数据库系统概论-关系的数据描述.ppt
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1、现存在两个集合为:现存在两个集合为:A张三,李四、王二张三,李四、王二;B数据库原理,离散数学,算法与数据结构数据库原理,离散数学,算法与数据结构如何描述如何描述A与与B的关系呢?的关系呢?张三,数据库原理张三,数据库原理关系的数学描述.表达学生与课程的关系,可以用如下有序对表示:表达学生与课程的关系,可以用如下有序对表示:(张三,数据库原理张三,数据库原理);(李四,离散数学李四,离散数学)这样的有序对的集合称为二元关系,简称关系。这样的有序对的集合称为二元关系,简称关系。关系的数学描述.关系的数学描述在数学上,以上关系的产生可以通过如下数学运在数学上,以上关系的产生可以通过如下数学运算完成
2、:算完成:AB,表示,表示A中取一个元素,中取一个元素,B中取中取一个元素。显然,二元关系是一个元素。显然,二元关系是AB的一个子集。的一个子集。数学演示乘法结果数学演示乘法结果AB的结果表示什么含义呢?的结果表示什么含义呢?如何使用关系描述概念模型中的实体?如何使用关系描述概念模型中的实体?学号学号姓名姓名年龄年龄.n由E.F.Codd于1970年提出关系模型;n概念模型中的各种要素,包括实体、联系均用关系表示n一个关系就是一张二维表n现有的数据库管理系统基本上都是关系型的nSQLServernOraclenInformixnAccessnFoxpro第二章关系数据库.关系数据库的结构及其形
3、式化定义n2.1.1关系n域:一组具有相同数据类型的值的集合。1,2,3,10“a”,”b”,”C”.T.,.F.n笛卡尔积给定一组域D1,D2,Dn,这些域中可以有相同的。D1,D2,Dn的笛卡尔积为:D1D2Dn(d1,d2,dn)diDi,i1,2,nn所有域的所有取值的一个组合n不能重复.n(d1,d2,dn)称为元组(Tuple)ndi称为一个分量(Component)n若Di为有限集,其基数为|Di|=mi,则D1D2Dn的基数M为:.n例:给出3个域,分别是则D1D2D3(张清梅,计算机专业,李勇),其可以用二维表表示:实际上,笛卡尔积实际上,笛卡尔积表达了一种关系表达了一种关系
4、.从中取出有意义的元组,即构成了关系从中取出有意义的元组,即构成了关系.n关系D1D2Dn的子集叫作在域D1,D2,Dn上的关系,表示为R(D1,D2,Dn)nR:关系名nn:关系的目或度(Degree).n一个关系是一张二维表,表的一行对应一个元组,一列对应一个域。给域取名,称为属性。n候选码:n若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组,则称该属性组为候选码n简单的情况:候选码只包含一个属性;当候选码包括所有的属性,称为全码。n主码:n若干候选码,选定其中一个,称为主码.主码的判别n关系模式如下:课程(课程号,课程名,学分)选修(学号,课程号,成绩)个人基本信息(身份证号,驾驶证号,姓名
5、,年龄,性别)找出它们的候选码和主码.n主属性:n候选码的诸属性称为主属性n不包含在候选码中的属性称为非主属性n关系表示:nR(A1,A2,An),其中R为关系名,A1,A2An属性名。例如SAP(SUPERVISOR,SPECIALITY,POSTGRADUATE).关系的三种类型n基本关系n实际存在的表,是实际存储数据的逻辑表示n查询表n查询结果对应的表n视图表n由基本关系导出的表,是虚表n三种关系示例.关系模式n关系的描述称为关系模式n关系模式是型,关系是值nR(U,D,DOM,F)nR:关系名nU:属性名的集合nD:U所来自的域nDOM:属性向域的映像集合nF:属性之间的函数依赖关系n
6、关系模式示例n学生(学号,姓名,性别,年龄,专业).2.2关系操作n关系是笛卡尔积的子集,所以关系是集合,因此,关系操作实质就是集合运算,其操作对象和结果都是集合。n关系操作包括:查询和更新(增、改、删)。n查询操作对应集合运算的选择、投影,连接,除,并,差,交,笛卡尔积等。n对应的意义:只要设计出集合运算的算法,即可很方便地对关系进行操作了。.关系操作的语言n关系代数语言n用对关系的运算来表达查询要求(交、并、补等集合运算)n代表:ISBLn关系演算语言:用谓词来表达查询要求n元组关系演算语言谓词变元的基本对象是元组变量代表:APLHA,QUELn域关系演算语言谓词变元的基本对象是域变量代表
7、:QBEn上述三种演算语言在表达能力上是完全等价的n具有关系代数和关系演算双重特点的语言n它既有关系运算,又有谓词和量词n代表:SQL(StructuredQueryLanguage).关系数据语言的分类n关系代数、元组关系演算、域关系演算都是抽象的查询语言。实际的RDBMS语言还包括聚集函数、关系赋值、算数运算等功能,使其更加强大。而上述三种语言一般作为评估实际系统中查询语言能力的标准。.2.3关系的完整性n是关系的值应该满足的某种约束条件,是现实世界的语义要求n三类完整性约束n实体完整性n若属性(属性组)A是关系R的主属性,则A不能取空(null)。n学生基本信息表中,学号不能为空。n学生
8、成绩表中,学号和课程号均不能为空。n如果两条记录为空,该属性则不能称为主属性n参照完整性n用户完整性.参照完整性n在学生数据库中,有两张表n学生(学号,姓名,专业号)n专业(专业号,专业名称).n设F是基本关系R的一个或一组属性,但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应,则称F是基本关系R的外码n基本关系R称为参照关系(ReferencingRelation)n基本关系S称为被参照关系(ReferencedRelation)或目标关系(TargetRelation).n外码的要求n不是关系R的主码n与另外一个关系的主码相对应.参照完整性规则参照完整性规则若属性(或属性组)F是基本关
9、系R的外码,它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系),则对于R中每个元组在F上的值必须为:n或者取空值(F的每个属性值均为空值)n或者等于S中某个元组的主码值.例学生、课程、学生与课程之间的多对多联系学生(学号学号,姓名,性别,专业号,年龄)课程(课程号,课程名,学分)选修(学号学号,课程号,成绩).例3学生实体及其内部的一对多联系*学生(学号,姓名,性别,专业号,年龄,班长)v“学号”是主码,“班长”是外码,它引用了本关系的“学号”v“班长”必须是确实存在的学生的学号.用户定义完整性n针对特定数据库所设置的约束条件,如:性别的设置;国内电话区号以0开头;等。.2.4
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