數(shù)據(jù)庫基礎與應用 access2010 第二章 關系運算課件

1、第二章 關系運算 主要教學內(nèi)容關系和關系模式域、笛卡兒積、關系、鍵(主鍵、候選鍵、外鍵)、關系模式關系完整性實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性(規(guī)則)關系代數(shù)傳統(tǒng)的集合運算(并、交、差、廣義笛卡兒積)專門的關系運算(選擇、投影、連接、等值連接、自然連接)第二章 關系運算 學習目標了解本章所有概念的含義；熟練掌握關系代數(shù)的各種運算。對于一個具體關系，能夠寫出選擇或投影運算后的結果。對于兩個關系，能夠寫出按某一種公共屬性進行自然聯(lián)接后的結果。 第二章 關系運算 一、關系數(shù)據(jù)結構相關概念的形式化定義1、域(Domain)：具有相同特性的數(shù)據(jù)集合。如：1，3，5，99是一個域，是由100以內(nèi)的所

2、有奇數(shù)組成的集合。SUN,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT是一個域，是由一個星期內(nèi)的每天英文名稱標記組成的集合。2、笛卡兒積(Cartesian product)：定義在一組域上的集合。假定一組域用D1,D2, Dn表示，則它們的笛卡兒積表示為：D1D2 Dn=(d1,d2, dn)|diDi, 1in, n1第二章 關系運算 每個元素又稱為元組元組的一個分量域的個數(shù)，也是每個元組中分量的個數(shù)，具有n個分量的元組被稱為n元組在D1,D2, Dn域中，若任一個域di的基數(shù)(即所含元素的個數(shù))用mi表示，則它們的笛卡兒積中元組的個數(shù)為m=m1m2mn。例2-2，設D1=學生=王力,趙

3、火,孫平,D2=導師=劉華,張明，D3=專業(yè)=計算機,電子，則它們的笛卡兒積D1D2 D3(王力,劉華,計算機), (王力,劉華,電子), (王力,張明,計算機), (王力,張明,電子), (趙火,劉華,計算機), (趙火,劉華,電子), (趙火,張明,計算機), (趙火,張明,電子), (孫平,劉華,計算機), (孫平,劉華,電子), (孫平,張明,計算機), (孫平,張明,電子) D1D2 D3的基數(shù)為322=12, 每個元素都是一個三元組.第二章 關系運算 n個域的笛卡兒積對應一張二維表,該表中的每一行為一個元組,每一列為一個域,每個元組中的n個分量分別來自n個域,每個分量是對應域中的一

4、個值(元素),二維表的行數(shù)(即元組數(shù))等于從每個域中各取一個元素的所有可能的組合數(shù)。如:第二章 關系運算 學生(D1)導師(D2)專業(yè)(D3)王力劉華計算機王力劉華電子王力張明計算機王力張明電子趙火劉華計算機趙火劉華電子趙火張明計算機趙火張明電子孫平劉華計算機孫平劉華電子孫平張明計算機孫平張明電子3、關系：是笛卡兒積的一個子集，若笛卡兒積具有n個域，則該笛卡兒積上的關系被稱為n元關系。設D1,D2, Dn為n個域，則該域上的關系用R(D1,D2, Dn)表示，R稱為關系名，R關系所包含的全部元組是D1D2 Dn的一個子集。第二章 關系運算 學生(D1)導師(D2)專業(yè)(D3)王力劉華電子趙火劉

5、華電子孫平張明計算機一個n元關系具有六個性質：列是同質的，即每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來自同一個域。不同的列可出自同一個域，稱其中的每一列為一個屬性，不同的屬性要給予不同的屬性名。列的順序無所謂，即列的次序可以任意交換。任意兩個元組不能完全相同。行的順序無所謂，即行的次序可以任意交換。分量必須取原子值，即每一個分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項。第二章 關系運算 5、碼（鍵、關鍵字）超碼：能唯一標識每個元組的屬性或屬性組；可以有多個。候選碼：能唯一標識每個元組的最少屬性或屬性組；可以有多個。主碼：從候選碼中選擇一個作為該關系的主碼，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將按主碼標識和排序每個元組。任一時刻至多只能有一個主碼

6、，不同時刻可選擇不同的候選碼作為主碼。備用碼：除主碼之外的所有候選碼；一個關系可能沒有備用碼，也可能具有一個或多個備用碼。外碼：在關系R1中的屬性或屬性組若在另一個關系R2中作為主碼使用，則稱該屬性或屬性組為R1的外碼。允許使用不同的屬性名。主屬性和非主屬性：包含在任何候選碼中的屬性都稱為該關系的主屬性，除主屬性外都是非主屬性，或稱為非碼屬性。第二章 關系運算 關系R1 (主碼是”學生號”)學生號姓名性別班級號001張三男B78003顧四女C01005王五男C08班級號班級名班主任C01計算機劉貢D09數(shù)學王玫B78英語李鵬關系R2 (主碼是”班級號”)關系R (超碼是”學生號”身份證號”)學

7、生號姓名性別年齡專業(yè)身份證號102李研男15計算機1558635325001張三男16英語4879523556二、關系完整性實體完整性規(guī)則：若屬性A是基本關系R的主屬性,則屬性A不能取空值。規(guī)則規(guī)定基本關系的所有主屬性都有不能取空值,而不僅是主碼整體不能取空值。 參照完整性規(guī)則：若屬性(或屬性組)F是基本關系R的外碼，它與基本關系S的主碼Ks相對應(基本關系R和S不一定是不同的關系)則對于R中每個元組在F上的值必須為：或者取空值(F的每個屬性值均為空值)；或者等于S中某個元組的主碼值。用戶定義的完整性：就是針對某一具體系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的約束條件。它反映某一具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的主義要求。第二

8、章 關系運算 例子ABC44668225888143ABC4462588RA5(R)A5 C=6(R)ABC446在關系R中選擇滿足給定條件的元組(從行的角度)姓名性別年級孫廣男2李玉男2王亮男3劉兵男1陳新女4姓名性別年級孫廣男2李玉男2劉兵男1表2-3-4 選擇運算示例表2-3-1(b) 足球愛好者投影運算（）：含義：從一個關系R中按所需順序選取若干個屬性構成新關系，提供了縱向劃分關系的手段，且新關系的元組數(shù)必然小于等于原關系R中的元組數(shù)，因為要去掉在新關系模式下重復的元組。表示方法：P44AA（R）= t.AA|tR 2、專門的關系運算連接運算（ ）:含義：把兩個關系（R和S）按相應屬性值的比較條件（）連接起來，