuān)業(yè)實(shí)體以及專(zhuān)業(yè)與學(xué)生間的一對(duì)多聯(lián)系學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)號(hào)，年齡）專(zhuān)業(yè)（專(zhuān)業(yè)號(hào)，專(zhuān)業(yè)名）AnIntroductiontoDatabaseSystem1.關(guān)系間的引用在關(guān)系模型中實(shí)體及實(shí)體間

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)號(hào)，年齡）

專(zhuān)業(yè)（專(zhuān)業(yè)號(hào)，專(zhuān)業(yè)名）

AnIntroductiontoDatabaseSystem

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)號(hào)，年齡）

關(guān)系間的引用(續(xù))例2學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)號(hào)，年齡）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系間的引用(續(xù))例2學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)A

學(xué)生學(xué)生選課課程AnIntroductiontoDatabaseSystem學(xué)生學(xué)生選課課程AnIntroductiontoDa關(guān)系間的引用(續(xù))例3學(xué)生實(shí)體及其內(nèi)部的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系(一對(duì)多)

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)號(hào)，年齡，班長(zhǎng)）AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系間的引用(續(xù))例3學(xué)生實(shí)體及其內(nèi)部的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系(一對(duì)多2．外碼（ForeignKey）

設(shè)F是基本關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則稱(chēng)F是基本關(guān)系R的外碼，基本關(guān)系R稱(chēng)為參照關(guān)系（ReferencingRelation），基本關(guān)系S稱(chēng)為被參照關(guān)系（ReferencedRelation）或目標(biāo)關(guān)系（TargetRelation）。AnIntroductiontoDatabaseSystem2．外碼（ForeignKey）設(shè)F是基外碼(續(xù))說(shuō)明關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系目標(biāo)關(guān)系S的主碼Ks和參照關(guān)系的外碼F必須定義在同一個(gè)（或一組）域上外碼并不一定要與相應(yīng)的主碼同名當(dāng)外碼與相應(yīng)的主碼屬于不同關(guān)系時(shí)，往往取相同的名字，以便于識(shí)別AnIntroductiontoDatabaseSystem外碼(續(xù))說(shuō)明AnIntroductiontoData3.參照完整性規(guī)則若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系R的外碼它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)（基本關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系），則對(duì)于R中每個(gè)元組在F上的值必須為：或者取空值（F的每個(gè)屬性值均為空值）或者等于S中某個(gè)元組的主碼值。AnIntroductiontoDatabaseSystem3.參照完整性規(guī)則若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系R的外碼A參照完整性規(guī)則(續(xù))學(xué)生關(guān)系中每個(gè)元組的“專(zhuān)業(yè)號(hào)”屬性只取下面兩類(lèi)值：（1）空值，表示尚未給該學(xué)生分配專(zhuān)業(yè)（2）非空值，這時(shí)該值必須是專(zhuān)業(yè)關(guān)系中某個(gè)元組的“專(zhuān)業(yè)號(hào)”值，表示該學(xué)生不可能分配到一個(gè)不存在的專(zhuān)業(yè)中AnIntroductiontoDatabaseSystem參照完整性規(guī)則(續(xù))AnIntroductiontoD參照完整性規(guī)則(續(xù))選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）“學(xué)號(hào)”和“課程號(hào)”是選修關(guān)系中的主屬性按照實(shí)體完整性和參照完整性規(guī)則，它們只能取相應(yīng)被參照關(guān)系中已經(jīng)存在的主碼值A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystem參照完整性規(guī)則(續(xù))選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）AnInt參照完整性規(guī)則(續(xù))學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)號(hào)，年齡，班長(zhǎng)）“班長(zhǎng)”屬性值可以取兩類(lèi)值：（1）空值，表示該學(xué)生所在班級(jí)尚未選出班長(zhǎng)，或該學(xué)生本人即是班長(zhǎng)；（2）非空值，這時(shí)該值必須是本關(guān)系中某個(gè)元組的學(xué)號(hào)值A(chǔ)nIntroductiontoDatabaseSystem參照完整性規(guī)則(續(xù))學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)號(hào)，年齡，班關(guān)系的完整性(續(xù))2.3.1實(shí)體完整性2.3.2.參照完整性2.3.3.用戶(hù)定義的完整性AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系的完整性(續(xù))2.3.1實(shí)體完整性AnIntrodu2.3.3用戶(hù)定義的完整性用戶(hù)定義的完整性是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件，反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿(mǎn)足的語(yǔ)義要求。關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類(lèi)完整性的機(jī)制，以便用統(tǒng)一的系統(tǒng)的方法處理它們，而不要由應(yīng)用程序承擔(dān)這一功能。AnIntroductiontoDatabaseSystem2.3.3用戶(hù)定義的完整性用戶(hù)定義的完整性是針對(duì)某一具體關(guān)用戶(hù)定義的完整性(續(xù))例: 課程(課程號(hào)，課程名，學(xué)分)“課程名”屬性必須取唯一值非主屬性“課程名”也不能取空值“學(xué)分”屬性只能取值{1，2，3，4}AnIntroductiontoDatabaseSystem用戶(hù)定義的完整性(續(xù))例:AnIntroductiont2.4關(guān)系代數(shù)

概述

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4關(guān)系代數(shù)概述AnIntroductionto概述1.關(guān)系代數(shù) 一種抽象的查詢(xún)語(yǔ)言 用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢(xún)AnIntroductiontoDatabaseSystem概述1.關(guān)系代數(shù)AnIntroductiontoDat概述(續(xù))2．關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素運(yùn)算對(duì)象：關(guān)系運(yùn)算結(jié)果：關(guān)系運(yùn)算符：四類(lèi)AnIntroductiontoDatabaseSystem概述(續(xù))2．關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素AnIntroduct概述(續(xù))3.運(yùn)算符傳統(tǒng)的集合運(yùn)算符將關(guān)系看成元組的集合運(yùn)算是從關(guān)系的“水平”方向即行的角度來(lái)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算符不僅涉及行而且涉及列算術(shù)比較符輔助專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作邏輯運(yùn)算符輔助專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算符進(jìn)行操作AnIntroductiontoDatabaseSystem概述(續(xù))3.運(yùn)算符AnIntroductiontoD表2.4關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符

概述(續(xù))運(yùn)算符含義運(yùn)算符含義集合運(yùn)算符∪—∩并差交比較運(yùn)算符>≥<≤=≠大于大于等于小于小于等于等于不等于專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算符×σπ∞÷廣義笛卡爾積選擇投影連接除邏輯運(yùn)算符﹃∧∨非與或AnIntroductiontoDatabaseSystem表2.4關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符概述(續(xù))運(yùn)算符含義運(yùn)算符含義集概述(續(xù))4．表示記號(hào)

（1）R，tR，t[Ai]設(shè)關(guān)系模式為R(A1，A2，…，An)它的一個(gè)關(guān)系設(shè)為R。tR表示t是R的一個(gè)元組t[Ai]則表示元組t中相應(yīng)于屬性Ai的一個(gè)分量

AnIntroductiontoDatabaseSystem概述(續(xù))4．表示記號(hào)AnIntroductionto概述(續(xù))（2）A，t[A]，A若A={Ai1，Ai2，…，Aik}，其中Ai1，Ai2，…，Aik是A1，A2，…，An中的一部分，則A稱(chēng)為屬性列或域列。t[A]=(t[Ai1]，t[Ai2]，…，t[Aik])表示元組t在屬性列A上諸分量的集合。A則表示{A1，A2，…，An}中去掉{Ai1，Ai2，…，Aik}后剩余的屬性組。AnIntroductiontoDatabaseSystem概述(續(xù))（2）A，t[A]，AAnIntroduc概述(續(xù))（3）trtsR為n目關(guān)系，S為m目關(guān)系。trR，tsS，trts稱(chēng)為元組的連接。它是一個(gè)n+m列的元組，前n個(gè)分量為R中的一個(gè)n元組，后m個(gè)分量為S中的一個(gè)m元組。AnIntroductiontoDatabaseSystem概述(續(xù))（3）trtsAnIntroduction概述(續(xù))4）象集Zx給定一個(gè)關(guān)系R（X，Z），X和Z為屬性組。當(dāng)t[X]=x時(shí)，x在R中的象集（ImagesSet）為：

Zx={t[Z]|tR，t[X]=x} 它表示R中屬性組X上值為x的諸元組在Z上分量的集合。AnIntroductiontoDatabaseSystem概述(續(xù))4）象集ZxAnIntroductionto2.4關(guān)系代數(shù)

概述

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算

專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4關(guān)系代數(shù)

概述AnIntroductionto2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算并差交廣義笛卡爾積前提：

R和S有相同的目n，相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算并前提：R和S有相同的目n，相2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（續(xù)）1.R∪S

仍為n目關(guān)系，由屬于R或?qū)儆赟的元組組成R∪S={t|t

R∨tS}2.R-S

仍為n目關(guān)系，由屬于R而不屬于S的所有元組組成

R-S={t|tR∧tS}AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（續(xù)）1.R∪SAnIntr2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（續(xù)）3.R∩S仍為n目關(guān)系，由既屬于R又屬于S的元組組成 R∩S={t|t

R∧tS} R∩S=R

–(R-S）AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（續(xù)）3.R∩SAnIntro2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（續(xù)）4.廣義笛卡爾積（ExtendedCartesianProduct）R和SR:n目關(guān)系，k1個(gè)元組S:m目關(guān)系，k2個(gè)元組R×S

列：（n+m）列的元組的集合元組的前n列是關(guān)系R的一個(gè)元組后m列是關(guān)系S的一個(gè)元組行：k1×k2個(gè)元組R×S={tr

ts|tr

R∧tsS}AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（續(xù)）4.廣義笛卡爾積（Ext廣義笛卡爾積(續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSABCABCa1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b3c2a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a1b2c2a2b2c1a1b3c2a2b2c1a2b2c1R×SAnIntroductiontoDatabaseSystem廣義笛卡爾積(續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c2.4關(guān)系代數(shù)概述傳統(tǒng)的集合運(yùn)算專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4關(guān)系代數(shù)概述AnIntroductiontoD2.4.2專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算選擇投影連接除AnIntroductiontoDatabaseSystem2.4.2專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算選擇AnIntroduction1.選擇（Selection）1)選擇又稱(chēng)為限制（Restriction）2)選擇運(yùn)算符的含義在關(guān)系R中選擇滿(mǎn)足給定條件的諸元組σF(R)={t|tR∧F(t)='真'}F：選擇條件，是一個(gè)邏輯表達(dá)式，基本形式為：X1θY1

θ：比較運(yùn)算符（＞，≥，＜，≤，＝或<>）X1，Y1等：屬性名、常量、簡(jiǎn)單函數(shù)；屬性名也可以用它的序號(hào)來(lái)代替；AnIntroductiontoDatabaseSystem1.選擇（Selection）1)選擇又稱(chēng)為限制（Re選擇（續(xù)）3)選擇運(yùn)算是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算4)舉例 設(shè)有一個(gè)學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫(kù)，包括學(xué)生關(guān)系Student、課程關(guān)系Course和選修關(guān)系SC。σAnIntroductiontoDatabaseSystem選擇（續(xù)）3)選擇運(yùn)算是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算σAnIn選擇（續(xù)）學(xué)號(hào)Sno姓名Sname性別Ssex年齡Sage所在系Sdept95001李勇男20CS95002劉晨女19IS95003王敏女18MA95004張立男19IS(a)

Student例1例2例4例3例9AnIntroductiontoDatabaseSystem選擇（續(xù)）學(xué)號(hào)姓名性別年齡所在系9500選擇（續(xù)）(b)Course課程號(hào)課程名先行課學(xué)分CnoCnameCpnoCcredit1數(shù)據(jù)庫(kù)542數(shù)學(xué)

23信息系統(tǒng)144操作系統(tǒng)635數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)746數(shù)據(jù)處理

27PASCAL語(yǔ)言64例9AnIntroductiontoDatabaseSystem選擇（續(xù)）Course課程號(hào)課程名先行課學(xué)分CnoCname選擇（續(xù)）

(c)SC學(xué)號(hào)課程號(hào)成績(jī)SnoCnoGrade9500119295001285950013889500229095002380例7例9AnIntroductiontoDatabaseSystem選擇（續(xù)）

(c)SC學(xué)號(hào)課程號(hào)成績(jī)SnoCno選擇（續(xù)）[例1]查詢(xún)信息系（IS系）全體學(xué)生 σSdept

='IS'(Student) 或σ5='IS'(Student)結(jié)果：SnoSnameSsexSageSdept95002劉晨女19IS95004張立男19ISAnIntroductiontoDatabaseSystem選擇（續(xù)）[例1]查詢(xún)信息系（IS系）全體學(xué)生SnoSn選擇（續(xù)）[例2]查詢(xún)年齡小于20歲的學(xué)生

σSage<20(Student) 或σ4<20(Student) 結(jié)果：

SnoSnameSsexSageSdept95002劉晨女19IS95003王敏女18MA95004張立男19IS

AnIntroductiontoDatabaseSystem選擇（續(xù)）[例2]查詢(xún)年齡小于20歲的學(xué)生SnoSnam2.投影（Projection）1）投影運(yùn)算符的含義從R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)系πA(R)={t[A]|tR} A：R中的屬性列

可多個(gè)，中間用“，”分開(kāi)。也可用屬性序號(hào)代替AnIntroductiontoDatabaseSystem2.投影（Projection）1）投影運(yùn)算符的含義可多2.投影（Projection）2）投影操作主要是從列的角度進(jìn)行運(yùn)算但投影之后不僅取消了原關(guān)系中的某些列，而且還可能取消某些元組（避免重復(fù)行）πAnIntroductiontoDatabaseSystem2.投影（Projection）2）投影操作主要是從列的投影（續(xù)）3)舉例[例3]查詢(xún)學(xué)生的姓名和所在系 即求Student關(guān)系上學(xué)生姓名和所在系兩個(gè)屬性上的投影πSname，Sdept(Student) 或π2，5(Student)結(jié)果：AnIntroductiontoDatabaseSystem投影（續(xù)）3)舉例AnIntroductiontoD投影（續(xù)）SnameSdept李勇CS劉晨IS王敏MA張立ISAnIntroductiontoDatabaseSystem投影（續(xù)）SnameSdept李勇CS劉晨IS王敏MA張立I投影（續(xù)）[例4]查詢(xún)學(xué)生關(guān)系Student中都有哪些系πSdept(Student) 結(jié)果：SdeptCSISMAAnIntroductiontoDatabaseSystem投影（續(xù)）[例4]查詢(xún)學(xué)生關(guān)系Student中都有哪些系3.連接（Join）1）連接也稱(chēng)為θ連接2）連接運(yùn)算的含義從兩個(gè)關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿(mǎn)足一定條件的元組

RS={|tr

R∧ts

S∧tr[A]θts[B]}A和B：分別為R和S上度數(shù)相等且可比的屬性組θ：比較運(yùn)算符

連接運(yùn)算從R和S的廣義笛卡爾積R×S中選?。≧關(guān)系）在A屬性組上的值與（S關(guān)系）在B屬性組上值滿(mǎn)足比較關(guān)系的元組。

AθBtrtsAnIntroductiontoDatabaseSystem3.連接（Join）1）連接也稱(chēng)為θ連接AθBtr連接(續(xù))3）兩類(lèi)常用連接運(yùn)算等值連接（equijoin）什么是等值連接θ為“＝”的連接運(yùn)算稱(chēng)為等值連接

等值連接的含義從關(guān)系R與S的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性值相等的那些元組，即等值連接為：

RS={|tr

R∧tsS∧tr[A]=ts[B]}A=BtrtsAnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))3）兩類(lèi)常用連接運(yùn)算A=BtrtsAnIn連接(續(xù))自然連接（Naturaljoin）

什么是自然連接自然連接是一種特殊的等值連接兩個(gè)關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉自然連接的含義 R和S具有相同的屬性組B

R

S={|trR∧tsS∧tr[B]=ts[B]}trtsAnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))自然連接（Naturaljoin）trt連接(續(xù))4）一般的連接操作是從行的角度進(jìn)行運(yùn)算。 自然連接還需要取消重復(fù)列，所以是同時(shí)從行和列的角度進(jìn)行運(yùn)算。

AθBRSAnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))4）一般的連接操作是從行的角度進(jìn)行運(yùn)算。AθBR連接(續(xù))5）舉例 [例5]ABCa1b15a1b26a2b38a2b412BEb13b27b310b32b52RSAnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))5）舉例ABCa1b15a1b26a2b38a2b連接(續(xù))R

S

AR.BCS.BEa1b15b27a1b15b310a1b26b27a1b26b310a2b38b310

C＜EAnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))RSAR.BCS.BEa1b15b連接(續(xù))等值連接R

SR.B=S.B

AR.BCS.BEa1b15b13a1b26b27a2b38b310a2b38b32AnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))等值連接RSR.B=S.連接(續(xù))自然連接R

S

ABCEa1b153a1b267a2b3810a2b382AnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))自然連接RSABCEa連接(續(xù))外連接（outerjoin）把舍棄的元組保存在結(jié)果關(guān)系中左外連接（LEFTouterjoin）只把左邊關(guān)系R中要舍棄的元組保留右外連接（Rightouterjoin）只把右邊關(guān)系S中要舍棄的元組保留P59舉例AnIntroductiontoDatabaseSystem連接(續(xù))外連接（outerjoin）AnIntrodu4.除（Division）給定關(guān)系R(X，Y)

和S(Y，Z)，其中X，Y，Z為屬性組。R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同的域集。R與S的除運(yùn)算得到一個(gè)新的關(guān)系P(X)，P是R中滿(mǎn)足下列條件的元組在X屬性列上的投影：元組在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。

R÷S={tr[X]|tr

R∧πY(S)

Yx}

Yx：x在R中的象集，x=tr[X]AnIntroductiontoDatabaseSystem4.除（Division）給定關(guān)系R(X，Y)和S除(續(xù))2）除操作是同時(shí)從行和列角度進(jìn)行運(yùn)算

3）舉例

[例6](p59)÷RSAnIntroductiontoDatabaseSystem除(續(xù))2）除操作是同時(shí)從行和列角度進(jìn)行運(yùn)算÷RSAnIn除(續(xù))ABCa1b1c2a2b3c7a3b4c6a1b2c3a4b6c6a2b2c3a1b2c1BCDb1c2d1b2c1d1b2c3d2R÷SAa1RSAnIntroductiontoDatabaseSystem除(續(xù))ABCa1b1c2a2b3c7a3b4c6a1b2c分析：在關(guān)系R中，A可以取四個(gè)值{a1，a2，a3，a4}a1的象集為{(b1，c2)，(b2，c3)，(b2，c1)}

a2的象集為{(b3，c7)，(b2，c3)}

a3的象集為{(b4，c6)}

a4的象集為{(b6，c6)}S在(B，C)上的投影為{(b1，c2)，(b2，c1)，(b2，c3)}只有a1的象集包含了S在(B，C)屬性組上的投影所以R÷S={a1}AnIntroductiontoDatabaseSystem分析：在關(guān)系R中，A可以取四個(gè)值{a1，a2，a3，a4}A5．綜合舉例以學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫(kù)為例(P.59)[例7]查詢(xún)至少選修1號(hào)課程和3號(hào)課程的學(xué)生號(hào)碼

首先建立一個(gè)臨時(shí)關(guān)系K：

然后求：πSno.Cno(SC)÷K

Cno

1

3AnIntroductiontoDatabaseSystem5．綜合舉例以學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫(kù)為例(P.59)Cno綜合舉例(續(xù))例7續(xù)πSno.Cno(SC)

95001象集{1，2，3} 95002象集{2，3}

πCno(K)={1，3}于是：πSno.Cno(SC)÷K={95001}SnoCno950011950012950013950022950023AnIntroductiontoDatabaseSystem綜合舉例(續(xù))例7續(xù)πSno.Cno(SC)Sno方法一：思路：先找到選修了1的學(xué)生，然后找到選修了3的學(xué)生，求其交集就是至少選修了1和3的學(xué)生。記做：方法二：思路：至少選修了1和3可以理解為學(xué)生選修了1并且選修了3。那么可以構(gòu)造cno=’1’∧cno=’3’。但SC表只有一列cno，學(xué)生選課記錄在不同的行里，所以考慮擴(kuò)充cno列。那么可以建立SC表自身到自身的連接（寫(xiě)為SC1和SC2），以學(xué)號(hào)做連接條件，這樣得到的結(jié)果是學(xué)生所選課程中人選兩個(gè)的排列。所以如果SC1.cno=’1’∧SC2.cno=’3’則表示至少選修了1和3。記做：πSno(σcno=‘1’（SC）∩σcno=‘3’（SC）))π1(σ1=4∧2=‘1’∧5=‘3’(SC×SC))πSno(σcno=‘1’（SC）)∩

πSno(σcno=‘3’（SC）)AnIntroductiontoDatabaseSystem方法一：方法二：πSno(σcno=‘1’（SC）∩綜合舉例(續(xù))[例8]查詢(xún)選修了2號(hào)課程的學(xué)生的學(xué)號(hào)。

πSno（σCno='2'（SC））＝｛95001，95002｝

AnIntroductiontoDatabaseSystem綜合舉例(續(xù))[例8]查詢(xún)選修了2號(hào)課程的學(xué)生的學(xué)號(hào)。綜合舉例(續(xù))[例9]查詢(xún)至少選修了一門(mén)其直接先行課為5號(hào)課程的學(xué)生姓名。πSname(σCpno='5'(CourseSCStudent))或πSname(σCpno='5'(Course)SCπSno，Sname(Student))或πSname(πSno(σCpno='5'(Course)SC)πSno，Sname(Student))

AnIntroductiontoDatabaseSystem綜合舉例(續(xù))AnIntroductiont綜合舉例(續(xù))[例10]查詢(xún)選修了全部課程的學(xué)生號(hào)碼和姓名。涉及表course,sc,student當(dāng)涉及到求“全部”之類(lèi)的查詢(xún)，常用“除法”找出全部課程號(hào)：π

Cno

(Course)找出選修了全部課程的學(xué)生的學(xué)號(hào)：π

Sno,Cno

(SC)÷

π

cno

(Course)與student表自然連接（連接條件Sno）獲得學(xué)號(hào)、姓名(π

Sno,Cno

(SC)÷

πcno

(Course))∞

πSno,Sname(student)AnIntroductiontoDatabaseSystem綜合舉例(續(xù))涉及表course,sc,student小結(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

關(guān)系域笛卡爾積關(guān)系關(guān)系，屬性，元組候選碼，主碼，主屬性基本關(guān)系的性質(zhì)關(guān)系模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AnIntroductiontoDat小結(jié)（續(xù)）關(guān)系的數(shù)據(jù)操作查詢(xún)選擇、投影、連接、除、并、交、差數(shù)據(jù)更新插入、刪除、修改AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)（續(xù)）關(guān)系的數(shù)據(jù)操作AnIntroductionto小結(jié)（續(xù)）關(guān)系的完整性約束實(shí)體完整性參照完整性外碼用戶(hù)定義的完整性AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)（續(xù)）關(guān)系的完整性約束AnIntroductiont小結(jié)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)運(yùn)算 關(guān)系代數(shù)運(yùn)算 并、差、交、笛卡爾積、投影、選擇、連接、除 基本運(yùn)算 并、差、笛卡爾積、投影、選擇 交、連接、除 可以用5種基本運(yùn)算來(lái)表達(dá)引進(jìn)它們并不增加語(yǔ)言的能力，但可以簡(jiǎn)化表達(dá)AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)（續(xù)）關(guān)系代數(shù)運(yùn)算AnIntroductionto江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院

計(jì)算機(jī)科學(xué)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論AnIntroductiontoDatabaseSystem第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)AnIntroductiontoDatabaseSystem江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院

計(jì)算機(jī)科學(xué)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介基本思想：將數(shù)學(xué)的方法引入來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。信息代數(shù)、集合論數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)E.F.Codd的關(guān)系模型本章：基本概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作關(guān)系完整性。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介基本思想：將數(shù)學(xué)的方法引入來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義2.2關(guān)系操作2.3關(guān)系的完整性2.4關(guān)系代數(shù)2.5關(guān)系演算2.6小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義AnI2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系模型的組成關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系操作集合關(guān)系完整性約束AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)AnIntr單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)----關(guān)系現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系均用關(guān)系來(lái)表示數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)----二維表從用戶(hù)角度，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）AnIntroductiontoDatabaseSystem單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)----關(guān)系2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（2.1.1關(guān)系2.1.2關(guān)系模式2.1.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1.1關(guān)系2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（續(xù)）An2.1.1關(guān)系⒈域（Domain）2.笛卡爾積（CartesianProduct）3.關(guān)系（Relation）AnIntroductiontoDatabaseSystem2.1.1關(guān)系⒈域（Domain）AnIntrodu⒈域（Domain）域是一組具有相同數(shù)據(jù)類(lèi)型的值的集合。例:整數(shù)實(shí)數(shù)介于某個(gè)取值范圍的整數(shù){‘男’，‘女’}介于某個(gè)取值范圍的日期AnIntroductiontoDatabaseSystem⒈域（Domain）域是一組具有相同數(shù)據(jù)類(lèi)型的值的集合。例2.笛卡爾積（CartesianProduct）1)笛卡爾積給定一組域D1，D2，…，Dn，這些域可以相同。D1，D2，…，Dn的笛卡爾積為：D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜diDi，i＝1，2，…，n｝所有域的所有取值的一個(gè)組合不能重復(fù)AnIntroductiontoDatabaseSystem2.笛卡爾積（CartesianProduct）1)笛笛卡爾積（續(xù))例給出三個(gè)域：

D1=SUPERVISOR={張清玫，劉逸}

D2=SPECIALITY={計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，信息專(zhuān)業(yè)}D3=POSTGRADUATE={李勇，劉晨，王敏}則D1，D2，D3的笛卡爾積為：D1×D2×D3＝｛(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，李勇)，(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，王敏)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，李勇)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，王敏)，(劉逸，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，李勇)，(劉逸，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(劉逸，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，王敏)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，李勇)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，王敏)｝AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))例給出三個(gè)域：AnIntroductio笛卡爾積（續(xù))2)元組（Tuple）笛卡爾積中每一個(gè)元素（d1，d2，…，dn）叫作一個(gè)n元組（n-tuple）或簡(jiǎn)稱(chēng)元組。

3)分量（Component）笛卡爾積元素（d1，d2，…，dn）中的每一個(gè)值di叫作一個(gè)分量。

AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))2)元組（Tuple）AnIntroduc笛卡爾積（續(xù))4)基數(shù)（Cardinalnumber）若Di（i＝1，2，…，n）為有限集，其基數(shù)為mi（i＝1，2，…，n），則D1×D2×…×Dn的基數(shù)M為：在上例中，基數(shù)：2×2×3＝12，即D1×D2×D3共有2×2×3＝12個(gè)元組AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))4)基數(shù)（Cardinalnumber）A笛卡爾積（續(xù))5)笛卡爾積的表示方法笛卡爾積可表示為一個(gè)二維表。表中的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表中的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。在上例中，12個(gè)元組可列成一張二維表AnIntroductiontoDatabaseSystem笛卡爾積（續(xù))5)笛卡爾積的表示方法AnIntroduct

表2.1D1，D2，D3的笛卡爾積SUPERVISORSPECIALITYPOSTGRADUATE張清玫計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)李勇張清玫計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)劉晨張清玫計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)王敏張清玫信息專(zhuān)業(yè)李勇張清玫信息專(zhuān)業(yè)劉晨張清玫信息專(zhuān)業(yè)王敏劉逸計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)李勇劉逸計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)劉晨劉逸計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)王敏劉逸信息專(zhuān)業(yè)李勇劉逸信息專(zhuān)業(yè)劉晨劉逸信息專(zhuān)業(yè)王敏AnIntroductiontoDatabaseSystem表2.1D1，D2，D3的笛卡爾積SUPERVISOR3.關(guān)系（Relation）1)關(guān)系D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的關(guān)系，表示為

R（D1，D2，…，Dn）

R：關(guān)系名n：關(guān)系的目或度（Degree）AnIntroductiontoDatabaseSystem3.關(guān)系（Relation）1)關(guān)系A(chǔ)nIntrodu關(guān)系（續(xù)）注意：*關(guān)系是笛卡爾積的有限子集。無(wú)限關(guān)系在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中是無(wú)意義的。例表2.1的笛卡爾積中具有無(wú)實(shí)際意義的元組。

其中部分子集才具實(shí)際意義

如：{(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，李勇)，(張清玫，信息專(zhuān)業(yè)，劉晨)，(劉逸，信息專(zhuān)業(yè)，王敏)}AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）注意：AnIntroductiontoDat關(guān)系（續(xù)）*由于笛卡爾積不滿(mǎn)足交換律，即(d1，d2，…，dn)≠(d2，d1，…，dn)

但關(guān)系滿(mǎn)足交換律，即(d1，d2，…，di，dj

，…，dn）=（d1，d2，…，dj，di

，…，dn）（i，j=1，2，…，n）解決方法：為關(guān)系的每個(gè)列附加一個(gè)屬性名以取消關(guān)系元組的有序性

如上述子集構(gòu)造出的關(guān)系：SAP(SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE)AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）*由于笛卡爾積不滿(mǎn)足交換律，即AnIntrodu關(guān)系（續(xù)）2)元組關(guān)系中的每個(gè)元素是關(guān)系中的元組，通常用t表示。3)單元關(guān)系與二元關(guān)系當(dāng)n=1時(shí)，稱(chēng)該關(guān)系為單元關(guān)系（Unaryrelation）。當(dāng)n=2時(shí)，稱(chēng)該關(guān)系為二元關(guān)系（Binaryrelation）。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）2)元組AnIntroductiontoD關(guān)系（續(xù)）4)關(guān)系的表示關(guān)系也是一個(gè)二維表，表的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）4)關(guān)系的表示AnIntroductiont關(guān)系（續(xù)）5)屬性關(guān)系中不同列可以對(duì)應(yīng)相同的域，為了加以區(qū)分，必須對(duì)每列起一個(gè)名字，稱(chēng)為屬性（Attribute）。n目關(guān)系必有n個(gè)屬性。AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）5)屬性AnIntroductiontoD關(guān)系（續(xù)）6)碼候選碼（Candidatekey）若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱(chēng)該屬性組為候選碼在最簡(jiǎn)單的情況下，候選碼只包含一個(gè)屬性。全碼（All-key）在最極端的情況下，關(guān)系模式的所有屬性組是這個(gè)關(guān)系模式的候選碼，稱(chēng)為全碼（All-key）AnIntroductiontoDatabaseSystem關(guān)系（續(xù)）6)