第2章关系数据库基本原理.

CONTENTS本章内容第2章关系数据库基本原理《数据库技术与应用-SQLServer2008》2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法数据模型的任务是描述现实世界中的实体及其联系。关系数据模型就是采用一个有序数组描述实体及其属性，用这种有序数组的集合描述一个实体集合，而采用定义在两个集合上的关系反映不同实体间的联系。2.1.1关系数据模型部门编号部门名称员工编号员工姓名性别住址D001总经理办E001钱达理男东风路78号D001总经理办E002东方牧男五一北路25号D002市场部E003郭文斌男公司集体宿舍D003销售部E004肖海燕女公司集体宿舍D004仓储部E005张明华男韶山北路55号CONTENTS本章内容•关系数据模型–一行描述一个实体对象，其中的每个数据元素描述对象的相应属性。–实体动态特征通过关系运算规则实现•数据模式–选用一种数据模型并采用该模型提供的工具对一个具体应用环境中涉及的实体进行的一种描述，包括静态特征、动态特征、完整性约束。•关系数据模式–关系的描述称为关系模式。对应二维表的表头。–如：部门（部门代码，部门名称）–员工（员工代码，姓名，部门代码，性别，住址）2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法2.1关系数据库概述CONTENTS本章内容表2-1某公司部门设置表表2-2某公司员工表部门编号部门名称员工编号员工姓名性别住址D001总经理办E001钱达理男东风路78号D001总经理办E002东方牧男五一北路25号D002市场部E003郭文斌男公司集体宿舍D003销售部E004肖海燕女公司集体宿舍D004仓储部E005张明华男韶山北路55号关系约束关系连接CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法关系数据库就是一些相关的二维表和其他数据库对象的集合。在这个定义中明确，关系数据库中的所有信息都存储在二维表格中；一个关系数据库可能包含多个表；除了这种二维表外，关系数据库还包含一些其他对象，如视图等。1．关系一个关系就是一张二维表，通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成一个关系，每个关系都有一个关系名。2.1.2关系数据库基本概念部门编号部门名称员工编号员工姓名性别住址D001总经理办E001钱达理男东风路78号D001总经理办E002东方牧男五一北路25号D002市场部E003郭文斌男公司集体宿舍D003销售部E004肖海燕女公司集体宿舍D004仓储部E005张明华男韶山北路55号字段（属性）元组（记录）CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法2．元组二维表的每一行在关系中称为元组(Tuple)。一行描述了现实世界中的一个实体，或者描述了不同实体两个元素间的一种联系。不允许两行的全部元素完全对应相同。3．属性二维表的每一列在关系中称为属性(Attribute)，每个属性都有一个属性名，各个属性的取值称为属性值。每个属性有一定的取值范围，称为值域。关系的属性不允许重复。属性不可再分4．关键字关系中能唯一区分、确定不同元组的属性或属性组合，称为该关系的一个关键字。关键字又称为键或码(Key)。CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法5．外部关键字如果关系中某个属性或属性组合并非关键字，但却是另一个关系的主关键字，则称此属性或属性组合为本关系的外部关键字或外键(ForeignKey)。在关系数据库中，用外部关键字表示两个表间的联系。CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法有坚实的理论基础数据结构简单、易于理解对用户提供了较全面的操作支持得到了众多开发商的支持2.1.3关系数据库基本特征CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法1．集合集合没有严格的形式定义，一般说来，集合是与某一研究过程相关的一类对象的整体，这些对象称为集合的元素。2．元组几个元素组成的一个有序组称为一个元组，通常元组用圆括号括起来的一些元素表示，元素间使用逗号分隔。例如(3，5，6)和(E001,钱达理,男,东风路78号)是元组的例子。在关系数据库中，可以把一个表的每一行看作一个元组。2.2.1关系的数学定义关系代数的运算对象是关系运算结果也是关系。CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法4．关系设A1、A2、…、An为任意集合，设R={（a1，a2，…，an）|ai∈Ai，i=1，2，…，n}，即R是由n维元组组成的集合，其中每个元组的第i个元素取自集合Ai，称R为定义在A1、A2、…、An上的一个n元关系，A1、A2、…、An称为R的属性，（a1，a2，…，an）称为R的一个元组。关系是一个集合，其组成元素是元组而不是组成元组的元素。CONTENTS本章内容CONTENTS本章内容CONTENTS本章内容CONTENTS本章内容关系CONTENTS本章内容CONTENTS本章内容CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法对二维表格进行运算的机制。1．并设A、B同为n元关系，则A、B的并也是一个n元关系，记作A∪B。2．交设A、B同为n元关系，则A、B的交也是一个n元关系，记作A∩B。A∩B包含了所有同属于A、B的元组。3．差设A、B同为n元关系，则A、B的差也是一个n元关系，记作A-B。A-B包含了所有属于A但不属于B的元组。2.2.2关系运算CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法例2-1设A={(湖南，长沙)，(河北，石家庄)，(陕西，西安)}，B={(湖北，武汉)，(广东，广州)，(广东，深圳)，(陕西，西安)}，求A∪B、A∩B、A-B。显然，A、B是表示城市和所在省的关系。A∪B={(湖南，长沙)，(河北，石家庄)，(陕西，西安)，(湖北，武汉)，(广东，广州)，(广东，深圳)}A∩B={(陕西，西安)}A-B={(湖南，长沙)，(河北，石家庄)}CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法4．集合的笛卡尔乘积设A1、A2、…、An为任意集合，A1、A2、…、An的笛卡尔乘积记做：A1×A2×…×An,并且定义D=A1×A2×…×An={(a1，a2，…，an)|ai∈Ai，i=1，2，…，n}，其中(a1，a2，…，an)是一个元组，它的每个元素ai取自对应的集合Ai。例如，设A={1，2}，B={a，b}，则A×B={(1，a)，(1，b)，(2，a)，(2，b)}。CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法5．连接设A是一个包含m个元组的k1元关系，B是一个包含n个元组的k2元关系，则A、B的连接是一个包含m×n个元组的k1+k2元关系，记作A×B。6．投影设R=R(A1，A2，…，An)是一个n元关系，{i1，i2，…，im}是{1，2，…，n}的一个子集，并且i1i2…im，定义：称π(R)是R在上的一个投影。7．选择设R={(a1，a2，…，an)}是一个n元关系，S是关于(a1，a2，…，an)的一个条件，R中所有满足S条件的元组组成的子关系S(R)，称为R的一个选择。CONTENTS本章内容连接RSCONTENTS本章内容投影CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法例2-2设R1=R1(姓名,性别)={(钱达理,男)，(东方牧,男)}，R2=R2(所在单位，住址)={(总经理办,东风路78号)，(销售部,五一北路25号)}，求(1)R=R1×R2。(2)R在(姓名，所在单位，住址)的投影。(3)根据表2-1，求R关系的一个选择。CONTENTS本章内容2.2关系代数的基本原理2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法8．除法给定关系R(X，Y)和S(Y，Z)，其中X，Y，Z为属性组。R中的Y与S中的Y可以有不同的属性名，但必须取自相同的集合。R与S的除法运算的结果是一个只含属性组X的新的关系。定义：R÷S={t|t∈πX(R)且t×πY(S)R}CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法例2-3设关系R和S分别如表2-4和表2-5所示，表中的第一行是关系名，R、S中的属性组(B,C)取自相同的集合，求R÷S。关系RABCa1b1c2a2b2c7a3b4c6a1b2c3a4b6c6a2b2c3a1b2c1关系SBCDb1c2d1b2c1d1b2c3d22.2关系代数的基本原理CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法2.3关系的规范化理论引例：表2-2关系模型存在如下3方面的问题。插入异常删除异常数据冗余与更新异常供应商代码供应商名称联系人商品名称订货数量单价S001华科电子有限公司施宾彬笔记本计算机109800.00S001华科电子有限公司施宾彬激光打印机52800.00S002湘江计算机外设公司方胜力笔记本计算机510200.00S003韦力电子实业公司周昌喷墨打印机5480.00S003韦力电子实业公司周昌交换机28500.00一个不好的关系模式CONTENTS本章内容2.1关系数据库概述2.2关系代数的基本原理2.3关系的规范化理论2.4关系模型的完整性约束2.5数据库的设计方法2.3关系的规范化理论要解决上述3个问题，需要把表2-2进行分解，表中前3列独立建立一个表，指定供应商代码作为关键字，并删除相同的行；后3列独立，引入供应商代码列作为外键，并增加一个订货日期列，供应商代码和订货日期的组合作为第2个表的关键字。经过这样处理后，上述异常问题就完全解决