第2章关系模型与关系数据库
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(第二讲)数据库(第二章：关系数据库的基本概念)
表2-5 学生表 XS_Sex XS_Age ZY_Id
类型 char(10) char(10) char(2) Int char(4) 学号，主码 姓名：字符类型
说明
性别：只能为男或女 年龄：整形 所在专业编号，外码，参照专业表
4. 选课表（XK_Tab）：记录学生的选课结果，对于任意一门课，每 个学生一年最多只能选一次，因此用课程编号、学号和年份联合作为 选课表的主码。选课表通过学号参照学生表，通过课程编号参照课程 表。
2. 课程表（KC_Tab）：存放多门课程，主码为课程编号。
表2-4 课程表（KC_Tab）
列名 KC_Id KC_Name KC_KC_Id KC_Point
类型 char(4) char(50) char(4) Float
说明 课程编号，主码 课程名称 先修课课程编号 课程的学分
3. 学生表（XS_Tab）：记录学生的基本信息，主码为学号，通过专业 编号参照专业表。
2.3 关系模型规范化
关系模型规范化的目的是为了消除存储异常，减少数据冗余， 保证数据的完整性和存储效率。 关系数据库中的关系是要满足一定的规范化要求的。对于不 同规范化程度，可以使用“范式”来衡量。满足最低要求的为I范 式。。在I范式的基础上，进一步满足一些要求的为II范式，以次 类推。一般情况下，在实践中关系模式满足3范式就基本可以。
元素的每一个值 di 叫作一个分量。关系模型中要求每一 个分量必须属于某种基本数据类型，如整形或字符串型。
关系：笛卡尔积的子集就是一个关系。
R( D1 , D2 ,, Dn )
这里R表示关系的名字，n是关系的目或度。
例: 我们给出如下三个域： D1 =导师集合。导师={王新，赵阳} D2=专业集合。专业={计算机，通信} D3=学生集合。学生={（张三，101），（李四，201）} 则笛卡尔积为： D1XD2XD3={（王新，计算机，张三，101）， （王新，计算机，李四，201），
类型 char(10) char(10) char(2) Int char(4) 学号，主码 姓名：字符类型
说明
性别：只能为男或女 年龄：整形 所在专业编号，外码，参照专业表
4. 选课表（XK_Tab）：记录学生的选课结果，对于任意一门课，每 个学生一年最多只能选一次，因此用课程编号、学号和年份联合作为 选课表的主码。选课表通过学号参照学生表，通过课程编号参照课程 表。
2. 课程表（KC_Tab）：存放多门课程，主码为课程编号。
表2-4 课程表（KC_Tab）
列名 KC_Id KC_Name KC_KC_Id KC_Point
类型 char(4) char(50) char(4) Float
说明 课程编号，主码 课程名称 先修课课程编号 课程的学分
3. 学生表（XS_Tab）：记录学生的基本信息，主码为学号，通过专业 编号参照专业表。
2.3 关系模型规范化
关系模型规范化的目的是为了消除存储异常，减少数据冗余， 保证数据的完整性和存储效率。 关系数据库中的关系是要满足一定的规范化要求的。对于不 同规范化程度，可以使用“范式”来衡量。满足最低要求的为I范 式。。在I范式的基础上，进一步满足一些要求的为II范式，以次 类推。一般情况下，在实践中关系模式满足3范式就基本可以。
元素的每一个值 di 叫作一个分量。关系模型中要求每一 个分量必须属于某种基本数据类型，如整形或字符串型。
关系：笛卡尔积的子集就是一个关系。
R( D1 , D2 ,, Dn )
这里R表示关系的名字，n是关系的目或度。
例: 我们给出如下三个域： D1 =导师集合。导师={王新，赵阳} D2=专业集合。专业={计算机，通信} D3=学生集合。学生={（张三，101），（李四，201）} 则笛卡尔积为： D1XD2XD3={（王新，计算机，张三，101）， （王新，计算机，李四，201），
(完整版)数据库课后习题及答案
第一章数据库系统概述选择题1实体-联系模型中，属性是指（C）A.客观存在的事物B.事物的具体描述C.事物的某一特征D.某一具体事件2对于现实世界中事物的特征，在E-R模型中使用（A）A属性描述B关键字描述C二维表格描述D实体描述3假设一个书店用这样一组属性描述图书（书号，书名，作者，出版社，出版日期），可以作为“键”的属性是（A）A书号B书名C作者D出版社4一名作家与他所出版过的书籍之间的联系类型是（B）A一对一B一对多C多对多D都不是5若无法确定哪个属性为某实体的键，则（A）A该实体没有键B必须增加一个属性作为该实体的键C取一个外关键字作为实体的键D该实体的所有属性构成键填空题1对于现实世界中事物的特征在E-R模型中使用属性进行描述2确定属性的两条基本原则是不可分和无关联3在描述实体集的所有属性中，可以唯一的标识每个实体的属性称为键4实体集之间联系的三种类型分别是1：1 、1：n 、和m：n5数据的完整性是指数据的正确性、有效性、相容性、和一致性简答题一、简述数据库的设计步骤答:1需求分析：对需要使用数据库系统来进行管理的现实世界中对象的业务流程、业务规则和所涉及的数据进行调查、分析和研究，充分理解现实世界中的实际问题和需求。
分析的策略：自下而上——静态需求、自上而下——动态需求2数据库概念设计：数据库概念设计是在需求分析的基础上，建立概念数据模型，用概念模型描述实际问题所涉及的数据及数据之间的联系。
3数据库逻辑设计：数据库逻辑设计是根据概念数据模型建立逻辑数据模型，逻辑数据模型是一种面向数据库系统的数据模型。
4数据库实现：依据关系模型，在数据库管理系统环境中建立数据库。
二、数据库的功能答：1提供数据定义语言，允许使用者建立新的数据库并建立数据的逻辑结构2提供数据查询语言3提供数据操纵语言4支持大量数据存储5控制并发访问三、数据库的特点答：1数据结构化。
2数据高度共享、低冗余度、易扩充3数据独立4数据由数据库管理系统统一管理和控制：（1）数据安全性（2）数据完整性（3）并发控制（4）数据库恢复第二章关系模型和关系数据库选择题1把E-R模型转换为关系模型时，A实体（“一”方）和B实体（“多”方）之间一对多联系在关系模型中是通过（A）来实现的A将A关系的关键字放入B关系中B建立新的关键字C建立新的联系D建立新的实体2关系S和关系R集合运算的结果中既包含S中元组也包含R中元组，但不包含重复元组，这种集合运算称为（A）A并运算B交运算C差运算D积运算3设有关系R1和R2，经过关系运算得到结果S，则S是一个（D）A字段B记录C数据库D关系4关系数据操作的基础是关系代数。
数据库原理与应用(清华大学版)课后答案-第2章-数据模型
数 据 模 型2。
1 练习题2及参考答案1。
什么是关系？什么是关系框架？关系之间实现联系的手段是什么?什么是关系数据库？答：关系是一张二维表,即元组的集合.关系框架是一个关系的属性名表。
形式化表示为：R （A1,A2,…,An)，其中：R 为关系名，Ai 为关系的属性名。
关系之间实现联系的手段是通过关系之间的公共属性来实现联系。
关系数据库是指对应于一个关系模型的所有关系的集合。
2. 某医院病房计算机管理中需如下信息：科室：科名、科地址、科电话、医生姓名 病房：病房号、床位数、所属科室名医生：姓名、职称、所属科室名、年龄、工作证号 病人：病历号、姓名、性别、诊断医生、病房号其中，一个科室有多个病房、多个医生；一个病房只能属于一个科室；一个医生只属于一个科室，但可负责多个病人的诊治;一个病人的主治医生只有一个。
设计该计算机管理系统的E-R 图.答：对应的E —R 图如图2。
1所示.第 章2图2.1 E—R图3。
学校有若干个系,每个系有若干名教师和学生；每个教师可以教授若干门课程,并参加多个项目；每个学生可以同时选修多门课程。
请设计某学校的教学管理的E-R模型,要求给出每个实体、联系的属性。
答:该学校的教学管理E-R模型有以下实体:系、教师、学生、项目、课程。
各实体属性如下：系(系编号，系名，系主任）教师（教师编号,教师姓名，职称）学生（学号，姓名，性别，班号）项目（项目编号，名称，负责人）课程（课程编号,课程名,学分）各实体之间的联系如下：教师担任课程的1：n“任课”联系教师参加项目的n：m“参加"联系学生选修课程的n:m“选修"联系系、教师和学生之间的所属关系的1：m:n“领导”联系对应的E—R模型如图2。
2所示。
第2章 数据模型3系领导项目 系编号 系名 课程编号 系主任 学生 姓名 学号 性别班号选修 教师课程任课课程名学分成绩职称参加 项目编号 负责人名称 教师编号教师姓名1m nmn 1nnm 图2。
02 关系数据库的基本理论
2.2.4 关系系统
2．关系系统的分类 按照E.F.Codd的思想，可以把关系系统分 类如下： （1）最小关系系统 （2）关系上完备的系统 （3）全关系系统
2.2.4 关系系统
3．全关系系统的12条基本准则 【准则2-0】一个关系型的DBMS必须能完全通过 它的关系能力来管理数据库。 【准则2-1】信息准则。 【准则2-2】保证访问准则。 【准则2-3】空值的系统化处理。 【准则2-4】基于关系模型的动态的联机数据字典。 【准则2-5】统一的数据子语言准则。
第2章 关系数据库的基本理论
关系数据库系统具有独特的风格，概括起 来有以下五个特点。
（1）简单明了的数据模型。 （2）具有严谨的理论基础。 （3）实体表示方法和实体之间联系的表示 方法一致。 （4）处理多对多的联系方便。 （5）使用的关系数据语言功能强大。
2.1 关系模型概述
关系模型是关系数据库的基础。关系模型由数据 结构、关系操作集合和完整性约束三部分组成。 2.1.1 关系数据结构
其中，姓名、职称、X称为域名，姓名域和职称域各有4个值， X域有2个值，一般称它们的基数分别为4、4、2。
2.2.1 数学定义
【 定 义 2-2】 给 定 一 组 域 D1,D2,…,Dn ， 则 D1×D2×…×Dn ＝ ｛ (d1,d2,…,dn) ｜ d1∈Di ， i ＝ 1,2,…,n ｝ 称 为 D1,D2,…,Dn 的 笛卡尔积。其中每个(d1,d2,…,dn)叫做一个n元组，元组中的 每个di是Di域中的一个值，称为一个分量。
表达（或描述）关系操作的关系数据语言 可以分为三类，具体分类情况如下：
2.1.2 关系操作
（1）关系代数 关系代数是用对关系的运算来表达查询要
求的方式。 （2）关系演算
《数据库系统概论》第5版原版授课-第2章
列对应一个域
（5）属性
关系中不同列可以对应相同的域 为了加以区分 ，必须对每列起一个名字 ，称为属性 （Attribute）
n目关系必有n个属性
An Introduction to Database System
关系（续）
（ 6） 码
候选码（Candidate key）
若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称 该属性组为候选码 简单的情况：候选码只包含一个属性
分量（Component）
笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di 叫作一个 分量 张清玫、计算机专业、李勇、刘晨等都是分量
An Introduction to Database System
笛卡尔积（续）
基数（Cardinal number）
若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为mi（i＝1，
attribute）或非码属性（Non-key attribute）
An Introduction to Database System
关系（续）
D1，D2，…，Dn的笛卡尔积的某个子集才有实际含义
例：表2.1 的笛卡尔积没有实际意义
取出有实际意义的元组来构造关系 关系：SAP(SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE)
An Introduction to Database System
笛卡尔积（续）
D1×D2×D3＝｛
(张清玫，计算机专业，李勇)，(张清玫，计算机专业，刘晨)，
(张清玫，计算机专业，王敏)，(张清玫，信息专业，李勇)， (张清玫，信息专业，刘晨)，(张清玫，信息专业，王敏)， (刘逸，计算机专业，李勇)，(刘逸，计算机专业，刘晨)， (刘逸，计算机专业，王敏)，(刘逸，信息专业，李勇)，
（5）属性
关系中不同列可以对应相同的域 为了加以区分 ，必须对每列起一个名字 ，称为属性 （Attribute）
n目关系必有n个属性
An Introduction to Database System
关系（续）
（ 6） 码
候选码（Candidate key）
若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称 该属性组为候选码 简单的情况：候选码只包含一个属性
分量（Component）
笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di 叫作一个 分量 张清玫、计算机专业、李勇、刘晨等都是分量
An Introduction to Database System
笛卡尔积（续）
基数（Cardinal number）
若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为mi（i＝1，
attribute）或非码属性（Non-key attribute）
An Introduction to Database System
关系（续）
D1，D2，…，Dn的笛卡尔积的某个子集才有实际含义
例：表2.1 的笛卡尔积没有实际意义
取出有实际意义的元组来构造关系 关系：SAP(SUPERVISOR，SPECIALITY，POSTGRADUATE)
An Introduction to Database System
笛卡尔积（续）
D1×D2×D3＝｛
(张清玫，计算机专业，李勇)，(张清玫，计算机专业，刘晨)，
(张清玫，计算机专业，王敏)，(张清玫，信息专业，李勇)， (张清玫，信息专业，刘晨)，(张清玫，信息专业，王敏)， (刘逸，计算机专业，李勇)，(刘逸，计算机专业，刘晨)， (刘逸，计算机专业，王敏)，(刘逸，信息专业，李勇)，
数据库系统概论王珊最新版第2章-关系数据库PPT课件
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9
1. 关系数据结构
单一的数据结构----关系
现实世界的实体以及实体间的各种联系均用 关系来表示
数据的逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是 一张二维表
可以用：关系名（属性1，属性2，...，属性n）表示
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2. 关系操作
常用的关系操作 关系操作的特点 关系数据语言的种类 关系数据语言的特点
｛(张清玫，计算机专业，李勇)，(张清玫，计算机专业，刘晨)， (张清玫，计算机专业，王敏)，(张清玫，信息专业，李勇)， (张清玫，信息专业，刘晨)，(张清玫，信息专业，王敏)， (刘逸，计算机专业，李勇)，(刘逸，计算机专业，刘晨)， (刘逸，计算机专业，王敏)，(刘逸，信息专业，李勇)， (刘逸，信息专业，刘晨)，(刘逸，信息专业，王敏) ｝
-
11
关系操作 (续）
常用的关系操作
查询
• 选择、投影、连接、除、并、交、差
数据更新
• 插入、删除、修改
查询的表达能力是其中最主要的部分
关系操作的特点
集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。
• 非关系数据模型的数据操作方式：一次一记录
-
12
关系操作（续）
关系数据语言的种类
关系代数语言
• 用对关系的运算来表达查询要求
典型商用系统
ORACLE SQL Server SYBASE INFORMIX DB2
-
4
关系数据库简介
-
5
关系数据库简介
目前关系数据库是数据库应用的主流，许多数据 库管理系统的数据模型都是基于关系数据模型开 发的。
1）关系数据库 ：在一个给定的应用领域中，所 有实体及实体之间联系的集合构成一个关系数据 库。
02关系数据库基本原理-关系模型和关系代数
C1 T1
S4 C4 75
关系模型的基本概念
关系数据结构：二维表
字段称为属性，也称为列（column） 反映事物的一个特征，每个字段都有字段名和字段值 属性的取值范围(所有可取值的集合) 称为属性域Domain 大写字母A、B、C、… 表示单个属性；大写字母 …、X、Y、 Z 表示属性集 小写字母a、b、c、… 表示属性值
CNO CNAME Credit CreditHours CPNO TNO
C1 Math
3
48
NULL T1
C2 English 4
64
C5╳ T2
C3 PM
2
32
C2 T4╳
C4 DB
3.5
56
C1 NULL
SNO CNO Grade S1 C2 80 S1 C3 70
S1 C5╳ 85
S2 C1 60 S2 C2 75
子集无此性质的属性或属性组 3）主键（Primary Key）
用户选作元组标识的候选键，称为主键（PK），简称键
关系模型的基本概念
SUPPLY(供应商，零件名，工程名)
项目
关键码（key，简称键）
4）候补键（Alternate Key） 主键之外的候选键
m
供应
n
p
零件
供应商
5）全键 ：由关系的所有属性构成的主键
关系模型的基本概念
关系模型的完整性规则
参照完整性规则（reference integrity rule） 示例
SNO SNAME AGE SEX NativePlace
S1 WANG 20 M
北京
S2 LIU 18 F
数据库课件第2章
R
A B C
3 2 7 4 R
2=2
S
A B C
3 7 4 2 5 3
6 5 2 4 S
7 7 3 3 R.A
R.B R.C S.A S.B S.C
7 4
2 4
3 3
7 3
2 4
3 5
Question:
• 设关系R和S上的属性个数分别为2和3， 那么R 1<2 S等价于
• A. O1<2 (R*S) • C. O1<2(R S) B. O 1<4(R*S) D. O1<4(R S)
3. 连接（Join）
• 1）连接也称为θ连接 • 2）连接运算的含义 – 从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条 件的元组
R S={
| tr R∧ts S∧tr[A]θts[B] }
– 连接运算从R和S的广义笛卡尔积R×S中选取 （R关系）在A属性组上的值与（S关系）在B属 性组上值满足比较关系的元组。
A
a1 a1 a1 a1 a1 a1 a2 a2 a2
B
b1 b1 b1 b2 b2 b2 b2 b2 b2
C
c1 c1 c1 c2 c2 c2 c1 c1 c1
A
a1 a1 a2 a1 a1 a2 a1 a1 a2
B
b2 b3 b2 b2 b3 b2 b2 b3 b2
C
c2 c2 c1 c2 c2 c1 c2 c2 c1
R
B b1 b2 b3 b4
C 5 6 8 12
B b1 b2 b3 b3 b5
S
E 3 7 10 2 2
连接(续)
R
C＜E
S
A
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
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
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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
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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
第二章 关系模型
找出所有经理 提高工资
employee(person_name,street,city) works(person_name,company_name,salary) company(company_name,city) manages(person_name,manager_name)
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第二章 关系模型
数据库系统概念
2.3.b. 修改数据库,为数据库中所有经理都提高工资10% 修改数据库,为数据库中所有经理都提高工资10%
参考解答: 参考解答: b. t1 ← ∏works.person-name,company-name,salary (σ works.person-name=manager-name(works × manages)) t2 ← ∏person-name,company-name,1.1*salary(t1) works ← (works t1) ∪ t2
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第二章 关系模型
2.3.a. 修改数据库,使Jones现在居住在Newtown 修改数据库, Jones现在居住在 现在居住在Newtown
数据库系统概念
参考解答: 参考解答: a.employee←∏emplyee-name,street,city←"Newtown"(σ employee="Jones"(employee))∪ (employee-σ employee="Jones"(employee))
employee(person_name,street,city) works(person_name,company_name,salary) company(company_name,city) manages(person_name,manager_name)