【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 關(guān)系模式，就能生成一個(gè)關(guān)系。表示的方式是：關(guān)系名（屬性名1,屬性名2,屬性名3，……）關(guān)系模式就是一個(gè)關(guān)系的關(guān)系頭，而關(guān)系是它的值即關(guān)系體。關(guān)系模式是靜態(tài)的。學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，班號(hào)）班級(jí)（班號(hào)，班名，班導(dǎo)師）在關(guān)系模型中，任何一個(gè)實(shí)體或?qū)嶓w之間的聯(lián)系都用關(guān)系來(lái)表示。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式就是關(guān)系模式的集合。教學(xué)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模式系（系號(hào),系名，系主任）班級(jí)（班號(hào)，班名，班導(dǎo)師，系號(hào)）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，班號(hào)）課程（課號(hào)，課程名,學(xué)分）選課（學(xué)號(hào),課號(hào),成績(jī)） 關(guān)系的鍵與關(guān)系的完整性約束一、候選鍵與主關(guān)系鍵 是在一個(gè)關(guān)系中，能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組的屬性或?qū)傩越M合叫候選鍵。候選鍵在一個(gè)關(guān)系中可以有多個(gè)。學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，身份證號(hào)，班號(hào)）學(xué)生關(guān)系的候選鍵有：身份證號(hào)，學(xué)號(hào)。候選鍵的屬性值不允許出現(xiàn)空值和重復(fù)值。選課（學(xué)號(hào)，課號(hào)，成績(jī)）候選鍵：學(xué)號(hào)+課號(hào)。學(xué)生關(guān)系中的候選鍵可以是學(xué)號(hào)，身份證號(hào)，也可以是學(xué)號(hào)+姓名，學(xué)號(hào)+性別，身份證號(hào)+出生日期，這句話是錯(cuò)誤的。候選鍵必須滿足兩個(gè)條件：1)惟一性：不允許出現(xiàn)重復(fù)值。2)最小性：在候選鍵中，去掉一個(gè)屬性就不能保證惟一了。也叫主鍵，主碼，關(guān)系鍵，一個(gè)關(guān)系只有一個(gè)，也就是從一個(gè)關(guān)系的候選鍵中，選擇一個(gè)作為操作關(guān)系的依據(jù)。則稱為主鍵。主屬性：是指包含在主關(guān)系鍵中的屬性叫主屬性。非主屬性：不包含在候選鍵中的屬性叫非主屬性?？諈^(qū)：即不在主屬性中也不在非主屬性中的，對(duì)于一個(gè)關(guān)系，在最極端的情況下，所有屬性的組合是關(guān)系的候選鍵，稱為全碼。授課關(guān)系（教師號(hào),課程號(hào),學(xué)號(hào)）教師號(hào)課程號(hào)學(xué)號(hào)101A1901101A1902102A2901101A2902該關(guān)系的候選鍵是：教師號(hào)+課程號(hào)+學(xué)號(hào)，稱為全碼。二、外部關(guān)系鍵涉及到兩個(gè)關(guān)系，即如果關(guān)系S中的一個(gè)屬性不是主關(guān)鍵字。而在另一個(gè)關(guān)系R中是主關(guān)鍵字，則該屬性在關(guān)系S中稱為外部關(guān)系鍵。外部關(guān)系鍵是用來(lái)參照關(guān)系的。即S中的外部關(guān)系鍵的取值必須參照R中的主關(guān)鍵字的值，或者取為空值。班級(jí)（班號(hào)，班名，班導(dǎo)師）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，班號(hào)）對(duì)于班級(jí)和學(xué)生關(guān)系，其中班號(hào)在班級(jí)中是主鍵，在學(xué)生中不是主鍵，所以在學(xué)生中稱為外部關(guān)系鍵。例：假如關(guān)系職工表中，職工號(hào)為c1c10。在訂單表中訂單號(hào)為D1d10。則下列元組哪一個(gè)能正確到訂單表中。訂單表中職工號(hào)為外部關(guān)系鍵。D5 c6 456D5 c11 456D11 c11 456D11 c6 456Null c6 456第一考慮主鍵不能重復(fù)，第二考慮外鍵具有參照關(guān)系。三、關(guān)系的完整性數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)具有4大控制功能，數(shù)據(jù)安全性控制，數(shù)據(jù)完整性控件，并發(fā)控制和數(shù)據(jù)恢復(fù)。其中數(shù)據(jù)完整性控制。數(shù)據(jù)完整性控制是指添加數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)必須是正確的、有效的和相容的。關(guān)系的完整性有三類完整性約束：分別是實(shí)體完整性、參照完整性和域完整性（用戶自定義完整性）。是指關(guān)系中主關(guān)鍵字不能為空或部分為空或者出現(xiàn)重復(fù)值。這也說(shuō)明一個(gè)關(guān)系中不能出現(xiàn)完全相同的元組。實(shí)體完整性是通過(guò)主關(guān)鍵鍵或候選關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)的。學(xué)生關(guān)系中學(xué)號(hào)是主關(guān)鍵字，就保存了實(shí)體完整性。在sql的定義語(yǔ)言中的create table中，使用primary key建立。 是指兩個(gè)關(guān)系，外鍵所處的關(guān)系中的外鍵值必須取值（參照）另一個(gè)關(guān)系的主鍵值。學(xué)生中的班號(hào)必須取自班級(jí)表中的班號(hào)。訂單表中的職工號(hào)必須取自職工表中的職工號(hào)。/同理，選課表中的學(xué)號(hào)和課號(hào)都是外鍵，學(xué)號(hào)要參照學(xué)生表中的學(xué)號(hào)，課號(hào)要參照課程表中的課號(hào)。在sql的定義語(yǔ)言中的create table中使用foreign key 來(lái)實(shí)現(xiàn)（參照完整性）是針對(duì)某一個(gè)具體的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的約束條件，反映衛(wèi)個(gè)應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求。如性別只能是男或女，月份只能是112。域完整性通過(guò)約束規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)。在sql定義語(yǔ)言中的create table中，使check檢查約束來(lái)實(shí)現(xiàn)。完整性的約束都是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的。一個(gè)數(shù)據(jù)模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和關(guān)系完整性約束三要素構(gòu)成。本節(jié)重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)操作。關(guān)系操作采用集合操作方式,即操作的對(duì)象和結(jié)果都是集合。即為關(guān)系。這種方式稱為一次一集合的方式，非關(guān)系型的數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式為一次一記錄的方式。一、關(guān)系代數(shù)的分類及其運(yùn)算符關(guān)系代數(shù)是一種抽象的查詢語(yǔ)言，稱為ISBL語(yǔ)言。數(shù)據(jù)運(yùn)算的三要素是運(yùn)算對(duì)象，運(yùn)算符和運(yùn)算結(jié)果。12+45=57關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算對(duì)象是關(guān)系，運(yùn)算結(jié)果也是關(guān)系。關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算符主要包括以下四類：1)集合運(yùn)算符：∪并∩交－差笛卡爾積2)專門的關(guān)系運(yùn)算：σ選擇Π投影∞連接 *自然連接，247。除3)算術(shù)比較運(yùn)算：,=,≥≤≠4)邏輯運(yùn)算符：∧與∨或┐非關(guān)系代數(shù)的分類分為兩類：1)傳統(tǒng)的集合運(yùn)算，分為并集、交集、差集和廣義的笛卡爾積2)專門的關(guān)系運(yùn)算，分為選擇，投影，連接，自然連接和除。關(guān)系代數(shù)中有五種基本操作運(yùn)算：并，差，積，選取和投影。其他運(yùn)算都可以通過(guò)烴上五種基本操作運(yùn)算得到。R交S=R(RS) 總結(jié)： ，包括域，笛卡爾積，關(guān)系，關(guān)系組成（關(guān)系頭和關(guān)系體） ，主屬性，非主屬性，全碼。 ，關(guān)系代數(shù)的分類，關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算符。 復(fù)習(xí)：，包括域，笛卡爾積，關(guān)系，關(guān)系的組成，主鍵，主屬性，非主屬性和全碼主表和從表（子表）。主表中屬性是主鍵，子表中不是主鍵，稱為外鍵。外鍵的值要不取空值，要不取主表中主鍵的值。實(shí)體、域、參照完整性主鍵和候選鍵，檢查約束，外鍵。在定義關(guān)系時(shí)指定的。Create table student(學(xué)號(hào) char(8) primary key,性別 char(2) check 性別=’男’ or 性別=’女’,班號(hào) char(4) foreign key references 班級(jí)(班號(hào)))1)關(guān)系運(yùn)算的對(duì)象和結(jié)果都是關(guān)系。2)運(yùn)算符,傳統(tǒng)運(yùn)算運(yùn)算符，專門運(yùn)算符3)關(guān)系運(yùn)算的分類4)關(guān)系的五種基本運(yùn)算二、傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算都是雙目運(yùn)算，即要求參與運(yùn)算的是2個(gè)關(guān)系，且要求兩個(gè)關(guān)系的結(jié)構(gòu)必須是相容的，即結(jié)果是相同。但廣義笛卡爾積不需要是相容的。RABC111222333SABC1114445551．并運(yùn)算關(guān)系R和關(guān)系S的并是由屬于R或?qū)儆赟的元組的合并組成，并去掉重復(fù)元組。記住：RUSRUSABC111222333444555關(guān)系R與關(guān)系S的交運(yùn)算是由既屬于R又屬于S的元組組成，即關(guān)系R和關(guān)系S的公共元組。記作：R∩SR∩SABC111關(guān)系R與關(guān)系S的差得到的只屬于R而不屬于S的元組構(gòu)成。且R與關(guān)系S的差，和關(guān)系S與R的差是不是。記?。篟S或SRRSABC222333SRABC444555R∩S=R（RS）R∩S=R（SR） 錯(cuò)誤的。R∩S=S（SR）兩個(gè)分別為n目和m目的關(guān)系R和關(guān)系S的廣義笛卡爾積是一個(gè)(n+m)列的元組的集合。而元組是前n列的關(guān)系R的一個(gè)元組，后M列的是關(guān)系S的一個(gè)元組。N目和m目表示關(guān)系的屬性個(gè)數(shù)。記作：RS得到的笛卡爾積的屬性個(gè)數(shù)為n+m。即使是同名屬性也不去掉，含重名屬性。得到的關(guān)系的元組數(shù)是n1m1，其中n1是R的元組數(shù)，m1是S的元組數(shù)。RS111111111444111555222111222444222555333111333444333555橫向的組合。得到的廣義笛卡爾積是無(wú)意義的。查詢計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)10班女同學(xué)的學(xué)號(hào)，姓名和班名。應(yīng)用時(shí)，需先將班級(jí)關(guān)系和學(xué)生關(guān)系進(jìn)行廣義的笛卡爾積，對(duì)笛卡爾積進(jìn)行選擇和投影，得到的就是連接操作。對(duì)傳統(tǒng)的集合運(yùn)算總結(jié)：1）傳統(tǒng)的集合運(yùn)算要求兩個(gè)關(guān)系必須是相容的，它們是雙目運(yùn)算。2）如果是并運(yùn)算，則得到的關(guān)系屬性不變，元組增加。3）如果是交運(yùn)算，則得到的關(guān)系屬性不變，元組減少。4）如果是差運(yùn)算，則得到的關(guān)系屬性不變，元組減少。但不含有S關(guān)系的元組。5)如果是廣義笛卡爾積，則得到關(guān)系屬性是兩個(gè)關(guān)系的合并，且不去掉重復(fù)屬性。元組的個(gè)數(shù)是兩個(gè)關(guān)系元組個(gè)數(shù)之積。此部分要求必須在給定兩個(gè)關(guān)系的基礎(chǔ)上，能寫出兩個(gè)關(guān)系進(jìn)行傳統(tǒng)集合運(yùn)算的之后得到的關(guān)系。三、專門的關(guān)系運(yùn)算 專門的關(guān)系運(yùn)算分為選擇、投影和連接，以及自然連接，其中選擇和投影是單目運(yùn)算，連接是雙目運(yùn)算，且自然連接是連接的特例。專門的關(guān)系運(yùn)算不要求兩個(gè)關(guān)系是相容的。選擇：篩選，選取，對(duì)元組的操作。投影：是對(duì)列的操作。1. 選擇選擇也稱為選取，是單目運(yùn)算，是根據(jù)一定的條件在給定的關(guān)系R中選擇若干元組所組成的一個(gè)新的關(guān)系。選擇操作是對(duì)行的角度進(jìn)行的操作，得到的關(guān)系屬性不變，元組減少。 記?。害褾(R) 其中F是選擇的條件，R是關(guān)系名。 例1：假設(shè)有學(xué)生關(guān)系（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，班號(hào)），查詢性別為男的學(xué)生信息。寫出關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。σ性別=’男’(學(xué)生)列名可以使用順序號(hào)表示。其中學(xué)號(hào)為1，姓名為2，性別為3,依此類推。所以上述關(guān)系代數(shù)表達(dá)式還可以寫成：σ3=’男’(學(xué)生)投影也是單目運(yùn)算，關(guān)系R上的投影是從R中選擇若干個(gè)屬性組成的一個(gè)新的關(guān)系。如果是單純的投影，則屬性減少，元組個(gè)數(shù)不變。投影操作是從列的角度操作的。記作：Π投影屬性名(關(guān)系名)例2:從以上學(xué)生關(guān)系中查詢學(xué)生的學(xué)號(hào)，姓名和性別。寫出關(guān)系代數(shù)表達(dá)式Π學(xué)號(hào),姓名,性別(學(xué)生)其中學(xué)號(hào)等字段名，也可以使用屬性的序號(hào)表示。Π1,2,3(學(xué)生)選擇和投影一般情況下都不是獨(dú)立使用的，經(jīng)常是二者組合運(yùn)算。那么運(yùn)算時(shí)，必須是先選擇后投影。對(duì)選擇后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行投影操作。 例3:從以上學(xué)生關(guān)系中查詢性別為男的，且出生日期在1980年以后的學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。Π學(xué)號(hào),姓名（σ性別=’男’ ∧出生日期≥’19800101’(學(xué)生)）(join) 連接是又目運(yùn)算，關(guān)系R和關(guān)系S的連接，是從關(guān)系R和關(guān)系S中的廣義笛卡爾積中，選擇滿足連接條件的元組，所組成一個(gè)新的關(guān)系。關(guān)系R和關(guān)系S的連接操作，必須先求關(guān)系R和關(guān)系S的廣義的笛卡爾積。連接按連接條件分為：等值連接，大于連接和小于連接。等值連接：就是指連接條件為等號(hào)。大于連接就是指連接條件為號(hào)小于連接就是指連接條件為號(hào)。上述三種不同連接都稱為連接，并不去掉重復(fù)屬性和重復(fù)元組。記作:R∞S F其中F表示連接的條件，一般格式為：屬性名 運(yùn)算符 屬性名。前提兩個(gè)屬性原則上必須具有可比性。而且原則上是同名屬性。=班級(jí)（班號(hào)，班名，班導(dǎo)師）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，班號(hào)）R和S關(guān)系的連接，=。運(yùn)算結(jié)果是：111111自然連接是連接中等值連接的特例，是一種去掉重復(fù)屬性的等值連接。連接的條件是兩個(gè)關(guān)系的同名屬性。記作：R*S班級(jí)（班號(hào)，班名，班導(dǎo)師）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，班號(hào)）班級(jí)*學(xué)生在寫關(guān)系代數(shù)表達(dá)式時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到自然連接，選擇和投影，三者運(yùn)算必須是先連接，后選擇，再投影。5．除運(yùn)算除運(yùn)算是雙目運(yùn)算符，設(shè)有關(guān)系R（X，Y），S（Y，Z），其中x,y,z為屬性集。R中的Y與S中的Y可以有不同屬性名，但必須出自同一個(gè)域。關(guān)系R除以關(guān)系S所得的商是一個(gè)新的關(guān)系P（X），P是R滿足下列條件的元組在X上的投影，即元組在X上的分量值X的像集Yx包含S在Y上的投影的集合。記作：R247。SRABCDA1B2c3d5A1b2c4d6A2b4c1d3A3b5c2d8SCDEC3d5f3C4d6f4R247。SA B A1 b2查詢選修了全部課程的學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名用選課除以課程和學(xué)生的自然連接。SC學(xué)號(hào),課程號(hào)1001 011001 021001 031002 011002 02課程課程號(hào) 課程名01 A02 B03 C學(xué)生學(xué)號(hào) 姓名1001 張三1002 李四課程和學(xué)生的笛卡爾積的結(jié)果學(xué)號(hào)課程名100101100102100103100201100202100203SC除以笛卡爾積1001專門的關(guān)系運(yùn)算要求必須在給定關(guān)系能寫出某種查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，并能將其轉(zhuǎn)換為SQL語(yǔ)句，給定SQL語(yǔ)句要能寫出關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。總結(jié)：，并運(yùn)算、交運(yùn)算、差運(yùn)算和廣義笛卡爾積，選擇、投影、連接、自然連接和除第3章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論在給定的一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境下，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模式如何是合理，要考慮關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化。