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第2章关系数据库基本原理精品PPT课件

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数据库原理及应用第2章关系数据库(2学时)PPT课件

数据库原理及应用第2章关系数据库(2学时)PPT课件

工号 4001 4002 4124 5018
姓名 zhang
li liu wang
年龄 50 40 35 25
性别 M F M M
工资 2000 1500 2000 1000
1.常用的关系操作 2.关系操作的特点 3.关系数据语言的种类 4.关系数据语言的特点
1. 常用的关系操作
查询：选择、投影、连接、除、并、交、差 更新：插入、删除、修改
导师
张清玫
D1域 导师集合
张清玫
刘逸
D2域 专业集合
× 计算机专业
信息专业
D3域 研究生 集合 李勇
× 刘晨
王敏
张清玫 张清玫 张清玫 张清玫 张清玫
= 刘逸
刘逸 刘逸
刘逸
刘逸
刘逸
专业
计算机专业 计算机专业 计算机专业 信息专业 信息专业 信息专业 计算机专业 计算机专业 计算机专业 信息专业 信息专业 信息专业
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：
n
M
i 1
m
i
3. 关系（Relation）
（1）关系
D1×D2×…×Dn 的 子 集 叫 作 在 域 D1 ， D2 ， … ， Dn 上 的关系，表示为：
R（D1，D2，…，Dn）
R——关系名 n——关系的目或度（Degree）4.关系数据语言的特点
①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 用户不需要使用循环结构就可以完成数据操作
②能够嵌入高级语言中使用 ③关系代数、元组关系演算和域关系演算三种语言 在表达能力上完全等价
2.1 关系模型概述 2.2 关系数据结构 2.3 关系的完整性 2.4 关系代数

第二章关系数据模型(数据库原理与应用)精品PPT课件

第二章关系数据模型(数据库原理与应用)精品PPT课件

学号 姓名 性别 班级名称 4001 张三 女 04计算机 4002 李四 男 04通信 4010 王五 男 04电子 4011 赵六 女 04教育 4015 丁一 女 04教育
属性域｛男，女｝ 元组
属性
魏英 7952616
DataBase
关系
关系模式
由关系名和关系的属性集合组成，用于描述关系的框 架结构 如：学生(学号，姓名，性别，班级名称)
形式定义：σF(R)={t|t∈R∧F(t)=true}
σ为选择运算符，F为选择条件，R为关系
t为元组，∧为逻辑与运算
学生关系 学号 姓名 性别 班级名称 4001 张三 女 04计算机
4002 李四 男 04通信 4010 王五 男 04电子 4011 赵六 女 04教育
σ性别=‘男’(学生)
男学生关系 学号 姓名 性别 班级名称 4002 李四 男 04通信 4010 王五 男 04电子
4015丁一 女 04教育 魏英 7952616
DataBase
投影
一元运算，从关系中选择某些属性列构成一个新 关系
形式定义：∏A(R)={t[A]|t∈R}
A为关系R中的属性列集
∏姓名，班级(学生)
学生关系
名单关系
学号 姓名 性别 班级名称
姓名 班级名称
4001 张三 女 04计算机
张三 04计算机
4002 李四 男 04通信
李四 04通信
4010 王五 男 04电子
王五 04电子
4011 赵六 女 04教育
赵六 04教育
4015 丁一 女 04教育
丁一 04教育
魏英 7952616
DataBase
并

数据库完整第2章ppt课件

数据库完整第2章ppt课件
但实际中，常把二者统称为关系
18
3、关系数据库
➢ 在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用 关系来表示的。在一个给定的现实世界领域中 ，相应于所有的实体及实体之间的联系的关系 集合构成一个关系数据库。
➢ 关系数据库也有型和值之分。型称为关系数据 库模式，是对关系数据库的描述，定义了域和 域间的关系模式，值称为关系数据库。
RS
和添加可通过并运算实现。
32
2. 差（Difference）
➢ 关系R与关系S的差由属于R而不属于S的所有元组组
成，即R中删去与S中相同的元组，组成一个新关系，
其结果仍为n目关系。记作：
R-S={t|t∈R∧┐t∈S}
RS
➢ 通过差运算，可实现关系数据库
记录的删除。
33
3. 交（Intersection）
R：关系名 U：属性名集合 D：属性组U中属性所来自的域 DOM：属性向域的映象集合 F：属性间数据的依赖关系集合。
简记为：R（U）或 R(A1，A2, … An) R为关系名；An为属性名
17
关系是值，是关系模式在某一时 刻的状态或内容，动态的、随时 间不断变化 关系模式是型，关系模式是静态 的，稳定的
关系操作
集合
非关系 数据模 型的数 据操作 模式为 一次一 记录的 方式
关系操作(查询)：选择、投影、 连接、除、并、交、差
关系操作(修改)：增、删、改
5
2.1 关系数据库概述
关系模型中的关系操作：关系代数和关系演算
三
者
关系代数：用关系运算表达查询要求
等
价
关系演算：用谓词表达查询要求
， 评
估
关系代数语言
第2章 关系数据库

数据库技术与应用第2章-关系数据库PPT课件

数据库技术与应用第2章-关系数据库PPT课件

查询优化技术
索引优化
合理使用索引可以加快查询速度，减 少全表扫描。
查询语句优化
通过优化查询语句，如使用连接代替 子查询、减少使用SELECT * 等，可 以提高查询效率。
数据库分区
将大表分成小表，提高查询和管理效 率。
数据库集群和分布式部署
通过集群和分布式部署，提高数据库 整体性能和可用性。
查询优化策略
06 关系数据库的并发控制
并发控制的概念
并发控制
在关系数据库中，并发控制用于 协调多个事务之间的操作，确保
数据的完整性和一致性。
事务
并发控制的基本单位，一系列操作 在执行过程中不被其他事务干扰， 且在执行完毕后数据状态保持一致。
冲突
当多个事务同时对同一数据进行读 写或写操作时，可能导致数据不一 致的状态。
02 关系数据库系统
关系模型
01
关系模型的基本概念
关系模型是数据库系统的核心，它使用表格形式的数据结构来表示和存
储数据。每个表格由行和列组成，每一列都有一个特定的数据类型。
02
关系的完整性
关系模型中的数据完整性是通过约束实现的，包括实体完整性、引用完
整性和域完整性。这些完整性约束确保了数据的准确性和可靠性。
策略制定
根据业务需求和数据量，制定 合适的备份策略，如每日、每
周、每月备份等。
数据恢复技术
物理恢复
通过数据库的物理文件进行恢 复，适用于数据库损坏严重的
情况。
逻辑恢复
使用数据库的逻辑工具和命令 进行恢复，适用于数据文件损 坏不严重的情况。
点恢复
恢复到特定时间点的数据状态 ，需要保留完整的备份和日志 信息。
03
2. SELECT：用于查询和检索表

数据库原理2 关系数据库.ppt

数据库原理2 关系数据库.ppt
属性，不同属性(列)给不同属性名；
3. 列的顺序可任意交换； 4. 任意两个元组不能完全相同； 5. 行的顺序可任意交换； 6. 每一分量是不可分的数据项。
记忆方法：三列两行一分量。
注意：在许多实际关系数据库产品中，基
本表并不完全具有这六条性质，例如， 有的数据库产品（如FoxPro）仍然区分 了属性顺序和元组的顺序；许多关系数 据库产品中，例如Oracle，FoxPro等，它 们都允许关系表中存在两个完全相同的 元组。
三种具有相同表达能力的抽象查询语言：
关系代数 元组关系演算语言 域关系演算语言
ISBL ALPHA，QUEL QBE
SQL则是介于关系代数和关系演算之间的 标准查询语言。
由IBM提出，是应用得最广泛的关系数据 库标准语言。
三. 关系的三类完整性约束条件 关系模型必须满足：实体完整性和参照完
整性约束。
则D1×D2×… ×Dn的基数为： |D1|×|D2|×… ×|Dn|
3. 关系
定义2.3 D1×D2×… ×Dn的任意子集叫 做在域D1,D2,… ,Dn上的关系，可记做：
R(D1,D2,… ,Dn)，R为关系名，n是关系的 目或度(degree)。
注意：
1. 这里的“子集”是“任意子集”，包括 空集。

例如学生选课关系“选修（学号，课程号， 成绩）”中，“学号、课程号”为主码， 则“学号”和“课程号”都不能取空值， 而不是整体不为空。
实体完整性可以引申一下，主码也不能取 重复值。
有关实体完整性的说明：
(1)实体完整性规则是针对基本关系而言的。 一个基本表通常对应现实世界的一个实 体集。(名字怎么来的）
数据库系统原理(第2章)
第二章 关系数据库

数据库系统概论第2章关系数据库精品PPT课件

数据库系统概论第2章关系数据库精品PPT课件
11
p46
2.2.2关系模式 关系模式简记为： R（A1，A2，…，An） 形式化表示为：五元组 R( U, D, dom，F）
关系名 属性集合 域集合 属性向域的 属性间数据的 映象集合 依赖关系集合
例子：选修关系 可简记为：SC（Sno,Cno,G)
形式化表示为：SC ( U, D, dom，F）
10
对关系定义的一些限定和扩充： （1）无限关系在数据库系统中是无意义的。 （2）关系元组（d1,d2,…,di,dj,…,dn)= （d1,d2,…,dj,di,…,dn) 关系具有的六条性质： （1）列是同质的。 （2）不同列可出自同一个域。 （3）列的次序可任意交换。 （4）任意两个元组不能完全相同。 （5）行的次序可任意交换。 （6）分量必须取原子值,即每一个分量都必须是不可分的数据项。
关系SAP(supervisor, speciality, postgraduate)可包含三个 元组：
supervisor speciality ppoossttggrraadduuaattee
张清政
信息
李勇
张清政
信息
刘晨
刘逸
信息
王敏
7
候选码：若关系中的某一属性组能唯一地标识一个元组， 则称为该属性组为候选码。
该笛卡尔积的基数为：2 ×2 ×3=12
笛卡积
3列
二维表
P49
12行
该表的数据有 现实意义吗？
5
3.关系 定义： D1×D2 ×… ×Dn的子集称为在域D1,D2,…,Dn上
的关系，表示为 R（D1，D2，…，Dn）
关系的名字 属性 关系的目或度
关系 属性
元组
二维表 表的列 表的行

数据库 第二章 关系数据库(1)PPT课件

数据库 第二章 关系数据库(1)PPT课件
Ｄ１×Ｄ２ × … ×Ｄｎ＝{（d1,d2, … ,dn）| di∈Ｄ
i,i=1,2, …,n}
其中每一个元素（d1,d2, … ,dn）叫做一个n元组或简称 元组，元素中的每一个值di叫做一个分量。
10 10
• 例：关系account的三个属性branchname,account-name,balance对应三个域
Ｄ１=(CCB,BOC) Ｄ２=(A-101,A-102) Ｄ3=(500,400) 则笛卡儿积为： Ｄ１×Ｄ２ × Ｄ3＝ {(CCB, A-101, 500),(CCB, A-101,400), (CCB, A-102,500),(CCB, A-102,400), (BOC, A-101,500),(BOC, A-101, 400), (BOC, A-102,500),(BOC, A-102,400)}
11 11
还可表示为
D1 CCB CCB CCB CCB BOC BOC BOC BOC
D2
D3
A-101
500
A-101
400
A-102
500
A-102
400
A-101
500
A-101
400
A-102
500
A-102
400
12 12
• 3、关系
Ｄ１×Ｄ２ × … ×Ｄｎ的子集叫做在域Ｄ１，Ｄ２， …Ｄ ｎ上的关系，表示为R（Ｄ１，Ｄ２ ，… ，Ｄｎ），n是 关系的目或度。 关系中的每个元素是关系中的元组。 – n＝1时，称该关系为单元关系。 – n＝2时，称该关系为二元关系。 • 关系中元组的个数与域的基数有关，例如上例中元组 的个数为2×2×2＝8。
是虚表，不对应实际存储的数据。
16 16

第2章关系数据库基础PPT课件

第2章关系数据库基础PPT课件
• 实体完整性是要保证关系中的每个元组都是可识别和 唯一的。
• 实体完整性规则要求关系中元组的主关键字的值必须 唯一，不可以为空值。
• 关系数据库管理系统用主关键字实现实体完整性。
返回 27
参照完整性规则
• 现实世界中的实体间存在着某种联系， 而在关系模型中实体是用关系描述的、 实体之间的联系也是用关系描述的，这 样就自然存在着关系和关系之间的参照 或引用。
第2章 关系数据库基础
• 关系数据库采用关系数据模型，已经历了30 多年的发展，从理论到技术都已经非常成熟 ，是目前广泛使用的主流数据库系统，也是 数据库课程要讲授的主要内容。本章主要包 括关系的基本概念、关系数据模型、关系完 整性约束和等内容。
1
本章学习目标
• 深刻理解关系的定义和关系的基本性质，理 解相应的概念和术语；
D 1 D 2 D n { d 1 , d 2 ( , , d n ) |d i D i , i 1 , , n }
其中集合的每一个元素（d1，d2，…，dn）称作一个n 元组，简称元组，元组中每一个di称作元组的一个分
量。
5
举例
• D1={s2，s4，s7，s9} • D2={管理学，经济学，运筹学} •则
40
集合的广义笛卡尔积运算
• 设R和S是两个关系，如果R是m元关系、有 k个元组，S是n元关系、有l个元组，则广义 笛卡尔积R×S是一个m+n元关系、有k×l个 元组。广义笛卡儿积可以记作：
RS{rs|rR,sS}
41
广义笛卡尔积举例：
R×S
R
ABC a2c a4d b4c
S
DEF a4d a6d b4c
• 本章学习的难点是理解关系完整性约束的 概念及其作用。
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学号 成绩
2
65
4
90
9
87
7
89
失去引用完整性
14
2.1.3 关系数据库的数据完整性
姓名 张明 刘鹃 李亮
域(字段）
失去了域完整性
性别
身份证号码
男 432940198404ASD
女
男 1型数据； •范围约束：性别必须是“男”或者“女”； •格式约束：身份证号码必须是18位数字。
2. 关系数据库的特征
（1）通过基于一个称为表的结构创建数据关系， 以 便于对数据的访问和操作。
（2）表包含属于一个实体集的一组相关实体。 （3）术语实体集和表经常交替使用。 （4）表也称为关系，行称为元组，列称为属性。 （5）具有由行和列组成的二维结构。 （6）每一元组表示实体集中的单个实体。
6
（7）每一列具有不同的名称。 （8）行/列的每一相交点表示单个数据值。 （9）每张表必须具有称为主键的键, 用来唯一标
第2章 关系数据库基本原理
25.10.2020
11
2.1 关系模型的基本概念 2.2 关系数据库设计理论概述 2.3 数据库设计方法简介
25.10.2020
22
2.1 关系模型的基本概念
关系数据库RDBMS（Related Data Base Manage System）是一组相关数据的集合。 关系模型是简化数据库结构的一种尝试。它将数 据库中的全部数据表示为数据值的简单的行-列式表。
3
RDBMS 是一个数据库管理系统，在这一系统中 ，用户看得见的全部数据均严格组织为数据值表， 并且可对这些表进行所有的数据库操作。
流行的RDBMS有： (1) Microsoft SQL Server (2) Oracle Server (3) Sybase SQL Server (4) Informix Server
主键
外键
姓名 张明 王东 李健 赵彬 钱雯 孙胜 周盈
学号 1 2 3 4 5 6 7
学号 2 4 6 7
成绩 65 90 87 89
11
2.1.3 关系数据库的数据完整性
一般来说，可以从下面四个方面来实施数据的完整性。
1. 实体完整性 实体完整性确保了每一行都可以被一个叫主关键字的属性 唯一标识。 2. 域完整性 域完整性确保了只有在某一合法范围内的值才能存储到一 列中。 3. 引用完整性 引用完整性确保所有外关键字中的值和主关键字中的值匹配。 4. 自定义的完整性 用户自定义的完整性是指一系列的业务规则，它们是由用户指 定的，不属于实体、域和引用完整性的范畴。
三、第三范式（Third normal form，3NF） 当一个关系是2 NF，且其中的每个非关键字属性仅函
数依赖于主关键字时，这样的关系称为3 NF 。 （没有 传递依赖）
19
2.2.2 范式
将表转换成 2NF 的指导 : （1）找出并移去函数依赖于部分关键字而不是整个 关键字的属性。将它们放到另一张表中。 （2）将剩余的属性组成表。
而冗余可能会导致下面两个问题： 数据不一致
当同一事实被存放多份时容易发生错误。 更新异常
插入、修改和删除数据可以导致不一致。
17
2.2.1 规范化与非规范化数据
为了完成一个良好的数据库设计，必须要遵循下 面这些最基本的规则：
（1）每个表都有标识符。 （2）每个表将为实体的单个类型存储数据。 （3）在表中应避免NULL值列。 （4）在表中应避免值或列的重复。
18
2.2.2 范式
一、第一范式（First normal form ，1NF ） 当表中的每一个单元含且仅含一个值时，这个表称
为第一范式。
二、第二范式（Second normal form， 2NF ） 当一个表是1 NF 且一行中的每个属性都依赖于整个
关键字（不仅仅是关键字的一部分）时，该表就可以称 作第二范式。（没有部分依赖）
2. 主关键字（主键）
被你选作唯一确定行的候选关键字
3. 替代关键字
没有选作主关键字的候选关键字
候选关键字 = 主关键字+ 替代关键字
8
2.1.2 关键字
主键
唯一的学号进行实体标识
学号 001 002 003 004
姓名 张明 王东 张明 赵彬
课程 化学 物理 历史 物理
成绩 89 76 80 67
12
2.1.3 关系数据库的数据完整性 注意，尽量不要产生数据冗余。
学号 姓名
1
张明
2
王东
3
李健
4 学号赵彬 成绩
1
89
2
76
3
80
4
67
存在数据冗余
姓名 张明 王东 李健 赵彬
13
2.1.3 关系数据库的数据完整性
主键
外键
姓名 张明 王东 李健 赵彬 钱雯 孙胜 周盈
学号 1 2 3 4 5 6 7
15
2.2 关系数据库设计理论概述
2.2.1 规范化与非规范化数据
规范化（Normalization）是使用某些规则 将复杂表结构分解成简单表结构的科学方法。它 是使用关系数据库必备的分析数据表创建的方法 ，每一个关系数据表都必须符合规范化的定义， 否则关联的数据库将会混乱。
16
2.2.1 规范化与非规范化数据
趋势 升 降 降 降
不能进行区分
9
4. 组合关键字
当关键字由多个属性组成时，这些属性称为组合关键 字。
班级 S183 S183 S183 S183
姓名 张明 王东 赵彬 张明
成绩 89 76 80 67
趋势 升 降 降 降
组合键（主键）
10
5. 外关键字
当一个表的主关键字在另一个表中也作为一个属性 存在时，它就被称为是外关键字。
将一个表转换成 3 NF 的指导 : （1）找出并移去函数依赖于非主关键字属性的非关 键字属性。将它们放入另一个表中。 （2）将其余的属性组成表。
4
2.1.1 1.
关系数据库的特征：
关系模型的术语
表(关系) 、行(记录、元组)、列（属性）、度 属性
课程编号 课程名称 学时 学期 平均成绩 行（记录）
J001
数据库基础 36
1
78
元 J003
C语言
60 1
81
组
Z004
操作系统
44 2
67
X001 编译原理
40 2
66
度 列
5
2.1.1 关系数据库的特征：
识每一行。 （10）一列中的所有值必须符合相同的数据格式。 （11）每一列均具有特定范围的值，称为属性域。 （12）每一行包括描述实体情况的信息。 （13）在 RDBMS 中，行和列的顺序并不重要。
7
2.1.2 关键字
关系数据模型涉及五种关键字
1. 候选关键字（超键）
可以唯一确定一行的属性唯一标识某一关系中的每一 元组的任一属性集