第2章 关系数据库基本理论.ppt

第2章关系数据库基本理论
本章要点:
关系与模式、关系数据库与关系数据库模式、视图等的概念
关系的数学定义
关系的三类完整性约束
关系代数,包括传统的集合运算和专门的关系运算
范式的概念与关系的规范化
关系数据库的基本概念
关系与关系模式
在关系模型中,实体和实体之间的联系都由单一的数据结构——关系来描述,关系型数据库都是由一张或多张相关联的表(关系)组成。对关系数据库中每一关系的结构的描述,称为该关系的关系模式,也就是一个关系的型。
关系数据库与关系数据库模式
关系数据库模式中所有的关系模式的具体关系的集合称之为关系数据库。图示
视图
视图通常是由关系数据库模式的某个关系中满足用户给定条件的若干属性列或元组组成,也可以是对若干个不同关系进行关系运算的结果,它反映的是局部逻辑结构。
教师编号
姓名
性别
学位
工作日期
单位
职称
0001
王宁军
男
学士
94/07/15
计算机
讲师
1006
陈平
男
硕士
72/09/01
力学
副教授
2008
周华俊
女
硕士
95/08/01
电子电工
讲师
教师信息表
课号
课名
班级
学时
教师编号
00001
C语言程序
97计算机
40
0001
00003
汇编语言
97计算机
70
0001
10002
工程力学
96工民建
80
1006
10006
基础力学
98建工
80
1006
20004
模拟电路
97无线电通信
70
2008
授课信息表
关键字





基表1
基表2
基表3
基表4
视图1
视图2
视图3
视图与表的关系示意图
关系的完整性
关系的完整性包括三类:
(1)实体完整性
实体完整性是指在关系中的任何一个元组,主关键字值的任一分量都不允许为空。
(2)参照完整性
(3)用户定义完整性
由用户针对数据的具体语义约束条件,来定义的完整性,称用户自定义完整性。如人的年龄可以规定在0~150之间取值,考试成绩只能在0~100之间等。
关系的数学定义
一个日常生活中的关系
某小区有2名男同志和3名女同志,把男人看成一个集合M,把女人看成一个集合W,如下: M={赵和平, 李振华}; W={李小丽, 张小琴, 王丽娅}。
若M集合和W集合存在着夫妻关系,则可能的夫妻关系如下: {(赵和平,李小丽),(赵和平,张小琴),(赵和平,王丽娅),(李振华,李小丽),(李振华, 张小琴),(李振华,王丽娅)}
在数学上把这种由两个或多个集合中的值的所有可能组合称“笛卡尔积”,本题的“笛卡尔积”可记为:M×W。
关系的数学定义

域(Domain)是值的集合。如:{1到100之间的整数},{男,女},{Mary,Tom}等都是域。域中元素的个数称为域的基数,如有下列集合:
D1={王小平, 张亚, 李军},表示单位人员的集合;
D2={教授,副教授,讲师,助教},表示职称的集合;
D3={35,27,18},表示工龄的集合。
其中D1的基数是3,D2的基数是4,D3的基数是3。

给定一组域, ,…, ,这些域中可以有相同的域,则, ,…, 的笛卡尔积为:
× ×…× ={( , ,…, )| ∈,i=1,2,…,n}
其中每一个元素( , ,…, )称为一个元组,元素中的每一个称为分量。当n的值为1时称为单元组,当n的值为2时,称为二元组,以此类推。
若(i=1,2,…,n)的基数是,则笛卡尔积× ×…× 的基数M为:

【例】教师关系例。有以下三个域:D1={张正义,姚小丽},教师姓名集合; D2={男,女},教师性别集合; D3={21,24},教师年龄集合。求D1 × D2 × D3 。
解:笛卡尔××的值可用左表表示:实际的教师信息可能如右表
D1
D2
D3
张正义
男
21
张正义
男
24
张正义
女
21
张正义
女
24
姚小丽
男
21
姚小丽
男
24
姚小丽
女
21
姚小丽
女
24
D1
D2
D3
张正义
男
21
姚小丽
女
24
关系代数
传统的集合运算
(UNION)
(INTERSECTION)
(DIFFERENCE)

专门的关系运算
1