工業(yè)控制數(shù)據(jù)庫關(guān)系模型

第三章關(guān)系模型--本章內(nèi)容關(guān)系模型概述關(guān)系模型基本概念關(guān)系模型的完整性約束關(guān)系代數(shù)邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計：ER到關(guān)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系模型概述為什么要學(xué)習(xí)關(guān)系模型?關(guān)系模型是目前廣泛使用的一種數(shù)據(jù)模型IBMDB2,MiscrosoftSQLServer,Informix,Oracle,Sybase,…………….僅有少量的遺產(chǎn)系統(tǒng)使用舊的數(shù)據(jù)模型IBM的IMS目前仍在使用目前關(guān)系模型的競爭者:面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型Objectstore,Versant,Ontus,……….對象關(guān)系模型:InformixUniversalServer,UniSQL,O2,ORACLE,DB2,………...關(guān)系模型概述關(guān)系數(shù)據(jù)模型是由E.F.Codd于1970年提出在此之前大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是基于層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的關(guān)系模型給數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域帶來了一場革命，并取代了舊的數(shù)據(jù)模型,E.F.Codd并因此于1983年獲得TuringAwards在70年代中期，IBM和UC-Berkeley開發(fā)了早期的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)關(guān)系模型概述現(xiàn)在的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有IBM的DB2InformixOracleSybaseMicrosoft的Access,SQLServerFox-xParadox關(guān)系模型概述關(guān)系模型是十分簡單的關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常單一，實體、聯(lián)系都表示成關(guān)系一個關(guān)系是一個具有行和列的二維表關(guān)系模型給出關(guān)系操作的能力，但不對RDBMS(關(guān)系型~)語言給出具體的語法要求查詢操作：選擇、投影、連接、除、并、交、差等更新操作：增加、刪除和修改一次一集合關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算高度非過程化關(guān)系模型概述關(guān)系模型的三類完整性約束系統(tǒng)支持：實體完整性和參照完整性用戶定義：用戶定義的完整性本章主要討論以下問題關(guān)系模型是如何表示數(shù)據(jù)的關(guān)系模型可以表示何種完整性約束數(shù)據(jù)是如何被查詢的如何將由ER模型表示的數(shù)據(jù)庫概念模式轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式(模式)的視圖(外模式)問題關(guān)系模型基本概念關(guān)系域：一組具有相同數(shù)據(jù)類型值的集合笛卡爾積：給定一組域D1,D2,…,Dn，它們的笛卡爾積為：D1XD2X…Dn={(d1,d2,…,dn)|di∈Di,i=1,2,…n)元組：每一個元素(d1,d2,…,dn)叫做一個n元組，或元組分量：元素中的每一個值di叫做一個分量基數(shù)：若Di為有限集，其基數(shù)為mi,則D1XD2X…Dn的基數(shù)為：關(guān)系模型基本概念例如：給定三個域D1=MAN={王兵，李平，張英}，D2=WOMAN={丁梅，吳芳}D3=CHILD={王一，李一，李二}D1XD2XD3={（王兵，丁梅，王一），（王兵，丁梅，李一），（王兵，丁梅，李二），（王兵，吳芳，王一），（王兵，吳芳，李一），…}笛卡爾積可以表示為一個二維表，表中的每一行對應(yīng)一個元組，每一列對應(yīng)一個域關(guān)系模型基本概念MANWOMANCHILD王兵丁梅王一王兵丁梅李一王兵丁梅李二王兵吳芳王一王兵吳芳李一王兵吳芳李二李平丁梅王一李平丁梅李一李平丁梅李二李平吳芳王一李平吳芳李一李平吳芳李二MANWOMANCHILD張英丁梅王一張英丁梅李一張英丁梅李二張英吳芳王一張英吳芳李一張英吳芳李二續(xù)左表關(guān)系模型基本概念關(guān)系:D1XD2X…Dn的子集叫做在域D1,D2,…,Dn上的關(guān)系表示為R(D1,D2,…,Dn)關(guān)系的目或度：n單元關(guān)系：n=1二元關(guān)系：n=2關(guān)系是一個二維表（子集）例如：假設(shè)王兵的妻子是丁梅，他們的孩子是王一，李平的妻子是吳芳，他們的孩子是李一和李二，則取笛卡爾積的一個子集構(gòu)造一個關(guān)系FAMILY關(guān)系模型基本概念在R(D1,D2,…,Dn)表示中，域可以重名，給每列一個名字，稱為屬性，關(guān)系表示為：R(A1,A2,…,An)例如：FAMILY(FATHER,MOTHER,CHILD)MANWOMANCHILD王兵丁梅王一李平吳芳李一李平吳芳李二FAMILY關(guān)系模型基本概念候選碼：能夠唯一標(biāo)識一個元組的最小屬性組主碼：主屬性：候選碼中的屬性非碼屬性：不包含在任何候選碼中的屬性關(guān)系的性質(zhì)：關(guān)系模型要求在一個關(guān)系中不能存在完全相同的元組(但實際商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持重復(fù)元組)關(guān)系中元組行的序并不重要關(guān)系中列的序并不重要（但有些系統(tǒng)例外）關(guān)系模型基本概念分量必須取原子值不同的列可以出自同一個域給定域：person={王兵，李平，張英，丁梅，吳芳}child={王義，李一，李二}MANWOMANCHILDfirstsecond王兵丁梅王一李平吳芳李一李二FAMILYbad關(guān)系模型基本概念構(gòu)造FAMILY關(guān)系，仍然取personXpersonXchild的子集，表示為：FAMILY(FATHER,MOTHER,CHILD)此處dom(FATHER)=dom(MOTHER)=person關(guān)系模式：關(guān)系的描述形式化表示：R(U,D,dom,F)，簡記為R(U)或R(A1,A2,…,An)屬性向域的映象常常說明為屬性的類型和長度關(guān)系模式是型，關(guān)系是值關(guān)系模型基本概念在關(guān)系模型中，實體和聯(lián)系都是用關(guān)系表示的例如：左圖

學(xué)生(學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)，年齡)

課程(課程號，課程名，學(xué)時，學(xué)分)選修(學(xué)號，課程號，成績)一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫是一組關(guān)系的集合；關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式則是該數(shù)據(jù)庫所有關(guān)系模式的集合學(xué)生課程選修mn關(guān)系模型--關(guān)系的完整性關(guān)系模型的完整性是對關(guān)系的某種約束實體完整性：主碼中的屬性不可取空值(例子)參照完整性：例子：對于關(guān)系模式學(xué)生(學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)，年齡)

課程(課程號，課程名，學(xué)時，學(xué)分)選修(學(xué)號，課程號，成績)外碼：設(shè)F是關(guān)系R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼，如果F與關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則稱F為關(guān)系R的外碼關(guān)系模型--關(guān)系的完整性參照關(guān)系R，被參照關(guān)系S參照完整性：F的取值必須為：或者取空值或者等于S中某個元組的主碼值例如：部門(部門號，部門名，電話)

雇員(雇員號，雇員名，職稱，部門號)雇員中部門號的取值部門雇員擁有1n關(guān)系模型--關(guān)系的完整性用戶定義的完整性：任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都應(yīng)支持實體完整性和參照完整性用戶定義的完整性定義某一具體應(yīng)用中所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求，例如年齡的取值關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供定義和檢驗這類完整性機(jī)制關(guān)系模型--關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)運(yùn)算分為：傳統(tǒng)的集合運(yùn)算和專門的關(guān)系運(yùn)算集合運(yùn)算前提：關(guān)系R和關(guān)系S具有相同的目，相應(yīng)的屬性取自同一個域并：關(guān)系R和關(guān)系S的并記作：R

S（下頁）差：關(guān)系R和關(guān)系S的差記作：R-S交：關(guān)系R和關(guān)系S的交記作：R

S關(guān)系模型--關(guān)系代數(shù)ABCABCABCa1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a2b2c1a1b3c2ABCABCa1b2c2a1b1c1a2b2c1RSR

SR

SR-S關(guān)系模型--關(guān)系代數(shù)R×SABCABCABCa1b1c1a1b1c1a1b2c2a1b2c2a1b1c1a1b3c2a2b2c1a1b1c1a2b2c1a1b2c2a1b2c2ABCa1b2c2a1b3c2a1b2c2a1b2c2a2b2c1a1b3c2