【正文】 (學(xué)生)投影也是單目運算，關(guān)系R上的投影是從R中選擇若干個屬性組成的一個新的關(guān)系。投影操作是從列的角度操作的。寫出關(guān)系代數(shù)表達(dá)式Π學(xué)號,姓名,性別(學(xué)生)其中學(xué)號等字段名，也可以使用屬性的序號表示。那么運算時，必須是先選擇后投影。 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)號和姓名。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。等值連接：就是指連接條件為等號。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。前提兩個屬性原則上必須具有可比性。=班級（班號，班名，班導(dǎo)師）學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，班號）R和S關(guān)系的連接，=。連接的條件是兩個關(guān)系的同名屬性。5．除運算除運算是雙目運算符，設(shè)有關(guān)系R（X，Y），S（Y，Z），其中x,y,z為屬性集。關(guān)系R除以關(guān)系S所得的商是一個新的關(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。SRABCDA1B2c3d5A1b2c4d6A2b4c1d3A3b5c2d8SCDEC3d5f3C4d6f4R247。SC學(xué)號,課程號1001 011001 021001 031002 011002 02課程課程號 課程名01 A02 B03 C學(xué)生學(xué)號 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)號課程名100101100102100103100201100202100203SC除以笛卡爾積1001專門的關(guān)系運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語句，給定SQL語句要能寫出關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。 數(shù)據(jù)庫規(guī)范化：在給定的應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境下，如何設(shè)計數(shù)據(jù)庫關(guān)系模式，關(guān)系模式達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。當(dāng)一個系成立時，尚沒有學(xué)生，則系的相關(guān)信息無法插入。學(xué)號不允許為空。當(dāng)更新該關(guān)系的系主任時，則必須將全部該系的學(xué)生信息都得修改，有時會出現(xiàn)一些問題。所以以上四個關(guān)系就是一個合理的關(guān)系模式。最常用的、最重要的是函數(shù)依賴，還有多值依賴以及連接依賴。二、函數(shù)依賴的定義 設(shè)R（U）是屬性集U上的關(guān)系模式，U是屬性集合。X決定Y，或稱為Y函數(shù)依賴于X。格式為：F={函數(shù)依賴集合}F={學(xué)號姓名，學(xué)號性別，學(xué)號系號，系號系名,系號系主任，課程號課程名,(學(xué)號,課程號)成績}1)平凡函數(shù)依賴給定關(guān)系R（U），X，Y是U的子集，存在XY，且Y屬于X的子集，則稱XY為平凡的函數(shù)依賴。(學(xué)號,課程號)學(xué)號2)非平凡的函數(shù)依賴給定關(guān)系R（U），X，Y是U的子集，存在XY，且Y不屬于X，則稱XY為非平凡的函數(shù)依賴。各種聯(lián)系就決定了屬性間的函數(shù)依賴關(guān)系。學(xué)號姓名，姓名學(xué)號存在著學(xué)號姓名2)如果屬性X和Y之間是1:N的關(guān)系，則一定存在著XY學(xué)號和性別。學(xué)號和課程號是m:n的關(guān)系，所以不存在函數(shù)依賴。記?。褐挥袥Q定因素是屬性集時，才討論是否是完全函數(shù)依賴，如果決定因素是單個屬性一定是完全函數(shù)依賴。學(xué)號系號 一定是一個完全函數(shù)依賴。即X’Y，此種依賴稱為部分函數(shù)依賴。記住：當(dāng)決定因素是屬性集時，才討論是否為部分函數(shù)依賴，否則一定是完全函數(shù)依賴。3)傳遞函數(shù)依賴給定關(guān)系R（U），X，Y，Z是U的子集，存在，XY,YZ,從而有XZ，這種依賴稱為傳遞函數(shù)依賴。復(fù)習(xí)：，關(guān)系是否存在著一些問題？數(shù)據(jù)冗余、插入異常、刪除異常和更新異常學(xué)生（學(xué)號,姓名，性別，系號，系名，系主任，課程號，課程名，成績）主碼：學(xué)號+課程號函數(shù)依賴、多值依賴和連接依賴學(xué)號姓名(學(xué)號,課程號)成績 完全函數(shù)依賴。XY，完全函數(shù)依賴，部分函數(shù)依賴，傳統(tǒng)函數(shù)依賴三、armstrong公理推理規(guī)則：如果B屬于A的子集，必有：AB 平凡的函數(shù)依賴。AB ,AC，得到ABCAB,CD，ACBD假如關(guān)系模式R，U的集合為A,B,C,D,E，F(xiàn)，其中Q是R的函數(shù)依賴集?；镜暮瘮?shù)依賴集，也就是F，從F中存在的依賴關(guān)系，還能推導(dǎo)出相應(yīng)的依賴。學(xué)號X，系 名Y。學(xué)號系名,學(xué)號系主任設(shè)有關(guān)系模式R（U），U={A,B,C,D,E,I}，函數(shù)依賴集F={AD,ABE,BIE,CDI,EC}，X=AE，計算X的閉包。存在CDI，X(2)=x(1)I=ACDEI雖然X(2)x(1)，至此結(jié)束，得到X的閉包就是ACDEI。X(0)=X=AB，求AB子集在F函數(shù)依賴集中的函數(shù)依賴。ABC,BE,ECF，X（2）=X(1)CF=ABCEFX(3)=X(2)算法結(jié)束。一、什么叫范式范式是指一個關(guān)系要滿足的約束條件，它是一個標(biāo)準(zhǔn)或一個規(guī)則，是指一個關(guān)系達(dá)到的級別。一個級別比一個級別高，每一個級別都必須滿足下一級的級別。1NF,2NF都是不合理的關(guān)系模式，3NF以上的關(guān)系才是合理的關(guān)系模式。根據(jù)不同的應(yīng)用來考慮關(guān)系模式的范式。也就是關(guān)系的最基本的性質(zhì)，任何一個關(guān)系都必須遵守。不是一個合理的關(guān)系。針對學(xué)生關(guān)系，滿足2NF滿足第2NF的關(guān)系就是在關(guān)系模式中不存在部分函數(shù)依賴。對第二范式分解，原則是一事一地的原則。（3NF）設(shè)R是一個關(guān)系模式，R屬于第2NF，且每一個非主屬性都不傳遞依賴于主碼。學(xué)生（學(xué)號,姓名,性別，系號,系名,系主任）主碼：學(xué)號F={學(xué)號姓名,學(xué)號性別,學(xué)號系號,系號系名,系號系主任}F中邏輯蘊含傳遞函數(shù)依賴，學(xué)號系號，系號系名，導(dǎo)出學(xué)號系名對該關(guān)系分解。是一個合理的關(guān)系模式。（BCNF）對于一個關(guān)系模式R，R屬于第3范式，且除主屬性之外所有屬性都不傳遞也不部分依賴于主碼。4NF涉及到多值依賴，5NF涉及到連接依賴。二、模式分解的原則一事一地的原則，即一個關(guān)系描述一個實體或?qū)嶓w的聯(lián)系。三、模式分滿足的條件 分解能原樣的連接為一個實體。學(xué)生（學(xué)號,姓名,性別,系號）系（系號，系名，系主任）課程（課程號,課程名） 選課(學(xué)號,課程號,成績) 。 課后小結(jié)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計涉及到一個應(yīng)用系統(tǒng)需要幾個關(guān)系模式，關(guān)系模式之間的聯(lián)系有哪些？且每一個關(guān)系由幾個屬性構(gòu)成，每一個關(guān)系模式達(dá)到第幾范式，如果在dbms中進(jìn)行存儲的。一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的內(nèi)容 包括兩方面，一方面是結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計，另一方面是行為特性的設(shè)計。行為特性設(shè)計是對數(shù)據(jù)庫操作的設(shè)計，它是動態(tài)設(shè)計。三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段從總體來看，數(shù)據(jù)庫設(shè)計階段分為6個階段，分別是需求分析階段、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、數(shù)據(jù)庫實施階段以及數(shù)據(jù)庫運行和維護階段。一、需求分析步驟 需求分析必須從用戶的實際要求出發(fā)，且必須與用戶達(dá)成共識。畫出用戶活動圖。確定系統(tǒng)的處理范圍，標(biāo)明系統(tǒng)邊界。數(shù)據(jù)流圖就是一種從“數(shù)據(jù)”和“對數(shù)據(jù)的加工”兩方面表達(dá)系統(tǒng)工作過程的圖形表示法。圓或橢圓：表示加工單杠：表示數(shù)據(jù)文件方框：表示數(shù)據(jù)的源點或終點1)數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑，必須有流向。每個加工必須有名稱。4)數(shù)據(jù)源點或終點本系統(tǒng)外部的實體。二、需求分析方法需求分析方法中結(jié)構(gòu)化分析方法是一種簡單實用的方法。簡稱為SA。1）首先畫系統(tǒng)的輸入和輸出,先畫頂層數(shù)據(jù)流圖圖書管理員圖書借還系統(tǒng)圖書管理員2)畫系統(tǒng)內(nèi)部，即畫下層的數(shù)據(jù)流圖，一般從0開始編號，采用自頂向下、由外向內(nèi)的原則。1)命名不論是數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)文件還是加工，必須給它一個易于理解的名字。3)編號，按層次編號，,4)父圖與子圖的平衡，父圖的輸入與輸出必須與子圖的輸入與輸出一致。數(shù)據(jù)字典有以下4個條目，數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)項和基本加工。1)數(shù)據(jù)流條目=：定義+:組成|表示或……：表示重復(fù)..連接符借書記錄=讀者編號+圖書編號+借書日期2)數(shù)據(jù)文件條目對數(shù)據(jù)文件的定義，包括的文件名，數(shù)據(jù)組成和數(shù)據(jù)組織等。讀者編號=C(15)4)加工條目主要說明加工的功能及處理要求，三、需求分析的最終成果需求分析在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，繪制數(shù)據(jù)流圖，并寫出數(shù)據(jù)字典，最后撰寫需求分析規(guī)格說明書，作為下一階段的依據(jù)。采用4種策略：先定義全局概念結(jié)構(gòu)，然后逐步細(xì)化先定義局部，再集成為全局概念 結(jié)構(gòu)先定義核心的概念ER模型，然后集成擴充。矩形：表示實體菱形：表示聯(lián)系橢圓：表示屬性線段：連接實體與屬性1)先描述實體，并將實體的屬性繪制出來2)確定實體與實體之間的聯(lián)系類型，標(biāo)出聯(lián)系和聯(lián)系名稱。復(fù)習(xí)：？？？？數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典（DFD，DD）結(jié)構(gòu)化分析方法SA，需求分析階段的最終成果是需求分析規(guī)格說明書。ER圖的三要素,分別是實體，屬性和聯(lián)系，分別用矩形、橢圓，菱形。學(xué)生實體包括學(xué)號，姓名，性別，出生日期。學(xué)生選課時要記錄成績，教師授課要記錄學(xué)期。2)學(xué)生選課的局部ER圖，涉及到學(xué)生和課程實體。m1m1系別班級屬于1m學(xué)生教師所屬屬于系號系名系主任班號班名學(xué)號姓名性別出生日期電話郵政編碼郵箱教師號性別姓名號工資職稱圖1 組織結(jié)構(gòu)局部ER模型nm課程學(xué)生選修課號課程名學(xué)號姓名性別出生日期電話郵政編碼郵箱成績圖2 選課情況局部ER模型mnm課程講授課號課程名教師教師號性別姓名號工資職稱學(xué)期圖3 授課情況局部ER模型部門（部門號，部門名，負(fù)責(zé)人）出版社（出版社號，出版社名，所在城市，電話，聯(lián)系人）圖書(書號,書名，作者,類型，出版日期,數(shù)量,單價)讀者（借書證號,姓名，性別）有如下語義規(guī)則：一個出版社出版多種圖書，一種圖書由一個出版社出版，一個部門有多個讀者，一個讀者屬于一個部門，一個讀者可以借閱多種圖書，一種圖書可以由多個讀者借閱，讀者借書登記借書日期，還書時登記還書日期。 課 時 授 課 計 劃 第節(jié)班級 3,4計本10授課人屈武江日期周次 71室主任簽字課題名稱 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 教學(xué)目的掌握全局ER圖的繪制掌握概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式的原則和轉(zhuǎn)換方法 教學(xué)重點全局ER圖的繪制和關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換 教學(xué)難點全局ER圖的繪制和關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換 教學(xué)方法 講授與練習(xí)課堂環(huán)節(jié)組織教學(xué)導(dǎo)入新課講授新課鞏固新課布置作業(yè)時間分配(分)3’2’90’3’2’作業(yè)、復(fù)習(xí)內(nèi)容、要求：。二、總體概念ER模型設(shè)計在局部ER模型的基礎(chǔ)上，最終要得到系統(tǒng)的總體ER模型，即全局ER圖。2)多個局部ER圖逐步合并，即采用累加的方式合并。無論采用哪種方法，合并可分為兩步1)合并解決各局部ER圖之間的沖突問題，生成一個初步的全局ER圖。主要任務(wù)就是消除各種沖突。沖突的類型分為屬性沖突、結(jié)構(gòu)沖突和命名沖突1)屬性沖突屬性值域沖突，如年齡可以用數(shù)值表示，但也可以使用年月日。同一事物，不同的抽象，有的ER圖做為實體，有的作為屬性。同一實體在不同的應(yīng)用中屬性組成不同。同一聯(lián)系，在不同的應(yīng)用中出現(xiàn)不同的聯(lián)系類型。數(shù)量，單價,金額概念模型設(shè)計是成功地建立數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵，決定數(shù)據(jù)庫的總體邏輯結(jié)構(gòu)，如果設(shè)計不好就不能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫的效能。概念模型轉(zhuǎn)換為邏輯結(jié)構(gòu)的步驟:1)ER模型中的每一個實體都轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。系( 系號，系名，系主任)班級（班號,班名，班導(dǎo)師,系號）3)如果實體與實體之間是1:1的聯(lián)系，可以單獨轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，但一般情況下，是將任意一方的主鍵納入另一方即可。4)如果實體與實體之間的聯(lián)系是m:n。3 選課（學(xué)號,課程號,成績）第三方關(guān)系的主鍵是雙方主鍵的組合。有6個實體，存在3個1:1，3 個1:n，3個m:n的聯(lián)系，則轉(zhuǎn)換后共有（ ）個關(guān)系。如果沒有達(dá)到要進(jìn)行