第2章 关系模型和关系运算.doc

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1、第二章关系模型和关系运算理论2.1关系模型的基本概念2.1.1基本术语1、关系：所谓关系就是一种规范化的二维表，如图所示。关系模型的数据结构就是这种被称为“关系”的二维表，也就是说关系模型用二维表结构来表示数据及数据之间的联系。从数学角度上看：“关系”就是“集合”。学生学号姓名性别民族生日电话家庭住址图门毕力格男蒙古族1987-3-6努恩吉雅女蒙族1988-10-2李强男汉族1986-4-5王蕾女回族1986-5-5石艳女汉族1989-12-10李强男汉族1990-2-1课程课号课名课程类型学时要求教室要求先导课号计算机导轮专业54普通C语言程序设计专业72多媒体C++专业72多媒

2、体数据结构专业90多媒体数据库原理专业90多媒体VB程序设计公共80实验室教学班教学班号课号学年学期容纳人数-012008160-022008160-012008180-022008180-012008160选课学号教学班号成绩-01-0170-01-01-022、属性：我们把表的列称为属性(又称字段或数据项)。例如：学生表有七列，那么它就有七个属性。每个属性都包括属性名、属性的取值类型及范围三个方面。例如：学生表的第一个属性的名称是：学号，其取值类型是字符串，取值范围是数字字符。3、关系模式：我们把关系名称(属性1名称，属性2名称，…，属性n名称)称为一个关系的模式。例如：学生（

3、学号，姓名，性别，民族，生日，电话，家庭住址）就是学生关系的模式。4、元组：我们把表的行称为元组（又称记录）。5、候选键：如果一个属性集能唯一地标识元组，且又不含有多余的属性，那么我们把这个属性集称为候选键。例如：“学号”属性是学生关系的候选键，（学号，教学班号）是选课关系的候选键。6、主键：用户可以从候选键中选出一个作为主键。例如：我们可以选“学号”属性作为学生关系的主键7、外键：如果关系模式R中的某属性集A是另一个关系模式的主键，那么我们称A是关系模式R的外键。例如：“选课”关系中的“学号”属性就是“学生”关系的主键，因此，我们称“学号”属性是“选课”关系的外键。2.1.2关系

4、的数学定义和性质一、定义从数学上看：关系是一个属性数目相同的元组的集合。二、性质1、关系中每一个属性都是不可分解的。2、关系中不允许出现重复元组。3、由于关系是一个集合，因此不考虑元组之间的顺序。4、关系的属性也是无序的。2.1.3关系模型的三类完整性规则了维护数据库中数据与现实世界的一致性，关系数据库的数据更新操作必须遵守下列三类完整性约束规则，具体如下：1、实体完整性规则：这条规则要求“关系中的元组在组成主键的属性上不能有空值”。例如：一个元组插入“学生”关系时，学号不能没有值。2、参照完整性规则：这条规则要求“不能引用不存在的元组”。例如：“选课”关系中不能出现“学生”关系中

5、没有的“学号”。3、用户定义的完整性规则：这是针对某一具体数据的约束条件，有应用环境决定。例如：根据学校的实际规定，可以对“选课”关系的成绩属性作约束：0≤成绩≤1002.1.4ER模型向关系模型的转换规则一、实体类型的转换规则将每个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性即为关系模式的属性，实体标识符即为关系模式的属性。二、实体之间联系的转换规则1、若实体间联系是1：1的，可以在两个实体转换的关系模式中的任何一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键以及联系类型的属性。示例12、若实体间联系是1：n的，则在n端实体类型转换成的关系模式中加入1端的键和联系类型的属性。示例23、若实体

6、间的联系是m：n的，则将联系类型也转换成一个关系模式，其属性为两端实体的键和联系类型的属性。示例3三、示例2.1.5关系模型的三级体系结构一、模式我们称构成一个数据库的所有关系模式为数据库模式。二、子模式子模式是用户所用到的那部分数据的描述。三、存储模式数据在计算机的外存储器（如：磁盘）上的存储结构及特征的描述。2.1.6关系模型的优点1、关系模型的数据结构单一、简单。2、关系模型的逻辑结构和相应的操作完全独立于数据存储方式，具有高度的数据独立性。3、关系模型的数学基础比较坚实。4、关系数据库语言与一阶谓词逻辑的固有内在联系，为以关系数据库为基础的推理系统和知识库系统的研究开发提供

7、了方便。2.1.7关系查询语言和关系运算关系数据库的数据操纵语言（DML）的语句分成查询语句和更新语句两大类。查询语句用于描述用户的各种检索要求；更新语句用于描述用户进行插入、删除、修改等操作。从计算机语言的角度看，后者是在前者的基础上工作，前者比后者复杂。但前者有理论基础，是主要研究对象。关于查询的理论称为“关系运算理论”。关系查询语言根据其理论基础的不同分成三类：1、关系代数语言：查询操作是以集合操作为基础的运算。2、关系演算语言：查询操作是以谓词演算基础的运算。