第2章关系数据库-第二次课

三、用户定义的完整性（User-defined integrity）
实体完整性和参照性适用于任何关系数据 库系统。除此之外，不同的关系数据库 系统根据其应用环境的不同，往往还需 要一些特殊的约束条件。用户定义的完 整性就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。关系模型应 提供定义和检验这类完整性的机制，以 便用统一的系统的方法处理它们，而不 要由应用程序承担这一功能。
体和实体间的联系的关系的集合构成一 个关系数据库。同样，关系数据库也有 型和值之分。
型：关系数据库模式 是对关系数据库的描 述。
值：一般就称为关系数据库。
2.3 关系的完整性
关系模型的完整性规则是对关系的某种约 束条件。
关系模型的三类完整性：
1. 实体完整性 2. 参照完整性 3. 用户定义的完整性
2.4 关系代数
本节要求
给定关系和关系代数表达式，要会算。
给定关系模式和查询（语义）要求，要会写 关系代数表达式。
关系代数是一种抽象的查询语言，用对
关系的运算来表达查询，作为研究关系 数据语言的数学工具。
关系代数的运算对象是关系，运算结果
亦为关系。关系代数用到的运算符包括 四类：集合运算符、专门的关系运算符、 算术比较符和逻辑运算符。
第二章 关系数据库
2-5章为本课程重点与难点 关系数据库的理论基础 1970, E.F.Codd “A Relational Model of Data for Shared Data Banks” 现代主流数据库几乎全部支持关系模型 Oracle(甲骨文)，Sybase, IBM DB2, MS SQL Server, Ingres
引用的时候，必须取基本表中已经存在的 值。由此引出参照的引用规则。

Supervisor
张清政 张清政 刘逸
speciality
信息 信息 信息
postgraduate
李勇 刘晨 王敏
关系SAP的候选码: （postgraduate） 关系SAP的主码: （postgraduate） 关系SAP的主属性： postgraduate 关系SAP的非码属性：Supervisor ， speciality
主码：选定的一个 候选码。 主属性：候选码的诸属性。 非主码属性：不包含在任何候选码中的属性。
8
例子1：
关系 S（S#，SN，SD，SA）
关系S的候选码：（S#） , （SN）
关系S的主码：（S#）
关系S的主属性：S#
关系S的非码属性：SD , SA
例子2：
例子3：
全码
关系SC（S#，C#，G）
关系R（P，W，A）
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）
第二章 关系数据库
2.1 关系模型概述 2.2 关系数据结构及形式化定义 2.3 关系的完整性 2.4 关系代数 2.5 关系演算
1
2.1 关系模型概述
（1）单一的数据结构——关系
（2）关系操作
关系模型的操作包括：查询和更新
关系操作的特点：一次一集合方式
非关系操作的特点：一次一记录方式
关系代数语言 关系数据语言 关系演算语言

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

应用领域需要遵循的约束条件，体现了具 体领域中的语义约束
2.3.2实体完整性
实体完整性 （Entity Integrity）
规则2.1 若属性（指一个或一组属性）A是基本关系R 的主属性，则A不能取空值。
例：选课SC中的学号,课程号均不能取空值。
空值就是“不知道”或“无意义”的值。 主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体，即存在不可
区分的实体。
实体完整性(续)
实体完整性规则的说明
(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。
(2) 现实世界中的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。 (3) 关系模型中以主码作为唯一性标识。 (4) 主码中的属性即主属性不能取空值。
主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体，即存 在不可区分的实体，这与第（2）点相矛盾，因此这个 规则称为实体完整性
2.2.1 关系的数学定义
⒈ 域（Domain）
定义2.1 域是一组具有相同数据类型的值的集合。(值域) 在关系中用域来表示属性的取值范围 域中所包含的值的个数称域的基数(用m表示)
例：D1={A , 2 , 3 , … , Q , k } D2={ , , ， }
D3={数据库原理，面向对象数据库技术}
而关系查询语言属于非过程性语言，编程 时只需要指出需要什么信息，不必给出具 体的操作步骤。
干什么？ 怎么干？
干什么？
2.3 关系的完整性
➢ 2.3.1关系的三类完整性约束 ➢ 2.3.2 实体完整性 ➢ 2.3.3 参照完整性 ➢ 2.3.4 用户定义的完整性
2.3.1关系的三类完整性约束
实体完整性和参照完整性： 关系模型必须满足的完整性约束条件。称为关 系的两个不变性，应该由关系系统自动支持 用户定义的完整性：