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1、第1页，本讲稿共24页关系模型的概念关系模型的概念数据结构的概念数据结构的概念关系完整性的描述关系完整性的描述关系操作的应用关系操作的应用本章目标本章目标第2页，本讲稿共24页2.12.1关系模型概述关系模型概述v关系模型的数据结构关系模型的数据结构v关系模型的完整性约束关系模型的完整性约束v关系模型的数据操作和关系代数关系模型的数据操作和关系代数第3页，本讲稿共24页2.22.2关系模型的数据结构关系模型的数据结构关系模型的结构示例：学生登记表基本概念：关系模式、元组与关系 属性和值域、关键字(Key)或主码 候选关键字、主关键字、非主属性 外部关键字、主表与从表第4页，本讲稿共24页关系模
2、型的数据结构（续）关系模型的数据结构（续）v关系模式：关系模式：一般表示形式：一般表示形式：关系名（属性关系名（属性1，属性，属性2，属性，属性n）如：如：学生（学号，姓名，性别，年龄，学部号，原单位）学生（学号，姓名，性别，年龄，学部号，原单位）v元组与关系元组与关系关系元组(行)关系名学生关系模式(行定义)关系模型示例第5页，本讲稿共24页关系模型的数据结构（续）关系模型的数据结构（续）v属性和值域属性和值域v关键字关键字(Key)或码或码学生登记表属性(列)和属性名码值域（15=年龄=30）关系模型示例第6页，本讲稿共24页关系模型的数据结构（续）关系模型的数据结构（续）v候选关键字或候
3、选码候选关键字或候选码v主关键字或主码主关键字或主码v非主属性或非码属性非主属性或非码属性第7页，本讲稿共24页关系模型的数据结构（续）关系模型的数据结构（续）v外部关键字或外键外部关键字或外键v主表与从表主表与从表学生（主表）成绩（从表）主键外键两表的关联第8页，本讲稿共24页关系模型中对关系的限定关系模型中对关系的限定v每一个关系模式中属性的个数是固定的，并必须命名，在同每一个关系模式中属性的个数是固定的，并必须命名，在同一个关系模式中，属性必须是不同的。一个关系模式中，属性必须是不同的。v每一个属性是不可分的，也不允许出现重复属性。每一个属性是不可分的，也不允许出现重复属性。v在关系中元
4、组的顺序（即行序）是无关紧要的。在关系中元组的顺序（即行序）是无关紧要的。v在关系中列的顺序也是无关紧要的，即列的顺序可任意交换。在关系中列的顺序也是无关紧要的，即列的顺序可任意交换。v关系中不允许出现重复元组。关系中不允许出现重复元组。第9页，本讲稿共24页2.32.3关系模型的数据完整性关系模型的数据完整性v概念：概念：关系模型的数据完整性是指数据库中数据的正确性和一致性。关系模型的数据完整性是指数据库中数据的正确性和一致性。数据完整性由数据库完整性规则来维护。数据完整性由数据库完整性规则来维护。v四类完整性规则：四类完整性规则：-实体完整性规则实体完整性规则 -参照完整性规则参照完整性规
5、则 -域完整性规则域完整性规则 -用户定义的完整性规则用户定义的完整性规则第10页，本讲稿共24页属性的类型属性的类型vNULLNULL属性属性null表示“无意义”，当实体在某个属性上没有值时设为null 如通讯录（姓名，email，电话，BP），若某人没有email地址，则在email属性上取值为nullnull表示“值未知”，即值存在，但目前没有获得该信息 如职工（姓名，部门，工种，身份证），如果目前不知道职工身份证号码，则设身份证值为null实体完整性作为主码的属性上取值不能为null第11页，本讲稿共24页实体完整性规则实体完整性规则v实体完整性规则：实体完整性规则：这条规则要求关系
6、中的元组在组成主键的属性上不能有空值。这条规则要求关系中的元组在组成主键的属性上不能有空值。v意义：关系对应到现实世界中的实体集，元组对应到实体，实体是意义：关系对应到现实世界中的实体集，元组对应到实体，实体是相互可区分的，通过主码来唯一标识，若主码为空，则出现不可标相互可区分的，通过主码来唯一标识，若主码为空，则出现不可标识的实体，这是不容许识的实体，这是不容许 例如：例如：在关系在关系“学生（学号，姓名，年龄，班级）学生（学号，姓名，年龄，班级）”中，学号属中，学号属性为主码，则要求学号不能取空值。性为主码，则要求学号不能取空值。第12页，本讲稿共24页参照完整性规则参照完整性规则v参照完
7、整性规则：参照完整性规则：这条规则要求在相关联的两个表中，从表中不能引用主这条规则要求在相关联的两个表中，从表中不能引用主表不存在的元组。表不存在的元组。例如：例如：从表：学生（从表：学生（学号学号，姓名，性别，姓名，性别，专业号专业号专业号专业号，年龄），年龄）主表：专业（主表：专业（专业号专业号，专业名），专业名）第13页，本讲稿共24页参照完整性规则参照完整性规则供应商号供应商号供应商名供应商名所在城市所在城市B01红星红星北京北京S10宇宙宇宙上海上海T20黎明黎明天津天津Z01立新立新重庆重庆零件号零件号颜色颜色供应商号供应商号010红红B01312白白S10 201蓝蓝T20今要向
8、关系P中插入新行，新行的值分别列出如下。哪些行能够插入？A(037，绿，null)B(null，黄，T20)C(201，红，T20)D(105，蓝，B01)E(101，黄，T11)零件关系P（主码是“零件号”，外码是“供应商号”）供应商关系S（主码是“供应商号”）第14页，本讲稿共24页用户定义的完整性规则用户定义的完整性规则v用户定义的完整性规则：用户定义的完整性规则：这条规则是指用户根据应用环境的不同针对某一具体关系数据这条规则是指用户根据应用环境的不同针对某一具体关系数据库定义的约束条件。库定义的约束条件。这是针对某一具体数据的约束条件，由应用环境决定。它这是针对某一具体数据的约束条件，
9、由应用环境决定。它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。第15页，本讲稿共24页2.42.4关系模型的数据操作和关系代数关系模型的数据操作和关系代数v传统的集合运算：传统的集合运算：并、交、差、广义笛卡尔积并、交、差、广义笛卡尔积v专门的关系运算：专门的关系运算：选择、投影、连接、除选择、投影、连接、除 第16页，本讲稿共24页2.4.1 2.4.1 关系操作符关系操作符 1)、集合运算：积、并、交、差。、集合运算：积、并、交、差。A、积（、积（product）定义：设定义：设R为为n目的关系，目的关系，S为为m目的关系，则目的关系，则
10、他们的积为（他们的积为（n+m）目关系。记为）目关系。记为R*S。第17页，本讲稿共24页2.4.1 2.4.1 关系操作符关系操作符 1)、集合运算：积、并、交、差。、集合运算：积、并、交、差。B、并运算（、并运算（Union）定义：关系定义：关系R和关系和关系S的并，是有属于的并，是有属于R和和S的元的元组组成的集合。记为组组成的集合。记为 R U S。前提是目数和类型必须相同。前提是目数和类型必须相同。第18页，本讲稿共24页2.4.1 2.4.1 关系操作符关系操作符 1)、集合运算：积、并、交、差。、集合运算：积、并、交、差。C、交运算：（、交运算：（Intesect）定义：关系定义
11、：关系R和关系和关系S的交是由同时属于的交是由同时属于R和属和属于于S的元组组成的集合。记为的元组组成的集合。记为R S。第19页，本讲稿共24页2.4.1 2.4.1 关系操作符关系操作符 D、差运算：（、差运算：（Difference）定义：关系定义：关系R和关系和关系S的差是由属于的差是由属于R 而不属于而不属于S得元组组成的集合。记为得元组组成的集合。记为R-S。第20页，本讲稿共24页2.4.2 2.4.2 关系运算关系运算 A、选择运算：（、选择运算：（select）定义：在关系定义：在关系R中选择满足条件中选择满足条件F的所有元组的所有元组组成的集合。记为组成的集合。记为 SLf
12、（R）。）。其中：其中：SL：选择运算符。：选择运算符。R：关系名。：关系名。F：选择：选择条件。条件。第21页，本讲稿共24页2.4.2 2.4.2 关系运算关系运算 B、投影运算：（、投影运算：（Project）定义：关系定义：关系R上的投影是从上的投影是从R中选择出若干属性列中选择出若干属性列组成新的关系。记作：组成新的关系。记作：注意：投影运算之后不仅取消了原关系中的某些注意：投影运算之后不仅取消了原关系中的某些列，而且还可能取消某些元组。因为取消了某些列，而且还可能取消某些元组。因为取消了某些属性列后，就可能出现重复行，应取消这些完全属性列后，就可能出现重复行，应取消这些完全相同的行，以免造成冗余。相同的行，以免造成冗余。第22页，本讲稿共24页2.4.3 2.4.3 其它运算和除法运算其它运算和除法运算 A、连接运算：（、连接运算：（join）定义：从关系定义：从关系R与关系与关系S的积中，选取的积中，选取R中的第中的第I属属性值和性值和S的第的第j个属性值之间满足条件个属性值之间满足条件F的元组组的元组组成的集合。它是成的集合。它是R*S的子集。的子集。第23页，本讲稿共24页本章总结本章总结关系数据模型概述关系数据模型概述关系模型的数据结构关系模型的数据结构关系模型的数据完整性关系模型的数据完整性关系模型的数据操作关系模型的数据操作第24页，本讲稿共24页