同济大学数据库关系模型和关系运算理论概要课件.ppt

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1、第2章关系数据库1本章重要概念(1)基本概念关系模型,关键码(主键和外键),关系的定义和性质,三类完整性规则,(2)关系代数五个基本操作,四个组合操作.(3)理论知识关系模型设计理论,关系数据库设计过程。2本章概要本章先介绍关系模型的基本概念;然后介绍关系运算的三种理论:关系代数、关系演算;最后介绍关系模型设计理论,关系数据库设计过程。3关系模型和关系运算理论3.1关系模型的基本概念3.2关系代数3.3关系模型设计理论3.4关系数据库设计过程返回43.1关系模型的基本概念3.1.1基本术语3.1.2关系的定义和性质3.1.3关系模型的

2、三类完整性规则3.1.4关系模型的三级体系结构3.1.5关系模型的形式定义和优点3.1.6关系查询语言和关系运算返回53.1.1基本术语(1)定义3.1用二维表格表示实体集,用关键码进行数据导航的数据模型称为关系模型(relationalModel)。这里数据导航(datanavigation)是指从已知数据查找未知数据的过程和方法。图3.1职工登记表63.1.1基本术语(2)在关系模型中,字段称为属性,字段值称为属性值,记录类型称为关系模式。在图3.2中,关系模式名是R。记录称为元组(tuple),元组的集合称为关系(relatio

3、n)或实例(instance)。一般用大写字母A、B、C、…表示单个属性,用大写字母…、X、Y、Z表示属性集,用小写字母表示属性值,有时也习惯称呼关系为表或表格,元组为行(row),属性为列(column)。关系中属性个数称为“元数”(arity),元组个数为“基数”(cardinality)。73.1.1基本术语(3)关系元数为5,基数为4。一般术语关系模型术语字段、数据项属性记录类型关系模式记录1元组1记录2元组2记录3元组3记录4元组4字段值属性值图3.2关系模型的术语文件关系83.1.1基本术语(4)关键码(key,简称键)由

4、一个或多个属性组成。在实际使用中,有下列几种键。(1)超键(SuperKey)(2)候选键(CandidateKey)(3)主键(PrimaryKey)在图3.1中,(工号,姓名)是模式的一个超键,但不是候选键,而(工号)是候选键。在实际使用中,如果选择(工号)作为删除或查找元组的标志,那么称(工号)是主键。(4)外键(ForeignKey)返回93.1.2关系的定义和性质定义3.2关系是一个属性数目相同的元组的集合。在关系模型中,对关系作了下列规范性限制:(1)关系中每一个属性值都是不可分解的;(2)关系中不允许出现重复元组(即不允

5、许出现相同的元组);(3)由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序,即没有行序;(4)元组中的属性在理论上也是无序的,但使用时按习惯考虑列的顺序。返回103.1.3关系模型的完整性规则(1)实体完整性规则(entityintegrityrule)要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。如果出现空值,那么主键值就起不了惟一标识元组的作用。113.1.3关系模型的完整性规则(2)参照完整性规则(referenceintegrityrule)定义3.3参照完整性规则的形式定义如下:如果属性集K是关系模式R1的主键,K也是关系模式R2的

6、外键,那么在R2的关系中,K的取值只允许两种可能,或者为空值,或者等于R1关系中某个主键值。这条规则的实质是“不允许引用不存在的实体”。在上述形式定义中,关系模式R1的关系称为“参照关系”,关系模式R2的关系称为“依赖关系”。“主表”和“副表”,“父表”和“子表”。123.1.3关系模型的完整性规则(3)例3.1下面各种情况说明了参照完整性规则在关系中如何实现的。①在关系数据库中有下列两个关系模式:S(S#,SNAME,AGE,SEX)SC(S#,C#,GRADE)这里带线者为主键,带线者为外键。据规则要求关系SC中的S#值应该在关系

7、S中出现。如果关系SC中有一个元组(S7,C4,80),而学号S7却在关系S中找不到,那么我们就认为在关系SC中引用了一个不存在的学生实体,这就违反了参照完整性规则。另外,在关系SC中S#不仅是外键,也是主键的一部分,因此这里S#值不允许空。133.1.3关系模型的完整性规则(4)②设工厂数据库中有两个关系模式:DEPT(D#,DNAME)EMP(E#,ENAME,SALARY,D#)车间模式DEPT的属性为车间编号、车间名,职工模式EMP的属性为工号、姓名、工资、所在车间的编号。每个模式的主键与外键已标出。在EMP中,由于D#不在主

8、键中,因此D#值允许空。143.1.3关系模型的完整性规则(5)③设课程之间有先修、后继连系。模式如下:R(C#,CNAME,PC#)其属性表示课程号、课程名、先修课的课程号。如果规定,每门课程的直接先修课只有一门,那么

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