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第二部分关系数据库-精选

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关系数据库的规范化之第一范式、第二范式、第三范式以及BC范式

关系数据库的规范化之第一范式、第二范式、第三范式以及BC范式

关系数据库的规范化之第⼀范式、第⼆范式、第三范式以及BC范式 关系数据库设计的⽅法之⼀就是设计满⾜适当范式的模式，通常可以通过判断分解后的模式达到⼏范式来评价模式规范化的程度。

范式有1NF,2NF,3NF,BCNF,4NF,5NF，其中1NF的级别最低。

这⼏种范式之间，5NF⊂4NF⊂BCNF⊂3NF⊂2NF⊂1NF成⽴。

通过分解，可以将⼀个低⼀级范式的关系模式转化成若⼲个⾼⼀级范式的关系模式，这个过程为规范化。

下⾯我们来看⼀个栗⼦（好吃），有错误的地⽅希望读者可以提出改正。

供应者和它所提供的零件信息，关系模式FIRST和函数依赖集F如下： FIRST(Sno,Sname,Status,City,Pno,Qty)（公司编号，名称，状态，城市，产品编号，数量） F={Sno->Sname,Sno->Status,Status->City,(Sno,Pno->Qty)} 可以很明显的看出，该关系中不含有可以再分的数据项（什么是可以再分的数据项？想象⼀张table，不应存在两个相同的字段，即两个相同的数据项。

如果存在了，就说明他有了可以再分的数据项，就不是关系模式的数据库了。

存在了可再分的数据项，就要考虑新增实体，将两个数据项分别放到两个实体上），所以该关系满⾜第⼀范式的条件。

1NF 第⼀范式 定义：若关系模式R的每⼀个分量是不可再分的数据项，则关系模式R属于第⼀范式 第⼀范式有四个缺点：（1）冗余度⼤（2）引起数据修改不⼀致（3）插⼊异常（4）删除异常此处对该四个缺点不进⾏详细描述 当我们使⽤第⼀范式设计数据库的时候，会发现我们以Sno作为主键（码）的时候，不能唯⼀标识⾮主键字段（⾮主属性）Qty，但是⾮主属性Sname，Status却可以被Sno唯⼀标识且和Pno没有关系，此时对于数据库的使⽤会存在影响，所以要消除这种部分函数依赖的情况。

消除了这种部分函数依赖关系后，所得到的两个关系中⾮主属性完全依赖于码，这种规范称为第⼆范式。

关系代数——精选推荐

关系代数——精选推荐

关系代数第⼆章关系代数教学⽬的：本章实际上研究的是关系的运算。

学习⽬的：关系运算是设计关系数据库操作语⾔的基础，因为其中的每⼀个询问往往表⽰成⼀个关系运算表达式，在我们的课程中，数据及联系都是⽤关系表⽰的，所以实现数据间的联系也可以⽤关系运算来完成。

通过本章学习，应重点掌握：(1)关系数据库的基本概念；(2)如何⽤关系代数表达式来表达实际查询问题；(3)如何⽤元组演算表达式来表达实际查询问题；(4)如何⽤域演算表达式来表达实际查询问题；(5)如何将关系代数表达式转换为元组演算表达式或转换为域演算表达式。

了解和掌握关系数据结构中涉及到的域、笛卡⼉积、关系模式等有关内容的含义；掌握关系的实体完整性和参照完整性的定义；掌握关系代数中的并、交、差、笛卡⼉积运算，以及选择、投影和连接运算。

教学重点：关系的实体完整性和参照完整性的定义；关系代数中的并、交、差、笛卡⼉积运算，以及选择、投影和连接运算。

教学难点：关系代数中的并、交、差、笛卡⼉积运算，以及选择、投影和连接运算。

教学⽅法：实例法教学内容：如下：关系模型关系模型是⼀种简单的⼆维表格结构，每个⼆维表称做⼀个关系，⼀个⼆维表的表头，即所有列的标题称为⼀个元组，每⼀列数据称为⼀个属性，列标题称估属性名。

同⼀个关系中不允许出现重复元组和相同属性名的属性。

1．关系模型组成关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。

关系操作分为两⼤部分如图所⽰。

2．关系操作的特点关系操作的特点是操作对象和操作结果都是集合。

⽽⾮关系数据模型的数据操作⽅式则为⼀次⼀个记录的⽅式。

关系数据语⾔分为三类： (1)关系代数语⾔：如ISBL ；(2)关系演算语⾔：分为元组关系演算语⾔(如Alpha ，Quel)、域关系演算语⾔(如QBE)； (3)具有关系代数和关系演算双重特点的语⾔：如SQL 。

3．关系数据结构及其形式化定义（1）域定义域是⼀组具有相同数据类型的值的集合。

第二章--关系数据库习题

第二章--关系数据库习题

第二章关系数据库一、选择题：1、对于关系模型叙述错误的是。

A．建立在严格的数学理论、集合论和谓词演算公式基础之一B．微机DBMS绝大部分采取关系数据模型C．用二维表表示关系模型是其一大特点D．不具有连接操作的DBMS也可以是关系数据库管理系统2、关系模式的任何属性。

A．不可再分B．可再分C．命名在该关系模式中可以不唯一D．以上都不是3、在通常情况下，下面的表达中不可以作为关系数据库的关系的是。

A．R1（学号，姓名，性别）B．R2（学号，姓名，班级号）C．R3（学号，姓名，宿舍号）D．R4（学号，姓名，简历）4、关系数据库中的码是指。

A．能唯一关系的字段B．不能改动的专用保留字C．关键的很重要的字段D．能惟一表示元组的属性或属性集合5、根据关系模式的完整性规则，一个关系中的“主码”。

A．不能有两个B．不能成为另外一个关系的外码C．不允许为空D．可以取值6、关系数据库中能唯一识别元组的那个属性称为。

A．唯一性的属性B．不能改动的保留字段C．关系元组的唯一性D．关键字段7、在关系R（R#，RN，S#）和S（S#，SN，SD）中，R的主码是R#，S的主码是S#，则S#在R中称为。

A．外码B．候选码C．主码D．超码8、关系模型中，一个码是。

A．可由多个任意属性组成B．至多由一个属性组成C．可由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任意元组的属性组成D．以上都不是9、一个关系数据库文件中的各条记录。

A．前后顺序不能任意颠倒，一定要按照输入的顺序排列B．前后顺序可以任意颠倒，不影响库中的数据关系C．前后顺序可以任意颠倒，但排列顺序不同，统计处理的结果可能不同D．前后顺序不能任意颠倒，一定要按照码段的顺序排列10、关系数据库管理系统应能实现的专门关系运算包括。

A．排序、索引、统计B．选择、投影、连接C．关联、更新、排序D．显示、打印、制表11、同一个关系模型的任意两个元组值。

A．不能全同B．可全同C．必须全同D．以上都不是12、自然连接是构成新关系的有效方法。

数据库学习课程第二章习题和答案

数据库学习课程第二章习题和答案

数据库学习课程第二章习题和答案一.单项选择1.SQL语言是 B 的语言,易学习.A 过程化B 非过程化C 格式化D 导航式提示:SQL是一种介于关系代数与关系演算之间的结构化查询语言,它是高度非过程化的.2.SQL语言是 C 语言.A 层次数据库B 网络数据库C 关系数据库D 非数据库提示:SQL是关系数据库标准语言.3.SQL语言具有 B 的功能.A 关系规范化,数据操纵,数据控制B 数据定义,数据操纵,数据控制C 数据定义,关系规范化,数据控制D 数据定义,关系规范化,数据操纵提示:SQL语言自身不具备关系规范化功能.4.在SQL中,用户可以直接操作的是 D .A 基本表B 视图C 基本表和视图D 基本表和视图5.在SQL语言中,实现数据检索的语句是 A .A SELECTB INSERTC UPDATED DELETE6.SELECT语句执行结果是 C .A 数据项B 元组C 表D 数据库7.在SQL语句中,对输出结果排序的语句是 B .A GROUP BYB ORDER BYC WHERED HA VING8.在SELECT语句中,需对分组情况满足的条件进行判断时,应使用 D .A WHEREB GROUP BYC ORDER BYD HA VING9.在SELECT语句中使用*表示 B .A 选择任何属性B 选择全部属性C 选择全部元组D 选择主码10.在SELECT语句中,使用MAX(列名)时,该”列名”应该 D .A 必须是数值型B 必须是字符型C 必须是数值型或字符型D 不限制数据类型11.使用CREATE TABLE语句创建的是 B .A 数据库B 表C 试图D 索引12.下列SQL语句中,修改表结构的是 A .A ALTERB CREATEC UPDATED INSERT13.在SQL中使用UPDATE语句对表中数据进行修改时,应使用的语句是 D .A WHEREB FROMC V ALUESD SET14.视图建立后,在数据库中存放的是 C .A 查询语句B 组成视图的表的内容C 视图的定义D 产生视图的表的定义15.以下叙述中正确的是 B .A SELECT命令是通过FOR子句指定查询条件B SELECT命令是通过WHERE子句指定查询条件C SELECT命令是通过WHILE子句指定查询条件D SELECT命令是通过IS子句指定查询条件16.与WHERE AGE BETWEEN 18 AND 23完全等价的是 D .A WHERE AGE>18 AND AGE<23B WHERE AGE<18 AND AGE>23C WHERE AGE>18 AND AGE<=23 D WHERE AGE>=18 AND AGE<=2317.在查询中统计记录(元组)的个数时,应使用 C 函数.A SUMB COUNT(列名)C COUNT(*)D A VG18.在查询中统计某列中值的个数应使用 B 函数.A SUMB COUNT(列名)C COUNT(*)D A VG19.已知基本表SC(S#,C#,GRADE),其中S#为学号,C#为课程号,GRADE为成绩.则”统计选修了课程的学生人数”的SQL—SELECT语句为 A .A SELECT COUNT(DISTINCT S#)FROM SCB SELECT COUNT(S#)FROM SC C SELECT COUNT()FROM SCD SELECT COUNT(DISTINCT *)FROM SC20.在数据库中有如图所示的两个表,若职工表的主码是职工号,部门表的主码是部门号,SQL 操作 B 不能执行.A 从职工表中删除行(‘025’,’王芳’,’03’,720)B 将行(‘005’,’乔兴’,’04’,750)插入到职工表中C 将职工号为”001”的工资改为700D 将职工号为”038”的部门号改为’03’提示:由于职工表中的职工号为主码,不能向其中插入同主码的记录.21.若用如下SQL语句创建一个表studentCREATE TABLE student(NO CHAR(4) NOT NULL,NAME CHAR(8) NOT NULL,SEX CHAR(2),AGE INT)可以插入到student 表中的是 B .A (‘1031’,’曾华’,男,23)B (‘1031’,’曾华’,NULL,NULL)C (NULL,’曾华’,’男’,’23’)D (‘1031’,NULL,’男’,23)提示:A 中性别SEX 属性值格式不正确,C 中NO 属性值不能为空,D 中NAME 属性值不能为空.22.假设学生关系是S(S#,SNAME,SEX,AGE),课程关系是C(C#,CNAME,TEACHER),学生选课关系是SC(S#,C#,GRADE).要查询选修”COMPUTER ”课程的”女”同学的姓名,将涉及关系 D .A SB SC,C C S,SCD S,SC,C 二.填空1.SQL 语言的数据定义功能包括 定义数据 、 定义基本表 、 定义视图 、 定义索引 。

数据库第2章2.1-2.3

数据库第2章2.1-2.3

候选码主码Fra bibliotek有意义的关系及其值：
导师 专业 研究生姓名 研究生学号 1001 1002 1003
张清玫 信息专业 李 勇 张清玫 信息专业 刘 晨 刘 逸 信息专业 王 敏
关系（续）
2) 关系的表示
关系也是一个二维表，表的每行对应一个元 组，表的每列对应一个域（属性）。
表 2.2 SAP 关系
SUPERVISOR 张清玫 张清玫 刘逸 SPECIALITY 信息专业 信息专业 信息专业 POSTGRADUATE 李勇 刘晨 王敏
是 型
是值 关系模式是对关系的描述
数据库系统型与值的概念
5) 基本关系的性质
① 同列同质性，不同列可同域，不同名 ② 主码唯一性 ③ 行列无序性 ④ 分量原子性
2.1 关系数据结构
2.1.1 关系
2.1.2 关系模式 2.1.3 关系数据库
2.1.2 关系模式
1．什么是关系模式 2．定义关系模式
3. 关系模式与关系
1．什么是关系模式
关系模式 关系
第二章 关系数据库
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 关系数据结构及形式化定义 关系操作 关系的完整性 关系代数 小结
第二章 关系数据库
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 关系数据结构及形式化定义 关系操作 关系的完整性 关系代数 小结
2.1 关系数据结构

关系数据库系统是支持关系模型 的数据库系统 关系模型的三大组成部分 关系数据结构 关系操作集合 关系完整性约束
4）对关系的几点说明
笛卡尔积不满足交换律，即
(d1，d2，…，dn )≠(d2，d1，…，dn ) 但关系附加的属性名使得关系满足交换律， （d1，d2, …，di，dj ,…，dn）= （d1, d2, …，dj，di ，…，dn） （ i ， j = 1 ， 2 ， …， n ） 例如 : （学号，姓名，性别，年龄）＝ （学号，姓名，年龄，性别）

《数据库概论》第二章期末考试复习提纲+课后习题答案

《数据库概论》第二章期末考试复习提纲+课后习题答案

1.试述关系模型的三个组成部分。

答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。

2.试述关系模型的完整性规则。

在参照完整性中，什么情况下外码属性的值可以为空值？答：关系模型中可以有三类完整性约束：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。

关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。

①实体完整性规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。

②参照完整性规则：若属性(或属性组)是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K,相对应(基本关系A和S不一定是不同的关系)，则对于R中每个元组在F上的值必须为下面二者之一：-或者取空值(F的每个属性值均为空值)；・或者等于S中某个元组的主码值。

③用户定义的完整性是针对某一具体关系数据库的约束条件。

它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求在参照完整性中，如果外码属性不是其所在关系的主属性，外码属性的值可以取空值。

3.代数的基本运算有哪些？如何用这些基本运算来表示其他运算？答：在8种关系代数运算中，并、差、笛卡儿积、投影和选择5种运算为基本运算；其他三种运算，即交、连接和除，均可以用这5种基本运算来表达。

2.3补充习题1.选择题(1) 关于关系模型，下列叙述不正确的是（D ）。

A.一个关系至少要有一个候选码B.列的次序可以任意交换C.行的次序可以任意交换D.一个列的值可以来自不同的域(2) 下列说法正确的是（A）。

A.候选码都可以唯一地标识一个元组B.候选码中只能包含一个属性C.主属性可以取空值D.关系的外码不可以取空值(3) 关系操作中，操作的对象和结果都是（B ）。

A.记录B.集合C.元组D.列(4) 假设存在一张职工表，包含“性别”属性, 要求这个属性的值只能取“男”或“女”，这属于（C )oA.实体完整性B.参照完整性C.用户定义的完整性D.关系不变性（5）有两个关系R（A,B,C）和S（B,C,D），将R和S进行自然连接，得到的结果包含几个列（B）。

《数据库整理》第2章 关系数据库


关系体
随数据更新不断变化
15
.
• 例如，在第1章的图1-22所示的教学数据库中，共有五个关 系，其关系模式可分别表示为：
– 学生（学号，姓名，性别，年龄，系别） – 教师（教师号，姓名，性别，年龄，职称，工资，岗位津贴，系
别）
– 课程（课程号，课程名，课时） – 选课（学号，课程号，成绩） – 授课（教师号，课程号）
• 给定一组域D1，D2，…，Dn（它们可以包含相同的元素， 即可以完全不同，也可以部分或全部相同）。D1，D2，… ，Dn的笛卡尔积为
D1×D2×……×Dn={（d1，d2，…，dn）|di∈Di，i=1，2，…，n}
每一个元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di叫做一个 分量（Component） ，di∈Di 每一个元素（d1，d2，…，dn）叫做一个n元组（n-Tuple ），简称元组（Tuple） (注意：元组是按序排列的)
5
.
笛卡尔积D1×D2×…×Dn的基数M（即元素（d1，d2， …，dn）的个数）为所有域的基数的累乘之
n
积，即M= m i 。 i1
例如，上述表示教师关系中姓名、性别两个域的笛卡尔 积为：
D1×D2={（李力，男），（李力，女），（王平，男），（王平 ，女），（刘伟，男），（刘伟，女）}
分量：李力、王平、刘伟、男、女 元组 ：（李力，男），（李力，女） ，M=m1×m2=3×2=6
第2章 关系数据库
.
• 本章主要按数据模型的三个要素讲述关系数据库的一
些基本理论（关系模型的数据结构、关系的定义和性 质、关系的完整性、关系代数、关系数据库等 ）
• 掌握关系的定义及性质、关系键、外部键等基本概念
以及关系演算语言的使用方法

第2章 关系数据库

第二章
关系数据库
本章要求：
1、掌握关系、关系模式、关系数据库等基本概念 2、掌握关系的三类完整性的含义 3、掌握关系代数运算 本章内容： §1 关系模型的基本概念 §2 RDBS的数据操纵语言：关系代数 §3 RDBS的数据操纵语言：关系演算语言 返回
2016/9/29 数据库系统 1
请选择内容
第二章
2016/9/29
数据库系统
12
第二章
关系数据库
§2 RDBS的数据操纵语言：关系代数 关系代数的运算对象是关系，运算结果也为关系。 其运算按运算符的不同可分为两类。 一、传统的集合运算 1、并（Union）： R S = { t | t∈R∨t∈S} 2、交（Intersection）：R S = { t | t∈R∧t∈S} 3、差（Difference）： R S = { t | t∈R∧t∈S} 4、笛卡尔积（广义）： R S = { trts | tr ∈ R ∧ ts ∈ S}
2016/9/29
数据库系统
14
第二章 3、连接（Join） R
R中属性
关系数据库
S ：从两个关系的笛卡尔积中选取属性间 A B 满足条件A B的元组。 连接是同时处理 多个关系的 重要运算
S中属性 比较运算符
说明： R
2016/9/29
S = （RS） A B A B
S
当为等号且A、B两属性相同时，称为自然连接，
2016/9/29 数据库系统
SC：S# C# G
S1 S1 S1 S1 S2 S2 S2 S3 S3 S3 S4 S4 C1 C2 C3 C5 C1 C2 C4 C2 C3 C4 C1 C3 A A A B B C C B C B B A

数据库系统工程师教程

数据库系统工程师教程数据库系统工程师教程数据库系统工程师是一个非常重要且具有挑战性的职业。

随着信息技术的快速发展和大数据时代的到来，数据库系统的需求越来越强烈。

作为数据库系统工程师，你将负责设计、开发、维护和管理各种类型的数据库系统。

本教程将介绍数据库系统工程师的基本知识和技能，帮助你成为一名优秀的数据库系统工程师。

第一部分：数据库基础知识了解数据库的基本概念和原理是成为一名数据库系统工程师的第一步。

在这一部分，我们将介绍数据库的定义、结构和分类。

你将学习数据库的优势和局限性，了解数据库的常见操作，如插入、更新和删除数据。

第二部分：关系数据库管理系统（RDBMS）关系数据库是当今最常用的数据库类型之一，也是数据库系统工程师必须熟悉的技术。

在这一部分，我们将介绍关系数据库的基本原理和结构，如表、列和行。

你将学习如何创建数据库和表，设计数据库结构，并使用SQL语言进行数据查询和管理。

第三部分：数据建模和规范化数据建模是设计数据库系统的重要环节。

在这一部分，我们将介绍数据建模的基本概念和技巧，如实体-关系模型（ER模型）和关系模式。

你将学习如何分析需求，设计数据库模式，并进行数据规范化，以确保数据库的一致性和完整性。

第四部分：数据库安全和备份与恢复数据库安全是数据库工程师的一项重要任务。

在这一部分，我们将介绍数据库安全的基本原则和措施，如用户账户管理、权限控制和数据加密。

你将学习如何识别和解决安全隐患，制定有效的安全策略，并备份和恢复数据库以保护数据的安全性和可用性。

第五部分：性能调优和优化性能调优是数据库系统工程师面临的常见挑战之一。

在这一部分，我们将介绍如何识别和解决数据库性能问题，如慢查询和资源瓶颈。

你将学习如何使用性能监控工具和技术，优化数据库结构和查询语句，提高数据库系统的响应速度和吞吐量。

第六部分：大数据和云数据库随着大数据和云计算的迅猛发展，数据库系统工程师需要掌握相关的技术和工具。

在这一部分，我们将介绍大数据和云数据库的基本概念和架构，如Hadoop和NoSQL数据库。

第02章 关系数据库基本原理

学 号 学 生 籍 贯
姓 名
民 族
2. 1∶1联系到关系模式的转化
设A、B是两个有关联的实体，如果每个实体中的任何一个元素都 只同对方的一个元素有联系（可以没有联系），我们把实体间的这种 联系称为1 联系称为1∶1联系，如图所示的E-R图中的两个实体“经理”和“公 联系，如图所示的E 图中的两个实体“经理” 司”，一个经理只服务于一个公司，而一个公司也只有一个经理，二 者是1 者是1：1关系。在转化这种联系时，只要在两个实体关系表中各自增 加一个外来键即可。
姓 名 经 理 民 族
1
名 称
注册地
住 址
领 导
1
公 司 类 型
年 龄
电 话
电 话
对图所示模式转化为关系模式： 经理(姓名,民族,住址,年龄,电话,名称)； 公司(名称,注册地,类型,电话,姓名)
3. 1∶n联系到关系模式的转化 1∶
一个实体中的某个元素与另一个实体的多个元素有联系时，称这 样的联系为1 样的联系为1∶n，如经理与员工的联系就是1∶n的联系。要转化这种 ，如经理与员工的联系就是1 联系，需要在n方（即1 联系，需要在n方（即1对多关系的多方）实体类型表中增加一个属性， 并将对方的关键字设置为外来码
2.3 关系模型的分解
2．3．1 引言
设计数据库应用系统的一项重要工作是设计关系模式: 设计数据库应用系统的一项重要工作是设计关系模式: • 能全面支持系统功能 • 处理方便、能快速进行信息的插入、删除、更新等操作
供应商代 码 S001 S001 S002 S003 S003 供应商名称 华科电子有限公司 华科电子有限公司 湘江计算机外设公司 韦力电子实业公司 韦力电子实业公司 联 系 人 施 宾 彬 宾 施 彬 胜 方 力 周昌 周昌 商品名称 笔记本计算 机 激光打印机 笔记本计算 机 喷墨打印机 交换机 定货数 量 10 5 5 5 2 单价 9800.0 0 2800.0 0 10200. 00 480.00 8500.0 0
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2019/9/28
第2章 关系数据库
16
参照完整性
例１：学生实体与专业实体间的关系： 外码 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
参照关系
专业（专业号，专业名）
被参照关系
关系参照图
学生关系 专业号 专业关系
例２：学生，课程，学生与课程之间的多对多联系：
学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
课程（课程号，课程名，学分）
• 一组域D1,D2,…Dn的笛卡尔积
D 1 D 2 . . . D n { ( d 1 , d 2 , . . . d n ) |d i D i , i 1 , 2 , . . . n }
• (d1,d2,d3,…dn)称为一个元组，di称为一个分量 • 若Di的基数(值的个数)为Mi，则笛卡尔集的基数M为
b2
c2
b3
c2
b2
c1
BC
• 关系模式与关系
– 关系模式是型，是对关系的描述，是静态的，稳定的。 – 关系是值，由赋予它的元组语义来确定的，是动态的，不断变化的 – 关系是关系模式在某一时刻的状态或内容
★实际应用中常常将关系模式和关系都称为关系
2019/9/28
第2章 关系数据库
13
关系数据库
• 在给定应用领域中，所有表示实体及实 体之间联系的关系的集合构成一个关系 数据库
• DB2, Oracle, Ingres, Sybase, Informix等
2019/9/28
第2章 关系数据库
3
2.1 关系模型概述
• 关系模型由以下三部分组成
– 关系数据结构
• 关系（一张二维表）
– 关系操作：
• 查询操作
– 选择(Select)、投影(Project)、连接(Join)、除(Divide)、 并(Union)、交(Intersection)、差(Difference)
请将例子表示为二维表
2019/9/28
第2章 关系数据库
8
例2．已知三个域
D1=导师集合＝{张清正,刘逸} D2=专业集合＝{计算机,信息} D3=学生集合＝{李勇,刘晨,王敏}
计算思考
1）每个域的基数？ 2）计算D1×D2×D3＝？基数？ 3）计算结果中的元组有无实际意义？
导师
张清正 张清正 张清正 张清正 张清正 张清正 刘逸 刘逸 刘逸 刘逸 刘逸 刘逸
• 更新操作
– 增加(Insert)、删除(Delete)、修改(Update)
– 关系完整性约束
• 实体完整性、参照完整性、用户定义完整性
2019/9/28
关由系系的统两自个动不支变持性第2, 章 关系数据库
由应用语
义约束
4
关系语言
• 关系操作特点：
– 操作对象和结果都是集合 – 高度非过程化的语言，不必借助循环结构就可以完成
– 若A={Ai1，Ai2，…，Aik}，其中Ai1，Ai2，…，Aik是A1， A2，…，An中的一部分，则A称为属性列或域列
– t[A]=(t[Ai1]，t[Ai2]，…，t[Aik])表示元组t在属性列A上 诸分量的集合
– A 则表示{A1，A2，…，An}中去掉{Ai1，Ai2，…，Aik}后
R＝(导师，专业，研究生)
•一个研究生只能有一个专业，如李 勇和王敏是计算机专业、刘晨是信 息专业
张清正 张清正 张清正 张清正 张清正 张清正 刘逸 刘逸 刘逸
计算机 计算机 计算机 信息 信息 信息 计算机 计算机 计算机
李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏
现在导师与研究生是什么关系？
（详细定义见教材P54）
• 规则：参照关系R中每个元组在外码F上的值必须 为：
• 或者取空值（F的每个属性值均为空值） • 或者等于S中某个元组的主码值
2019/9/28
第2章 关系数据库
18
用户定义完整性
• 用户定义的、具体应用中的数据必须满足的约束 条件
– 成绩：0－100之间 – 身份证、身份证和生日对应关系
R S { t|t R t S }由属于R而不属于S的元组组成
R S { t|t R t S }由既属于R又属于S的元组组成 又R 有 SR ： (R S )
2019/9/28
第2章 关系数据库
22
表示记号
• tr ts
– R为n目关系，S为m目关系 – tr R，tsS， tr ts称为元组的连接。它是一
个n + m列的元组，前n个分量为R中的一 个n元组，后m个分量为S中的一个m元组
2019/9/28
第2章 关系数据库
23
传统的集合运算
• 广义笛卡尔积
– R X S，其关系模式是R和S的模式的并集，是R和S 的元组以所有可能的方式组合起来。当R和S有同名 的属性，至少要为其中一个属性重新命名。
数学描述：若关系R有k1个元组n个属性，关系S有k2 个元组m个属性，则两个关系的广义笛卡尔积有k1 * k2个元组n+m个属性(前n个属性来自于R，后m个属 性来自于S)
• 关系数据库也有型和值之分
思考：给出导师、学生、专业三 个实体可能组成的关系数据库及 其概念模型（E-R图）
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第2章 关系数据库
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2.3 关系的完整性
• 实体完整性 • 参照完整性 • 用户定义完整性
★ 实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的，
被称作关系的不变性，由关系数据库系统自动支 持
专业
计算机 计算机 计算机 信息 信息 信息 计算机 计算机 计算机 信息 信息 信息
研究生
李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏
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第2章 关系数据库
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D1,D2,D3的笛卡尔积（上图）
关系数据结构的形式化定义
定义3：关系
• D1×D2×···×Dn的子集叫做在D1, D2, …, Dn上的
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第2章 关系数据库
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实体完整性
• 规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A 不能取空值
• 说明：基本关系的主码中的任何属性都不能取空 值，而不仅是主码整体不能取空值
• 依据：现实世界的实体是唯一可分的
例：学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）
课程（课程号，课程名，学分）
选修（学号，课程号，成绩）
数据操作，能嵌入高级语言中使用
三种语言在表达能 力上完全等价
关系代数语言 关系数据语言 关系演算语言
元组关系演算语言 域关系演算语言
例如ISBL 例如APLHA, QUEL 例如QBE
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具有关系代数和关系演算双重特点的语言 例如SQL
第2章 关系数据库
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关系模型语言
• 关系代数语言
第2章 关系数据库
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关系模式
• 关系模式是对关系的描述，形式化表示为
R(U, D, dom, F)
U：组成该关系的属性名集合 D：属性组U中属性所来自的域 dom：属性向域的映象集合，如属性的类型、长度 F：属性间数据的依赖关系集合
★可简记为R(U)或R(A1, A2, …, An)，其中Ai为属性名
选修（学号，课程号，成绩）
关系参照图 2019/9/28 学生关系
主码？外码？
学号
课程号
选第修2章关关系系数据库
课程关系
被参照关 系
参照关系
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被参照关系
参照完整性
参照关系
例３：学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）
• 定义：外码
外码
– 设F是参照关系R的一个或一组属性，但不是R的码，
若F与被参照关系S的主码相对应，则称F是R的外码
关系，表示为 R(D1, D2, …, Dn)
n：关系的度或目，表的
• 相关术语
列数，一般称n元关系
– 候选码：能够唯一标识一个元组的属性组(一个关系可
以有多个候选码)
– 主码：一个关系中选定的一个候选码
– 主属性：包含在任何候选码中的属性
– 非主属性：不包含在任何候选码中的属性
– 全码：若关系模式的所有属性组是这个关系模式的候
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第2章 关系数据库
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2.2 关系数据结构的形式化定义
• 关系模型建立在集合代数基础上，从集合论角度讨论 • 关系的形式化定义
– 定义1：域(Domain)
• 一组具有相同数据类型的值的集合，如整数、实数等。形式 化表示为D
– 定义2：笛卡尔积(Cartesian Product) P47
• 把关系当作集合，用集合运算和特殊的关系运算来表达查 询要求和条件
• 是一种抽象的查询语言
• 关系演算语言
• 用谓词来表达查询要求和条件 • 谓词变元的基本对象可以是元组变量或域变量，故可分为
元组关系演算和域关系演算两类 • 是一种抽象的查询语言
• SQL
• 介于关系代数和关系演算之间 • 集DDL、DML和DCL一身的关系数据语言
刘逸
信息
李勇
限定一个学生只能有一个导师， 如张是计算机导师，刘是信息 专业导师
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刘逸 刘逸
信息 信息
刘晨 王敏
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D1,D2,D3的笛卡尔积（上图）
关系
• 关系的限定及扩充
– 关系数据中的关系是有限集合 – 为关系的每一列附以属性名以取消关系元组的有序性
• 关系的思性考质：描述关系需要那些方面的信息呢？
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第2章 关系数据库