文档介绍：数据库原理与技术
Principle and Technique of Database
第一章绪论(续)
数据库基础与应用
主讲老师: 刘安丰
数据库基础及应用
第二章关系数据库
本章学****目标
理解关系模型的三要素
掌握关系数据结构及形式化定义
理解关系的完整性
掌握传统的集合运算
关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统。关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
1)单一的数据结构:实体以及实体间的各种联系均用关系来表示,从用户角度,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。
2)关系操作
常用的关系操作包括选择、投影、连接、除、并、交、差等查询操作和插入、删除、修改等更新操作两大类,查询的表达能力是其中最主要的部分。关系操作的特点是集合操作方式,即操作的对象和结果都是集合,而非关系数据模型的数据操作方式是一次一记录。
关系数据语言分为关系代数语言(用对关系的运算来表达查询)和关系演算语言(用谓词来表达查询), SQL语言具有关系代数和关系演算的双重特点。关系数据语言能够嵌入高级语言中使用,是一种高度非过程化的语言,存取路径的选择由DBMS的优化机制来完成。
关系模型的基本概念
3)关系的三类完整性约束
实体完整性:由关系系统自动支持。
参照完整性:早期系统不支持,目前关系系统能自动支持。
用户定义的完整性:反映应用领域需要遵循的约束条件,体现了具体领域中的语义约束,用户定义后由系统支持。
其中前两者是关系模型必须满足的完整性约束性条件。
(以上实际上数据模型的三个要素)
关系模型的基本概念
数学定义
关系
域(Domain):是一组具有相同数据类型的值的集合。如整数、实数、介于某个取值范围的整数、指定长度字符串集合等。
笛卡尔积(Cartesian Product):给定一组域D1,D2,…,Dn,这些域可以相同,D1,D2,…,Dn的笛卡尔积为:D1×D2×…×Dn={(d1,d2,…,dn)|diDi,i=1,2,…,n}
元组(Tuple):笛卡尔积中每一个元素(d1,d2,…,dn)。
ponent):笛卡尔积元素(d1,d2,…,dn)中的每个值di。
基数(Cardinal number):若Di(i=1,2,…,n)为有限集,其基数为mi(i=1,2,…,n),则D1×D2×…×Dn的基数M为:
数学定义
例1:我们给出两个域:
Dl=animal(动物集合)={猫,狗,猪}
D2=food(食物集合)={鱼,骨头,白菜}
Dl×D2={(猫,鱼) (狗,鱼) (猪,鱼) (猫,骨头) (狗,骨头) (猪,骨头) (猫,白菜)(猪,白菜) (狗,白菜)}。这9个元组可列成一张二维表,如表2-1所示
Animal
food
猫
鱼
猫
骨头
猫
白菜
狗
鱼
狗
骨头
狗
白菜
猪
鱼
猪
骨头
猪
白菜
表2-1 一张二维表
例2:给出三个域:D1=Supervisor ={张清玫,刘逸} ,D2=Speciality={计算机专业,信息专业}, D3=Postgraduate={李勇,刘晨,王敏},则D1,D2,D3的笛卡尔积为: D1×D2×D3 =
{ (张清玫,计算机专业,李勇), (张清玫,计算机专业,刘晨),
(张清玫,计算机专业,王敏),(张清玫,信息专业,李勇),
(张清玫,信息专业,刘晨),(张清玫,信息专业,王敏),
(刘逸,计算机专业,李勇),(刘逸,计算机专业,刘晨),
(刘逸,计算机专业,王敏),(刘逸,信息专业,李勇),
(刘逸,信息专业,刘晨),(刘逸,信息专业,王敏) }
基数为2×2×3=12,即D1×D2×D3共有2×2×3=12个元组
笛卡尔积可以表示为一个二维表,表中每行对应一个元组,每列对应一个域。例中12个元组可列成如下二维表:
数学定义
数学定义
关系:D1×D2×…×Dn的子集称为域D1,D2,…,Dn上的关系,表示为R(D1,D2,…,Dn),其中R为关系名,n是关系的目或度(Degree)。当n=1时为单元关系,n=2时为二元关系。关系中的每个元素是关系中的元组,通常用t表示。
相关术语:
属性(Attribute):关系是笛卡尔积的有限子集,所以关系也是一个二维表。关系中不同列可以对应相同的域,为了区分,必须对每列起一个名字,称为属性,n目关系必有n个属性。
候选码(Candidate key):若关系中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。若候选码包含了关系模式的所有属性,则称该候选码为全码(All-key)。
主码(Primary key)