中科大软件学院数据库系统概念课件.ppt

1、数据库系统及应用数据库系统及应用金培权（金培权（）金培权（金培权（）2数据库系统及应用数据库系统及应用Chp.1 数据库系统概述数据库系统概述Chp.2 数据库系统体系结构数据库系统体系结构Chp.3 关系数据模型关系数据模型Chp.4 SQLChp.5 PL/SQLChp.6 关系数据库模式设计关系数据库模式设计Chp.7 数据库设计数据库设计Chp.8 数据库应用系统设计数据库应用系统设计Chp.9 数据库保护数据库保护 *金培权（金培权（）3数据库系统及应用数据库系统及应用n使用数据库技术，首先必须把现实世界中使用数据库技术，首先必须把现实世界中的事物表示为计算机能够处理的数据的事物表示

2、为计算机能够处理的数据n模型是对现实世界特征的抽象模型是对现实世界特征的抽象n数据模型是对现实世界数据模型是对现实世界数据数据特征的抽象特征的抽象n数据模型的定义数据模型的定义描述现实世界实体、实体间联系以及数据语描述现实世界实体、实体间联系以及数据语义和一致性约束的模型义和一致性约束的模型金培权（金培权（）4数据库系统及应用数据库系统及应用n根据模型的不同应用目的根据模型的不同应用目的概念数据模型（概念模型）概念数据模型（概念模型）按用户的观点对数据进行建模，强调语义表达功能按用户的观点对数据进行建模，强调语义表达功能独立于计算机系统和独立于计算机系统和DBMS主要用于数据库的概念设计主要用

3、于数据库的概念设计结构数据模型（数据模型）结构数据模型（数据模型）按计算机系统的观点对数据进行建模，直接面向数按计算机系统的观点对数据进行建模，直接面向数据库的逻辑结构据库的逻辑结构与计算机系统和与计算机系统和DBMS相关（相关（DBMS支持某种数据支持某种数据模型）模型）有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现金培权（金培权（）5数据库系统及应用数据库系统及应用现实世界信息世界 概念模型机器世界 数据模型认识抽象转换如如E-R模型模型如关系模型、层次模如关系模型、层次模型、网状模型、面向型、网状模型、面向对象模型对象模型金培权（金培权（）6数据

4、库系统及应用数据库系统及应用n现实世界现实世界客户存款客户存款n信息世界信息世界概念模型（概念模型（E-R模型）模型）MN金培权（金培权（）7数据库系统及应用数据库系统及应用n机器世界机器世界数据模型数据模型（关系模型）（关系模型）金培权（金培权（）8数据库系统及应用数据库系统及应用n数据结构数据结构现实世界实体及实体间联系的表示和实现现实世界实体及实体间联系的表示和实现n数据操作数据操作数据库检索和更新的实现数据库检索和更新的实现n数据的完整性约束数据的完整性约束数据及数据间联系应具有的制约和依赖规则数据及数据间联系应具有的制约和依赖规则：如，一个系可有多个学生，一个学生只能如，一个系可有多

5、个学生，一个学生只能属于一个系属于一个系金培权（金培权（）9数据库系统及应用数据库系统及应用n关系模型关系模型用二维表格结构表示实体集，外键表示实体间联系，用二维表格结构表示实体集，外键表示实体间联系，三类完整性表示数据约束的数据模型三类完整性表示数据约束的数据模型22王五王五00321李四李四00220张三张三001年龄年龄姓名姓名学号学号关系模型术语关系模型术语属性属性关系模式关系模式元组元组1 元组元组2 关系关系元组元组3属性值属性值关系数据库术语关系数据库术语字段字段记录类型记录类型记录记录1 记录记录2 文件文件记录记录3字段值字段值 金培权（金培权（）10数据库系统及应用数据库系

6、统及应用n属性属性(Attribute)：二维表格的每一列称为关：二维表格的每一列称为关系的一个属性，列的数目称为系的一个属性，列的数目称为度度（degree）n元组元组(Tuple)：每一行称为关系的一个元组：每一行称为关系的一个元组，元组的数目称为，元组的数目称为势势（cardinality）n域域(Domain)：一组具有相同数据类型的值：一组具有相同数据类型的值的集合。每个属性有一个域的集合。每个属性有一个域n关系关系（Relation）：元组的集合）：元组的集合金培权（金培权（）11数据库系统及应用数据库系统及应用n关系模式关系模式（Relation Schema）关系的逻辑结构和特

7、征的描述关系的逻辑结构和特征的描述对应于二维表格的表头对应于二维表格的表头通常由属性集和各属性域表示，不关心域时可省略域通常由属性集和各属性域表示，不关心域时可省略域Student（Name, Age, Class）n关系关系：关系模式的实例，即二维表（元组的集合）：关系模式的实例，即二维表（元组的集合）n关系数据库模式关系数据库模式（Relational Database Schema）：关系模式的集合）：关系模式的集合n关系数据库关系数据库：关系数据库模式的实例：关系数据库模式的实例金培权（金培权（）12数据库系统及应用数据库系统及应用n关系模式可以形式化定义为：关系模式可以形式化定义为：

8、R（U，D，dom，F）R为关系模式名，为关系模式名，U是一个属性集，是一个属性集，D是是U中属性的值所来自中属性的值所来自的域，的域，Dom是属性向域的映射集合，是属性向域的映射集合，F是属性间的依赖关系是属性间的依赖关系n例：例：Student关系模式的定义关系模式的定义Student(U,D,dom,F)U=sno,name,ageD=CHAR,INTDom=dom(sno)=dom(name)=CHAR,dom(age)=INTF=snoname, snoagen关系模式通常简写为关系模式通常简写为R(U)，或，或R(A1,A2,An)金培权（金培权（）13数据库系统及应用数据库系统及

9、应用n超码超码（Super Key）在关系中能唯一标识一个元组的属性集称为关系模式在关系中能唯一标识一个元组的属性集称为关系模式的超码的超码n候选码候选码（Candidate Key）不含多余属性的超码不含多余属性的超码包含在任何一个候选码中的属性称为包含在任何一个候选码中的属性称为主属性主属性（Primary Attribute）不包含在任何一个候选码中的属性称为不包含在任何一个候选码中的属性称为非主属性非主属性（Nonprime Attribute）n主码主码（Primary Key）用户选作元组标识的一个候选码称为主码，其余的候用户选作元组标识的一个候选码称为主码，其余的候选码称为选码称

10、为替换码替换码（Alternate Key）金培权（金培权（）14数据库系统及应用数据库系统及应用nStudent(Sno, Name, Age, LibraryID)超码超码(sno,name)(libraryID, name) 候选码候选码SnoLibraryID主码主码若选若选sno，则，则sno为主码，为主码，libraryID为替换码为替换码若选若选sno，则，则libraryID 为主码，为主码， sno为替换码为替换码金培权（金培权（）15数据库系统及应用数据库系统及应用n一个关系是一个规范化的二维表格一个关系是一个规范化的二维表格属性值不可分解属性值不可分解不允许表中有表不允许

11、表中有表元组不可重复元组不可重复因此一个关系模式至少存在一个候选码因此一个关系模式至少存在一个候选码没有行序，即元组之间无序没有行序，即元组之间无序关系是元组的集合，集合的元素是无序的关系是元组的集合，集合的元素是无序的没有列序，即属性之间无序没有列序，即属性之间无序关系模式是属性的集合关系模式是属性的集合学号学号课程课程001数据库数据库002数据库数据库,C语言语言更新二义性：若更新二义性：若001现也现也选了选了C语言，则语言，则DBMS在在更新时面临二义性：更新时面临二义性：1.修改第修改第1个元组的课程个元组的课程2.修改第修改第2个元组的学号个元组的学号金培权（金培权（）16数据库

12、系统及应用数据库系统及应用n数据结构数据结构关系：数据库中全部数据及数据间联系都以关系：数据库中全部数据及数据间联系都以关系来表示关系来表示n数据操作数据操作关系运算关系运算关系代数关系代数关系演算（元组关系演算、域关系演算）关系演算（元组关系演算、域关系演算）n数据的完整性约束数据的完整性约束关系模型的三类完整性规则关系模型的三类完整性规则金培权（金培权（）17数据库系统及应用数据库系统及应用n关系数据库的数据和操作必须遵循的规则关系数据库的数据和操作必须遵循的规则实体完整性（实体完整性（Entity Integrity）参照完整性（参照完整性（Referential Integrity）用

13、户自定义完整性（用户自定义完整性（User-Defined Integrity）金培权（金培权（）18数据库系统及应用数据库系统及应用n关系模式关系模式R的主码的属性不可取空值的主码的属性不可取空值学号学号课程号课程号成绩成绩S001C00180S0019080金培权（金培权（）19数据库系统及应用数据库系统及应用n外码（外码（Foreign Key）关系模式关系模式R的外码是它的一个属性集的外码是它的一个属性集FK，满，满足：足：存在带有候选码存在带有候选码CK的关系模式的关系模式S，且，且R的任一非空的任一非空FK值都在值都在S的的CK中有一个相同的值中有一个相同的值S称为被参照关系（称为

14、被参照关系（Referenced Relation），R称为参照关系（称为参照关系（Referential Relation）学号学号课程号课程号成绩成绩00100280学号学号姓名姓名年龄年龄001John20R选选课课关关系系S学学生生关关系系金培权（金培权（）20数据库系统及应用数据库系统及应用n参照关系参照关系R的任一个外码值必须的任一个外码值必须等于被参照关系等于被参照关系S中所参照的候选码的某个值中所参照的候选码的某个值或者为空或者为空学号学号课程号课程号成绩成绩00100280学号学号姓名姓名专业号专业号001JohnR选选课课关关系系S学学生生关关系系专业号专业号专业名专业名学

15、科类别学科类别0020PHY1002金培权（金培权（）21数据库系统及应用数据库系统及应用n针对某一具体数据的约束条件，反映某一针对某一具体数据的约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的特殊语具体应用所涉及的数据必须满足的特殊语义义n由应用环境决定由应用环境决定学号学号课程号课程号成绩成绩00100280成绩成绩=0 and 成绩成绩=100金培权（金培权（）22数据库系统及应用数据库系统及应用n数据结构数据结构关系：数据库中全部数据及数据间联系都以关系：数据库中全部数据及数据间联系都以关系来表示关系来表示n数据的完整性约束数据的完整性约束关系模型的三类完整性规则：实体、参照、关系模型

16、的三类完整性规则：实体、参照、自定义自定义n数据操作数据操作关系运算关系运算关系代数关系代数关系演算（元组关系演算、域关系演算）关系演算（元组关系演算、域关系演算）金培权（金培权（）23数据库系统及应用数据库系统及应用n以关系为运算对象的一组运算集合以关系为运算对象的一组运算集合n运算结果仍是关系运算结果仍是关系n以集合操作为基本运算以集合操作为基本运算关系代数关系代数原始的关系代数原始的关系代数扩充的关系代数扩充的关系代数传统集合操作（传统集合操作（4个操作）个操作）专门的关系操作（专门的关系操作（4个操作）个操作）金培权（金培权（）24数据库系统及应用数据库系统及应用n一元操作（一元操作（

17、Unary Operation）只有一个变元的代数操作只有一个变元的代数操作如选择、投影如选择、投影n二元操作（二元操作（Binary Operation）具有两个变元的代数操作具有两个变元的代数操作如并、交、差、笛卡儿积、联接、除如并、交、差、笛卡儿积、联接、除金培权（金培权（）25数据库系统及应用数据库系统及应用n传统的集合操作传统的集合操作并（并（Union）：返回两个关系中所有元组：返回两个关系中所有元组交（交（Intersection）：返回两个关系共同的元：返回两个关系共同的元组组差（差（Difference）：返回属于第一个关系但不：返回属于第一个关系但不属于第二个关系的元组属于

18、第二个关系的元组笛卡儿积（笛卡儿积（Cartesian Product）：返回两个：返回两个关系的元组的任意组合所得到的元组集合关系的元组的任意组合所得到的元组集合金培权（金培权（）26数据库系统及应用数据库系统及应用n专门的关系操作专门的关系操作选择（选择（Select）：返回指定关系中满足给定：返回指定关系中满足给定条件的元组条件的元组投影（投影（Project）：返回指定关系中去掉若干：返回指定关系中去掉若干属性后所得的元组属性后所得的元组联接（联接（Join）：从两个关系的笛卡儿积中选：从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足给定条件的元组取属性间满足给定条件的元组除（除（Divide）：

19、除的结果与第二个关系的笛：除的结果与第二个关系的笛卡儿积包含在第一个关系中卡儿积包含在第一个关系中金培权（金培权（）27数据库系统及应用数据库系统及应用n关系代数的封闭性关系代数的封闭性任意关系代数操作的结果仍是一个关系任意关系代数操作的结果仍是一个关系n关系代数的封闭性保证了关系代数操作的关系代数的封闭性保证了关系代数操作的可嵌套性可嵌套性例如：例如：(S Join P) Where City=Athens 联接联接 选择选择金培权（金培权（）28数据库系统及应用数据库系统及应用n数学符号表示数学符号表示并并 、交、交、差、笛卡儿积、差、笛卡儿积选择选择 、投影、投影 、联接、联接 、除、除

20、 n英语关键字表示英语关键字表示并并Union、交、交Intersect、差、差Minus、笛卡儿积、笛卡儿积Times选择选择Where、投影、投影All But、联接、联接Join、除、除Devideby金培权（金培权（）29数据库系统及应用数据库系统及应用n并并n交交n差差n笛卡儿积（积）笛卡儿积（积）n选择选择n投影投影n联接联接n除除金培权（金培权（）30数据库系统及应用数据库系统及应用nRSt tRtSt是元组变量是元组变量R和和S是关系代数表达式是关系代数表达式R与与S的的degree必须相同必须相同R与与S的类型必须相同的类型必须相同学号学号姓名姓名年龄年龄001John200

21、04Mary22学号学号姓名姓名年龄年龄001John20002Rose22学号学号姓名姓名年龄年龄001John20002Rose22004Mary22RS金培权（金培权（）31数据库系统及应用数据库系统及应用nRSt tRtSt是元组变量是元组变量R和和S是关系代数表达式是关系代数表达式R与与S的的degree必须相同必须相同R与与S的类型必须相同的类型必须相同学号学号姓名姓名年龄年龄001John20004Mary22学号学号姓名姓名年龄年龄001John20002Rose22学号学号姓名姓名年龄年龄001John20RS金培权（金培权（）32数据库系统及应用数据库系统及应用nRSt t

22、Rt St是元组变量是元组变量R和和S是关系代数表达式是关系代数表达式R与与S的的degree必须相同必须相同R与与S的类型必须相同的类型必须相同学号学号姓名姓名年龄年龄001John20004Mary22学号学号姓名姓名年龄年龄001John20002Rose22学号学号姓名姓名年龄年龄004Mary22RS金培权（金培权（）33数据库系统及应用数据库系统及应用nRSt t=trRtsS学号学号姓名姓名年龄年龄001John20004Mary22学号学号姓名姓名年龄年龄001John20002Rose22RSR.学号学号R.姓名姓名R.年龄年龄S.学号学号S.姓名姓名S.年龄年龄001Joh

23、n20001John20001John20002Rose22004Mary22001John20004Mary22002Rose22uRS的的cardinalityR的的cardinality * S的的cardinalityuRS的的degreeR的的degreeS的的degree当结果中出现属性当结果中出现属性同名时，以同名时，以“关系名关系名.属性属性”表表示示金培权（金培权（）34数据库系统及应用数据库系统及应用n F(R)t tRF(t)=TRUE水平划分关系水平划分关系F是一个逻辑表达式，表示所选的元组应满足的条件是一个逻辑表达式，表示所选的元组应满足的条件F由逻辑运算符由逻辑运算

24、符(NOT)、(AND)、(OR)连接算术连接算术表达式构成表达式构成算术表达式形为算术表达式形为XY，可以是可以是,20(R)R选择是按行选择选择是按行选择，只会改变关系，只会改变关系的的cardinality，不改变不改变degree金培权（金培权（）35数据库系统及应用数据库系统及应用n设有学生关系设有学生关系学生（学号，姓名，年龄，性别，系名）学生（学号，姓名，年龄，性别，系名）n查询查询计算机系计算机系的男学生的男学生 系名系名计算机系计算机系性别性别男男 (学生学生)n查询年龄为查询年龄为20或或21岁的学生岁的学生 年龄年龄20年龄年龄21 (学生学生)金培权（金培权（）36数据

25、库系统及应用数据库系统及应用nA(R)tA tR,其中其中A是是R的的属性子集属性子集垂直划分关系，选取若干列所构成的关系垂直划分关系，选取若干列所构成的关系A中的属性不可重复中的属性不可重复姓名姓名年龄年龄John22Rose22Mike21Mary22学号学号姓名姓名年龄年龄001John20002Rose22003Mike21004Mary22005Rose22姓名，年龄姓名，年龄(R)R金培权（金培权（）37数据库系统及应用数据库系统及应用n自然联接自然联接 （NaturalNaturalJoinJoin）n联接联接 （ThetaThetaJoinJoin）n等值联接等值联接 （Equ

26、iEquiJoinJoin）金培权（金培权（）38数据库系统及应用数据库系统及应用n设设R的属性集为的属性集为X,Y，S的属性集为的属性集为Y,ZnRS=t|t=tX,YRtY,ZS相当于在相当于在RS中选取中选取R和和S的所有公共属性值都相等的所有公共属性值都相等的元组，并在结果中去掉重复属性的元组，并在结果中去掉重复属性学号学号姓名姓名年龄年龄001John20002Rose22004Mary22学号学号课程号课程号成绩成绩001c00180002c00190学号学号姓名姓名年龄年龄课程号课程号成绩成绩001John20c00180002Rose22c00190RS金培权（金培权（）39数

27、据库系统及应用数据库系统及应用n设设R的属性集为的属性集为X,Y，S的属性集为的属性集为Y,ZnR S=t|t=trRtsStrAtsB相当于在相当于在RS中选取中选取R的属性的属性A值与值与S的属性的属性B值满足值满足比较关系比较关系的元组。的元组。学号学号姓名姓名年龄年龄001John23002Rose23教师号教师号姓名姓名年龄年龄001Bill22002Rose30学号学号R.姓名姓名年龄年龄教师号教师号S.姓名姓名年龄年龄001John23001Bill22002Rose23001Bill22RSR.年龄年龄 S.年龄年龄金培权（金培权（）40数据库系统及应用数据库系统及应用n在在联

28、接中，当联接中，当为等号时，称为为等号时，称为“等值联等值联接接”n等值联接是等值联接是联接中比较常见的形式联接中比较常见的形式学号学号姓名姓名年龄年龄001John23002Rose23教师号教师号姓名姓名年龄年龄001Rose22002Rick30学号学号R.姓名姓名S.年年龄龄教师号教师号S.姓名姓名S.年年龄龄002Rose22001Rose22RSR.姓名姓名 = S.姓名姓名如果在所有公共属性如果在所有公共属性上都作等值联接，并上都作等值联接，并且在结果中去掉重复且在结果中去掉重复属性，即为自然联接属性，即为自然联接金培权（金培权（）41数据库系统及应用数据库系统及应用n设关系设关

29、系R的属性集为为的属性集为为X,Y，S的属性集的属性集为为Y，则，则RS的结果是一个关系的结果是一个关系P，P的的属性集为属性集为X，并且，并且PS包含在包含在R中中P的的degreeR的的degreeS的的degreenRS的计算方法的计算方法T X (R)W（TS）RV X (W)RSTV计算计算X和和Y的积中不包含在的积中不包含在R中的中的X,T减去这部分减去这部分X，剩，剩下的就是下的就是XY包含在包含在R中的中的X，就是最终的结果，就是最终的结果金培权（金培权（）42数据库系统及应用数据库系统及应用n学生选课关系：学生选课关系：R（sno,cno,score）n求选了求选了PB000

30、01001所选全部课程的学生学号所选全部课程的学生学号PB00001001所选全部课程所选全部课程cno( snoPB00001001 (R)选了选了PB00001001所选全部课程的学生学号所选全部课程的学生学号sno, cno(R)cno( snoPB00001001 (R)snocnoscorePB00001001c00180PB00001001c00280PB00001002c00180PB00001002c00290cnoc001c002snoPB00001001PB00001002对于涉及全部、所有一类的查询，对于涉及全部、所有一类的查询，通常可以考虑除操作通常可以考虑除操作金培权

31、（金培权（）43数据库系统及应用数据库系统及应用n数据库中的关系都具有名字，但关系代数表达式数据库中的关系都具有名字，但关系代数表达式的结果没有可供引用的名字的结果没有可供引用的名字n引入重命名操作使关系代数表达式的结果可以方引入重命名操作使关系代数表达式的结果可以方便地在其它位置引用便地在其它位置引用n定义定义 x（E）：将关系代数表达式）：将关系代数表达式E重命名为重命名为X x（A1，A2，An）（E）：将关系代数表达式）：将关系代数表达式E重命重命名为名为X，并且各属性更名为，并且各属性更名为A1，A2，An例求每个学生的学号，姓名，课程号和成绩例求每个学生的学号，姓名，课程号和成绩R

32、.sno, R.name, S.cno, S.score ( R(sno,name,age)(学生学生) S(sno,cno,score)(选课选课) 金培权（金培权（）44数据库系统及应用数据库系统及应用n基本运算有基本运算有5个个并、差、积、选择、投影、（重命名）并、差、积、选择、投影、（重命名）n其它操作（附加操作）都可以通过这些基其它操作（附加操作）都可以通过这些基本操作来表示本操作来表示交：交：联接（自然联接、联接（自然联接、 联接）：联接）：除：除：金培权（金培权（）45数据库系统及应用数据库系统及应用n关系代数中的基本表达式是关系代数表达式，基关系代数中的基本表达式是关系代数表达

33、式，基本表达式由如下之一构成：本表达式由如下之一构成：数据库中的一个关系数据库中的一个关系一个常量关系一个常量关系n设设E1和和E2是关系代数表达式，则下面的都是关是关系代数表达式，则下面的都是关系代数表达式：系代数表达式：E1E2 、E1E2、E1E2P(E1),其中其中P是是E1中属性上的谓词中属性上的谓词s(E1),其中其中S是是E1中某些属性的列表中某些属性的列表 x（E1）,其中其中x是是E1结果的新名字结果的新名字金培权（金培权（）46数据库系统及应用数据库系统及应用n供应商和零件数据库供应商和零件数据库Supplier：S (S#, SNAME, STATUS, CITY)Par

34、t：P (P#, PNAME, COLOR, WEIGHT, CITY)Supply：SP (S#, P#, QTY),其中其中S#参照参照S.S#, P#参照参照P.P#. 都是外码都是外码金培权（金培权（）47数据库系统及应用数据库系统及应用n求求London城市中的供应商的全部信息城市中的供应商的全部信息CITY=London (S)n求求London城市中的供应商的供应商号城市中的供应商的供应商号,名名称和状态称和状态S#, SNAME, STATUS (CITY=London (S)n求红色并且重量不超过求红色并且重量不超过15的零件号和零件的零件号和零件名名P#, PNAME (C

35、OLOR=Red WEIGHT=15 (P)金培权（金培权（）48数据库系统及应用数据库系统及应用n求提供零件求提供零件P2的供应商名称的供应商名称SNAME (P#=P2 (SSP)n求提供红色零件的供应商名称求提供红色零件的供应商名称SNAME ( COLOR=Red (SPSP)SNAME (S( COLOR=Red (P)SP)n求住在同一城市的供应商号码对求住在同一城市的供应商号码对 S1#,S2# ( S1.S1#u2、ttname=uunametic或或 cti：c是常量。是常量。例：例：t120、tname=Rose 金培权（金培权（）72数据库系统及应用数据库系统及应用n元组

36、演算公式的定义元组演算公式的定义原子公式是元组演算公式原子公式是元组演算公式若若P1、P2是元组演算公式，则是元组演算公式，则P1、P1P2、P1P2都是都是元组演算元组演算公式公式若若P1是是元组演算元组演算公式，公式，则则 t（P1）、）、 t（P1）都是）都是元组演算元组演算公式公式有限次运用以上规则得到的公式是有限次运用以上规则得到的公式是元组演算元组演算公式，其余不是公式，其余不是金培权（金培权（）73数据库系统及应用数据库系统及应用n供应商和零件数据库供应商和零件数据库S (S#, SNAME, STATUS, CITY)P (P#, PNAME, COLOR, WEIGHT, C

37、ITY)SP (S#, P#, QTY),其中其中S#参照参照S.S#, P#参照参照P.P#. 都是外码都是外码金培权（金培权（）74数据库系统及应用数据库系统及应用n求求London城市中的供应商的全部信息城市中的供应商的全部信息CITY=London (S)t | t S tcity=London n求求London城市中的供应商的供应商号城市中的供应商的供应商号,名名称和状态称和状态S#, SNAME, STATUS (CITY=London (S)t | ( u S) (ucity=London t1=u1 t2=u2 t3=u4)金培权（金培权（）75数据库系统及应用数据库系统及应

38、用n求提供零件求提供零件P2的供应商名称的供应商名称SNAME (P#=P2 (SSP)t | ( u S)(t1=usname) ( v SP) ( us#=vs# vp#=P2)n求不提供零件求不提供零件P2的供应商名称的供应商名称SNAME (S) - SNAME (P#=P2 (SSP)t | ( x S) ( t1=xsname ) ( u S)(t1=usname) ( v SP) ( us#=vs# vp#=P2)金培权（金培权（）76数据库系统及应用数据库系统及应用n元组演算表达式可能产生无限大小的关系元组演算表达式可能产生无限大小的关系t | (t R) n引入元组演算公式引

39、入元组演算公式P的域的域dom(P)Dom(P)是是P所涉及的所有值的集合，包括所涉及的所有值的集合，包括P中中显式的值以及显式的值以及P所涉及的关系的所有值。所涉及的关系的所有值。例如：例如：t | t Stcity=London Dom(t Stcity=London)是由显式值是由显式值London以及关系以及关系S中的所有值构成的集合中的所有值构成的集合金培权（金培权（）77数据库系统及应用数据库系统及应用n元组演算表达式的安全性元组演算表达式的安全性如果表达式如果表达式t | P(t)结果中的所有值都属于结果中的所有值都属于dom(P)，则该表达式是安全的，则该表达式是安全的n举例举

40、例t | t Stcity=London 是安全的是安全的t | (t R) 是不安全的是不安全的金培权（金培权（）78数据库系统及应用数据库系统及应用n安全的元组演算与关系代数是等价的安全的元组演算与关系代数是等价的安全元组演算表达式安全元组演算表达式 关系代数表达式关系代数表达式 n在安全表达式范围内，五个基本关系代数操在安全表达式范围内，五个基本关系代数操作都可用元组演算表达式表示作都可用元组演算表达式表示关系代数表达式总是安全的，不会产生无限关系关系代数表达式总是安全的，不会产生无限关系因为关系代数没有集合的补操作因为关系代数没有集合的补操作金培权（金培权（）79数据库系统及应用数据库

41、系统及应用nRS=t | t R t S nRS=t | t R (t S) nRS= t(n+m)| ( u(n)( v(m)(u R v S t1=u1 t2=u2 tn=un tn+1=v1 tn+2=u2 tn+m=vm )ni1,i2,ik(R)=t(k)|( u)(u R t1=ui1 t2=ui2 tn=uin ) nF(R)=t | t R F,其中其中F是用是用ti替换替换F中中的属性名得到的的属性名得到的金培权（金培权（）80数据库系统及应用数据库系统及应用n以属性为变量的关系演算以属性为变量的关系演算n与元组演算类似与元组演算类似n域演算表达式定义域演算表达式定义 | P

42、(t1,t2, , tk )ti 是域变量，代表一个属性是域变量，代表一个属性金培权（金培权（）81数据库系统及应用数据库系统及应用n原子公式原子公式(t1,t2, , tk ) R ：R是关系名，是关系名，ti是域变量是域变量（属性）（属性）Rt1t2tk | (t1,t2, , tk ) R ti uj：表示属性：表示属性ti 和和uj满足比较关系满足比较关系例例 ragesage、tname=unameti c或或c ti ：c是常量，是常量， ti是域变量。是域变量。例例age20、name=Rose 金培权（金培权（）82数据库系统及应用数据库系统及应用n域演算公式的定义域演算公式的

43、定义原子公式是域演算公式原子公式是域演算公式若若P1、P2是域演算公式，则是域演算公式，则P1、P1P2、P1P2都是都是域演算域演算公式公式若若P1是是域演算域演算公式，公式，则则 t（P1）、）、 t（P1）都是）都是域演算域演算公式，公式，t是域变量是域变量有限次运用以上规则得到的公式是域演算公有限次运用以上规则得到的公式是域演算公式，其它的不是式，其它的不是域演算公式域演算公式金培权（金培权（）83数据库系统及应用数据库系统及应用n求求London城市中的供应商的全部信息城市中的供应商的全部信息CITY=London (S)t | t S tcity=London | (s#,snam

44、e,status,city) S city=Londonn求求London城市中的供应商的供应商号城市中的供应商的供应商号,名称和状名称和状态态S#, SNAME, STATUS (CITY=London (S)t | ( u S) (ucity=London t1=u1 t2=u2 t3=u4) | ( city)( (s#,sname,status,city) S city=London)金培权（金培权（）84数据库系统及应用数据库系统及应用n在安全表达式范围内在安全表达式范围内元组演算与域演算等价元组演算与域演算等价基本关系代数操作与关系演算等价（元组演基本关系代数操作与关系演算等价（元组演算或域演算）算或域演算）金培权（金培权（）85数据库系统及应用数据库系统及应用n数据结构数据结构关系：数据库中全部数据及数据间联系都以关系：数据库中全部数据及数据间联系都以关系来表示关系来表示n数据的完整性约束数据的完整性约束关系模型的三类完整性规则：实体、参照、关系模型的三类完整性规则：实体、参照、自定义自定义n数据操作数据操作关系运算关系运算关系代数关系代数关系演算（元组关系演算、域关系演算）关系演算（元组关系演算、域关系演算）