第2章-关系数据库

数据库技术及应用教程主编：田绪红副主编：马莎、郭玉彬、肖克辉、徐东风出版：邮电出版社2010.7网址：习题与上机指导书：第2章关系数据库本章要点•理解关系数据库基本概念•掌握关系代数规则及其应用2.1关系数据模型的基本概念数据模型由数据结构、数据操作和完整性约束3部分组成。1.关系模型数据结构用二维表形式表示实体、联系集的数据结构模型，称之为关系（Relation）。（1）每一个数据------独立的分量(Component)。（2）行-------------元组(Tuple)。（3）列-------------属性(Attribute)。（4）关系----关系名，属性------属性名。关系名+属性名=关系模式（Schema）（5）码（键）是关系模型中的一个重要概念。（6）由关系模型建立的数据库，称为关系数据库。第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念1.关系模型数据结构学院表学院编号学院名称院长电话地址C0001公共管理张兴杰8528329117号楼C0002信息学院杨波85285393信息大楼C0003理学院张三852853131号楼C0004艺术学院李四852853292号楼C0005农学院王二852853333号楼C0006林学院林木852853434号楼C0007工程学院林林852853535号楼C0008兽医学院林森852853636号楼例：系系编号系名称系主任班级个数学院编号X0001公共事业管理系游艳玲40C0001X0002社会学系王建平30C0001X0003社会工作系卓彩琴20C0001X0004行政管理系欧阳晓东10C0001X0005土地资源管理系吴顺辉15C0001X0006计算机科学系田绪红40C0002X0007信息管理系余平祥30C0002X0008地理信息系谢健文20C0002第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念1.关系模型数据结构（5）码（键）是关系模型中的一个重要概念。①超码：能唯一识别元组的属性或属性集②候选码：不含多余属性的超码③主码：在关系模型中，由用户特别指定为主键的候选码④外码(1:n联系)：在关系R中某个属性或属性集是其它关系R'的主码,那么该属性或属性集是关系R的外码:例如：关系表“系”的属性“学院编号”，属性“学院编号”在关系表“学院”中是主码，因此属性“学院编号”称为关系表“系”的外键，记为：系.学院编号-学院.学院编号（子表）（外码）（父表）（主码）第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念2.关系模型的数据操作关系模型的数据操作是集合操作性质的，即数据操作的对象和操作结果均为若干个元组。关系模型的数据操作主要是查询、插入、删除和修改。第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念3.关系模型的完整性约束（1）用户自定义完整性：用户自行定义的删除约束、更新约束、插入约束。学院编号学院名称院长电话地址C0001公共管理张兴杰8528329117号楼C0002信息学院杨波85285393信息大楼Null理学院张三852853131号楼C0004Null李四852853292号楼C0005农学院王二852853333号楼C0006林学院林木852853434号楼C0007工程学院林林852853535号楼C0008兽医学院林森852853636号楼第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念3.关系模型的完整性约束（2）实体完整性：对关系中元组的唯一性约束，主键属性----不空、不重。学院编号学院名称院长电话地址C0001公共管理张兴杰8528329117号楼C0002信息学院杨波85285393信息大楼C0003理学院张三852853131号楼C0003艺术学院李四852853292号楼C0005农学院王二852853333号楼C0006林学院林木852853434号楼第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念3.关系模型的完整性约束（3）参照完整性：是对关系数据库中建立关联关系的关系间数据参照引用的约束，也就是对组成外键的属性的约束。准确地说，参照完整性是指关系中的外键必须是另一个关系的主键有效值，或者是NULL（空）值。注意：子表的外键（外码）必须参照父表的主键（主码），因此在数据录入时：插入数据时必须先插入父表，然后插入子表的相关记录；删除数据时必须先删除子表，然后删除父表的相关记录。第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念插入数据时（错误：先插入子表）学院：系：学院编号学院名称院长电话地址系编号系名称系主任班级个数学院编号X0001公共事业管理系游艳玲40C0001X0002社会学系王建平30C0001X0003社会工作系卓彩琴20C0001X0004行政管理系欧阳晓东10C0001X0005土地资源管理系吴顺辉15C0001X0006计算机科学系田绪红40C0002第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念插入数据时（正确：先插入父表）学院：系：学院编号学院名称院长电话地址C0001公共管理张兴杰8528329117号楼C0002信息学院杨波85285393信息大楼系编号系名称系主任班级个数学院编号X0001公共事业管理系游艳玲40C0001X0002社会学系王建平30C0001X0006计算机科学系田绪红40C0002第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念删除数据时（先删除子表相关记录）学院：系：学院编号学院名称院长电话地址C0001公共管理张兴杰8528329117号楼C0002信息学院杨波85285393信息大楼系编号系名称系主任班级个数学院编号X0001公共事业管理系游艳玲40C0001X0002社会学系王建平30C0001X0006计算机科学系田绪红40C0002第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念4.关系模型的主要特点（1）关系中每一分量不可再分，是最基本的数据单位。（2）每一列的分量是同属性的，列数根据需要而设，且各列的顺序是任意的。（3）每一行由一个实体的诸多属性构成，且各行的顺序可以是任意的。（4）一个关系是一张二维表，不允许有相同的属性名，也不允许有相同的元组。第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念2.2.1集合运算并运算:两个已知关系R和S的并将产生一个包含R、S中所有不同元组的新关系。是属于R或属于S的元组组成的新关系。记作：R∪S。并操作的示意图如下：RSRUS第2章关系数据库2.2关系代数DH(代号)GC(规格)A1A3B5B4C2DH(代号)GC(规格)C2C3C4D4DH(代号)GC(规格)A1A3B5B4C2C3C4D4RR1RUR1请注意书本上的表示有误2.2.1集合运算差运算：两个已知关系R和S的差，是所有属于R但不属于S的元组组成的新关系。记作：R-S。差操作的示意图如下：RSR-SQ：S-R=?第2章关系数据库2.2关系代数DH(代号)GC(规格)A1A3B5B4C2DH(代号)GC(规格)C2C3C4D4DH(代号)GC（规格）A1A3B5B4RR1R-R1Q：R1-R=？DH(代号)GC(规格)A1A3B5B4C2DH(代号)GC(规格)C2C3C4D4DH(代号)GC(规格)C3C4D4RR1R1-R2.2.1集合运算交运算：两个已知关系R和S的交，是属于R而且也属于S的元组组成的新关系。记作：R∩S。交操作的示意图，如下所示。RSR∩S第2章关系数据库2.2关系代数DH(代号)GC(规格)A1A3B5B4C2DH(代号)GC(规格)C2C3C4D4DH(代号)GC（规格）C2RR1R∩R1第2章关系数据库2.2关系代数2.2.1集合运算笛卡尔积运算两个已知关系R和S的笛卡尔积，是R中每个元组与S中每个元组连接组成的新关系。记作：R×S。RSRXS第2章关系数据库2.2关系代数笛卡尔积运算什么是笛卡尔积?假设:集合A={a,b}，集合B={1,2,3}，则两个集合的笛卡尔积为AxB={(a,1),(a,2),(a,3),(b,1),(b,2),(b,3)}ab123a1a2a3b1b2b3X=第2章关系数据库2.2关系代数笛卡尔积运算两个已知关系R和T的笛卡尔积，是R中每个元组与T中每个元组连接组成的新关系。记作：R×T衬衫规格关系：R={长袖，短袖}，衬衫大小关系：T={S,M,L}，则两个关系的笛卡尔积为RxT={(长袖,S),(长袖,M),(长袖,L),(短袖,S),(短袖,M),(短袖,L)}长袖短袖SML长袖S长袖M长袖L短袖S短袖M短袖LX=第2章关系数据库2.2关系代数笛卡尔积运算定义：两个已知关系R和S：R={r1,r2,…,rN},S={s1,s2,…,sM},关系R和S的笛卡尔积：是关系R中每个元组ri与关系S中每个元组sj连接组成的新关系。记作：R×S={(ri,sj)|ri∈R,si∈S}其中：i=1,…,N,j=1,2,…,M第2章关系数据库2.2关系代数笛卡尔积运算类似的例子有，如果R表示某学校学生，S表示该学校所有课程信息，则R与S的笛卡尔积表示所有可能的选课情况。R×S：SELECT*FROM学生,课程信息;第2章关系数据库2.2关系代数笛卡尔积运算R表示学生第2章关系数据库2.2关系代数笛卡尔积运算S表示课程信息第2章关系数据库2.2关系代数笛卡尔积运算所有可能的选课情况R×S：SELECT*FROM学生,课程信息;第2章关系数据库2.2关系代数2.2.2关系运算投影运算投影是选择关系R中的若干属性组成新的关系，并去掉了重复元组，是对关系的属性进行筛选。记作投影运算的示意图如图下：()AR第2章关系数据库2.2关系代数编号姓名性别部门名称负责人部门编号A10101王东华女经营部张小和A1A10103张方明男经营部张小和A1B10301江小节女营业部刘乐毫B1B10308王小六女营业部刘乐毫B1C10301霍热平女采购部解晓萧C1C10306董京京男采购部解晓萧C1C10404肖淡薄男采购部解晓萧C1部门名称负责人部门编号经营部张小和A1营业部刘乐毫B1采购部解晓萧C1员工部门名称，负责人，部门编号（员工）第2章关系数据库2.2关系代数教师编号姓名性别职务教研室编号30001王莉女助教j12330002李小鹏男副教授j12330004张琦男讲师j13530008宋自远男副教授j13230009孙东南男副教授j123教师编号，姓名，职务(教师)教师编号姓名职务职务30001王莉助教助教30002李小鹏副教授讲师30004张琦讲师副教授30008宋自远副教授30009孙东南副教授2.2.2关系运算选择运算选择是根据给定的条件选择关系R中的若干元组组成新的关系，是对关系的元组进行筛选。记作δF（R）F是一个逻辑表达式。选择运算示意图如下：第2章关系数据库2.2关系代数编号姓名性别部门名称负责人部门编号A10101王东华女经营部张小和A1A10103张方明男经营部张小和A1B10301江小节女营业部刘乐毫B1B10308王小六女营业部刘乐毫B1C10301霍热平女采购部解晓萧C1C10306董京京男采购部解晓萧C1C10404肖淡薄男采购部解晓萧C1编号姓名性别部门名称负责人部门编号C10301霍热平女采购部解晓萧C1C10306董京京男采购部解晓萧C1C10404肖淡薄男采购部解晓萧C1δ部门名称=“采购部”（R）第2章关系数据库2.2关系代数性别=‘男’(学生)学号姓名性别出生年月籍贯050101张三秋男1986-6-9广东050102王五男1986-8-8江苏050103李玉女1985-9-12湖南050104黄国度男1986-8-13广东学号姓名性别出生年月籍贯050101张三秋男1986-6-9广东050102王五男1986-8-8江苏050104黄国度男1986-8-13广东连接运算连接是根据给定的条件，从两个已知关系R和S的笛卡尔积中，选取满足连接条件（属性之间）的若干元组组成新的关系。记作：()其中F是选择条件。1.条件连接：2.相等连接：3.自然连接：不包含重