1、第二章 关系数据库E.F.CoddE.F.Codd于于7070年代初提出关系数年代初提出关系数据理论，他因此获得据理论，他因此获得19811981年的年的ACMACM图灵奖图灵奖F 之后，提出了关系代数和关系演算的概念之后，提出了关系代数和关系演算的概念F 关系理论是建立在集合代数理论基础上的，关系理论是建立在集合代数理论基础上的，有着坚实的数学基础有着坚实的数学基础F 早期代表系统早期代表系统H System System：由：由IBMIBM研制研制H INGRES INGRES：由加州：由加州BerkeleyBerkeley分校研制分校研制2.1 2.1 关系数据结构及形式化定义关系数据结
2、构及形式化定义1.1.数学定义数学定义H 一组值的集合，这组值具有相同的数据类型一组值的集合，这组值具有相同的数据类型 例：整数集合例：整数集合00，11；长度小于；长度小于5 5的字符串的字符串集合等都可以是域；全体学生的集合。集合等都可以是域；全体学生的集合。2.1.1 2.1.1 基本术语基本术语 例：设有域例：设有域 D D1 1=姓名集合姓名集合(NAME)=(NAME)=王三王三,丁平丁平；D D2 2=职业集合职业集合(JOB)=(JOB)=工人工人,农民农民,商人商人；D D3 3=住址集合住址集合(ADDR)=(ADDR)=北京北京,上海上海,广州广州；则则 D D1 1D
3、D2 2D D3 3=D D1 1、D D2 2、D D3 3 的基分别为的基分别为2 2，3 3，3 3，所以笛卡儿积的基为，所以笛卡儿积的基为 M MD1D1D2D2D3 D3=2=23 33=183=18；其度为；其度为3 3。(王三王三,工人工人,北京北京),(),(王三王三,工人工人,上海上海),(),(王三王三,工人工人,广州广州),),(王三王三,农民农民,北京北京),(),(王三王三,农民农民,上海上海),(),(王三王三,农民农民,广州广州),),(王三王三,商人商人,北京北京),(),(王三王三,商人商人,上海上海),(),(王三王三,商人商人,广州广州),),(丁平丁平,
4、工人工人,北京北京),(),(丁平丁平,工人工人,上海上海),(),(丁平丁平,工人工人,广州广州),),(丁平丁平,农民农民,北京北京),(),(丁平丁平,农民农民,上海上海),(),(丁平丁平,农民农民,广州广州),),(丁平丁平,商人商人,北京北京),(),(丁平丁平,商人商人,上海上海),(),(丁平丁平,商人商人,广州广州)可以把笛卡儿积看作是一张二维表。可以把笛卡儿积看作是一张二维表。行数：元组的个数，即笛卡儿积的基数；行数：元组的个数，即笛卡儿积的基数；列数：域的个数。列数：域的个数。NAMEJOBADDR王三王三工人工人北京北京王三王三工人工人上海上海王三王三工人工人广州广州王
5、三王三农民农民北京北京NAMEJOBADDR丁平丁平农民农民广州广州丁平丁平商人商人北京北京丁平丁平商人商人上海上海丁平丁平商人商人广州广州表中的每行对应一个元组；每列对应一个域。表中的每行对应一个元组；每列对应一个域。关系就是一张二维表。关系就是一张二维表。行数：元组的个数，即笛卡儿积的基数；行数：元组的个数，即笛卡儿积的基数；列数：域的个数。列数：域的个数。NAMEJOBADDR王三王三工人工人北京北京王三王三工人工人上海上海王三王三工人工人广州广州王三王三农民农民北京北京表中的每行对应一个元组；每列对应一个域表中的每行对应一个元组；每列对应一个域 (王三王三,工人工人,上海上海),),(
6、丁平丁平,商人商人,广州广州)工号工号姓名姓名年龄年龄 工资工资4001张三张三5012004002李四李四4011004003王五王五359502.2.关系的性质关系的性质学号学号 姓名姓名 性别性别年龄年龄曾用名曾用名0101 张三张三男男20张狗子张狗子0102 李四李四女女18李朋李朋王五王五 0103119王麻子王麻子0104 赵六赵六21981/2/28赵薇赵薇学号学号 姓名姓名 性别性别年龄年龄姓名姓名0101 张三张三男男20张狗子张狗子0102 李四李四女女18李朋李朋0103 王五王五男男19王麻子王麻子0104 赵六赵六女女20赵薇赵薇姓名姓名2曾用名曾用名学号学号 姓名
7、姓名性别性别年龄年龄曾用名曾用名0101 张三张三男男20张狗子张狗子0102 李四李四女女18李朋李朋0103 王五王五男男19王麻子王麻子0104 赵六赵六女女20赵薇赵薇学号学号 姓名姓名 曾用名曾用名 性别性别年龄年龄0101 张三张三 张狗子张狗子男男200102 李四李四李朋李朋女女180103 王五王五 王麻子王麻子男男190104 赵六赵六赵薇赵薇女女20学号学号 姓名姓名 性别性别年龄年龄姓名姓名0101 张三张三男男20张狗子张狗子0102 李四李四女女18李朋李朋0103 王五王五男男19王麻子王麻子0104 赵六赵六女女20赵薇赵薇0101 张三张三男男20张狗子张狗子
8、重复的重复的元组元组重复的重复的元组元组!学号学号姓名姓名性别性别 年龄年龄0101张三张三男男200102李四李四女女180103王五王五男男190104赵六赵六女女20学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄0104赵六赵六女女200101张三张三男男200103王五王五男男190102李四李四女女18父父母母孩子孩子李男李男王男王男丁女丁女肖女肖女李一李一李二李二王一王一父父母母孩子孩子大大小小李男李男王男王男丁女丁女肖女肖女李一李一王一王一李二李二父父母母孩子孩子李男李男李男李男王男王男丁女丁女丁女丁女肖女肖女李一李一李二李二王一王一父父母母大孩大孩小孩小孩李男李男王男王男丁女丁女肖女肖女李一
9、李一王一王一李二李二非规范化关系非规范化关系规范化关系规范化关系3.3.有关关系术语解释有关关系术语解释学号学号课程号课程号 成绩成绩0101010101020103C1C2C2C390807080学号学号姓名姓名 年龄年龄性别性别所在系所在系0101010201030104张三张三李四李四王五王五赵六赵六20181920男男女女女女男男计算机计算机计算机计算机计算机计算机计算机计算机2.1.2 2.1.2 关系模式关系模式 1.1.什么是关系模式什么是关系模式 2.2.关系模式定义关系模式定义 3.3.关系模式与关系关系模式与关系2.1.3 2.1.3 关系数据库关系数据库整个数据库整个数据
10、库某关系的结构某关系的结构某关系的实例某关系的实例2.2 2.2 关系的完整性关系的完整性 1.1.关系模型关系模型 关系模型的三要素：关系模型的三要素：2.2.关系模型的完整性约束规则关系模型的完整性约束规则职工表职工表(EMP)部门表部门表(DEPT)关系主码关系主码外部关系码外部关系码学学 号号姓姓 名名性性 别别专专 业业 号号年年 龄龄班班 长长801张张 三三女女0119802802李李 四四男男0120803王王 五五男男0120802804赵赵 六六女女0220805805钱钱 七七男男0219常用的关系操作常用的关系操作F 查询：查询：选择、投影、连接、除、选择、投影、连接、
11、除、并、交、差（、笛卡尔积）并、交、差（、笛卡尔积）F 数据更新：数据更新：插入、删除、修改插入、删除、修改说明说明 F 查询的表达能力是其中最主要的部分查询的表达能力是其中最主要的部分F 选择、投影、并、差、笛卡尔基是选择、投影、并、差、笛卡尔基是5 5种基本种基本操作操作2.3 2.3 关系数据语言关系数据语言2.4 2.4 关系代数关系代数 1.1.传统的集合运算传统的集合运算a1b1c1a1b2c2a2b2c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1c2b3a1c1b2a2c2b2a1c1b1a1c1b1a1c1b2a2c2b2a1a1b1c1a1b2c2a1b1c1a1b3c2a1b1c
12、1a2b2c1a1b2c2a1b2c2a1b2c2a1b3c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a1b2c2a2b2c1a1b3c2a2b2c1a2b2c1A B Ca2ca4db4cA BCa4da6db4cABCDEFa2ca4da2ca6da2cb4ca4da4da4da6da4db4cb4ca4db4ca6db4cb4cRSRS 2.2.专门的关系运算专门的关系运算 先介绍几个概念先介绍几个概念:a aa aa a例例2 2.4 4 象集举例象集举例 ABa a1 1B B1 1a a1 1B B2 2a a1 1B B3 3a a2 2B B2 2a a2 2B B3 3a a3
13、3B B1 1a a3 3B B3 3ABCa a1 1b b1 1c c1 1a a1 1b b4 4c c2 2a a1 1b b7 7c c3 3a a2 2b b8 8c c4 4a a2 2b b5 5c c6 6a a3 3b b3 3c c7 7a a3 3b b6 6c c5 5a a6 6b b2 2c c4 4第第3列列第第3列列第第4列列？对学生姓名和所在系属性取投影？对学生姓名和所在系属性取投影？查询学生关系中都有哪些系？查询学生关系中都有哪些系 ABCa12ca24da34cDEd4e10AB C DEa1 2cd4a1 2ce10a2 4 de10a3 4ce10R
14、SR SBEABC DEa12cd4a12ce10a24dd4a24de10a34cd4a34ce10RS ABCa1b1c2a2b2c1a3b1c3a4b2c5a5b3c1BCDEb1c2d1e1b3c1d2e2b1c3d3e3b1c2d4e4b3c1d5e5ABCDEa1b1c2d1e1a1b1c2d4e4a3b1c3d3e3a5b3c1d2e2a5b3c1d5e5RSABC BC DEa1b1c2b1c2d1e1a1b1c2b1c2d4e4a3b1c3b1c3d3e3a5b3c1b3c1d2e2a5b3c1b3c1d5e5R.BC=S.BCR SRS比较：等值连接与自然连接比较：等值连接与自然连接关系关系R R和关系和关系S S 如下所示：如下所示：2.5 2.5 关系演算关系演算2.6 2.6 关系系统及其查询优化关系系统及其查询优化
