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1、课程主讲人：第2.2关系数据结构 1.2 关系数据结构 一.关系数据结构关系的非形式化定义：满足一定条件的二维表。基本术语1.域：一组具有相同数据类型的值的集合。 3 2.笛卡尔积（笛卡尔积（Cartesian Product） 给定一组域给定一组域D1，D2，Dn，这些域中可以，这些域中可以有相同的。有相同的。D1，D2，Dn的笛卡尔积为：的笛卡尔积为： D1D2Dn（d1，d2，dn）diDi，i1，2，n 元组元组(Tuple):每一个元素（每一个元素（d1，d2，dn）分量：元素中的每一个值分量：元素中的每一个值di若若Di（i1，2，n）为有限集，其基数（）为有限集，其基数（Card
2、inal number）为）为mi（i1，2，n），则），则D1D2Dn的的基数为：基数为： n M=mi i=1 2.1 2.1 关系模型关系模型 4例如：D1=孙悟空，宋江，林黛玉 D2=男，女 D3=西游记，水浒传，红楼梦D1D2D3=孙悟空，男，宋江，男，林黛玉，男， 孙悟空，女，宋江，女，林黛玉，女 D3= 孙悟空，男，西游记，宋江，男，西游记， 林黛玉，男，西游记， 孙悟空，女，西游记， 宋江，女，西游记，林黛玉，女，西游记， 孙悟空，男，水浒传，宋江，男，水浒传， 林黛玉，男，水浒传， 孙悟空，女，水浒传， 宋江，女，水浒传，林黛玉，女，水浒传， 孙悟空，男，红楼梦，宋江，男，红
3、楼梦， 林黛玉，男，红楼梦， 孙悟空，女，红楼梦， 宋江，女，红楼梦，林黛玉，女，红楼梦 2.1 2.1 关系模型关系模型 5 3.关系（关系（Relation）的数学定义）的数学定义 D1D2Dn的子集叫作在的子集叫作在域域D1、 D2、Dn上的关系，用上的关系，用 R(D1, D2, , Dn) 表示。表示。 R：关系的名字：关系的名字 n：关系的目或度（：关系的目或度（Degree）。）。 单元关系（Unary relation）n=1二元关系（Binary relation）n=22.1 2.1 关系模型关系模型 6 小说名小说名 人物名人物名 性性 别别西游记西游记孙悟空孙悟空 男男
4、水浒传水浒传宋江宋江 男男红楼梦红楼梦林黛玉林黛玉 女女对于一个笛卡尔积只有取它的子集才有意对于一个笛卡尔积只有取它的子集才有意义，这也和用户看待的二维表一样，只有义，这也和用户看待的二维表一样，只有满足一定条件的二维表才是研究的对象。满足一定条件的二维表才是研究的对象。 2.1 2.1 关系模型关系模型 74.码 候选码候选码(Candidate Key)(Candidate Key)：在一个关系中，能惟一标：在一个关系中，能惟一标识元组的属性或最小属性集称为关系的候选码。识元组的属性或最小属性集称为关系的候选码。 主码主码（Primary KeyPrimary Key）：若一个关系中有多个
5、候选）：若一个关系中有多个候选码，则选其中的一个为主码。码，则选其中的一个为主码。 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 AttributePrimary Attribute），不包含在任何候选码中的属），不包含在任何候选码中的属性称为性称为非主属性非主属性（Non-primary AttributeNon-primary Attribute）或）或非码属非码属性性（Non-key AttributeNon-key Attribute）。）。2.1 关系模型关系模型 8 外码外码(Foreign Key)(Foreign Key)：设：设
6、F F是基本关系是基本关系R R的一个或一的一个或一组属性，但不是组属性，但不是R R的码。的码。KsKs是基本关系是基本关系S S的主码。的主码。如果如果F F与与KsKs相对应，则称相对应，则称F F是是R R的外码。并称基本的外码。并称基本关系关系R R为参照关系为参照关系（Referencing RelationReferencing Relation），基本），基本关系关系S S为被参照关系为被参照关系（Referenced RelationshipReferenced Relationship）。）。2.1 关系模型关系模型4.码 9例如：学生关系和专业关系分别为：学生（学生编号，
7、姓名，性别，年龄，专业编号，身份证号码）专业（专业编号，专业名称，专业负责人）在关系数据库中，表与表的联系就是通在关系数据库中，表与表的联系就是通过过公共属性公共属性实现的，这个公共属性是实现的，这个公共属性是一一个表的主码个表的主码和和另外一个表的外码另外一个表的外码 2.1 关系模型关系模型4.码 10 5.关系的性质关系的性质1）分量必须取原子值）分量必须取原子值2）列是同质的，即每一列的分量是同一类型的数）列是同质的，即每一列的分量是同一类型的数据，来自同一个域。据，来自同一个域。3）表中的列称为属性，给每列起一个名称即属性）表中的列称为属性，给每列起一个名称即属性名，不同属性要起不同
8、的属性名。名，不同属性要起不同的属性名。4）列的顺序无关）列的顺序无关5）关系中任意两行不能相同。）关系中任意两行不能相同。6）行的顺序无关。）行的顺序无关。2.1 关系模型关系模型 11 2.关系操作1 操作对象是关系操作对象是关系2 基本操作方式基本操作方式 属性指定属性指定 元祖选择元祖选择 关系合并关系合并 元组插入元组插入 元组删除元组删除2.1 关系模型关系模型 12关系代数语言关系代数语言关系演算语言关系演算语言具有关系代数和关系具有关系代数和关系演算双重特点的语言演算双重特点的语言域关系数域关系数据语言据语言元组关系元组关系数据语言数据语言ISBLISBLAPLHAAPLHAQ
9、UELQUELQBEQBESQLSQL2.1 关系模型关系模型 133. 关系完整性约束实体完整性实体完整性参照完整性参照完整性用户自定义完整性用户自定义完整性2.1 关系模型关系模型 14实体完整性实体完整性 规则：若属性规则：若属性A是基本关系是基本关系R的主属性，则属的主属性，则属性性A不能取空值。不能取空值。2.1 关系模型关系模型 15导师编号导师编号姓名姓名性别性别职称职称1001刘易刘易男男副教授副教授1002张清枚张清枚男男教授教授1003王敏王敏女女教授教授研究生编号研究生编号 姓名姓名性别性别研究方向研究方向导师编号导师编号2004001李勇李勇男男网络安全网络安全1001
10、2004002刘晨刘晨女女IPv610022004003张三张三男男数据仓库数据仓库10032004004李立李立男男数据挖掘数据挖掘10022004005赵兵赵兵男男网格安全网格安全导导 师师 研究生研究生2.1 关系模型关系模型 16外码：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码。规则：若F是基本关系R的外码，并与 S的主码Ks相对应，则对于R中每个元组在F上的值必须为： 取空值（F的每个属性值均为空值） 等于S中某个元组的主码值参照完整性2.1 关系模型关系模型参照完整性参照完整性 17例如：例如： 学生（学号、姓名、性别学生（学号、姓名、性别） 课程（课程号、课程名、学时课程（课程号、课程名、学时） 学习学习 （学号、课程号、成绩）（学号、课程号、成绩）思考：思考： 每个关系的主码每个关系的主码 哪个关系有外码哪个关系有外码2.1 关系模型关系模型 18某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。职称（助教，讲师，副教授，教授）职称（助教，讲师，副教授，教授）性别（男，女）性别（男，女）用户自定义的完整性用户自定义的完整性2.1 关系模型关系模型