第三章 关系数据库的理论基础 数据库原理与设计教学课件.pptVIP

第三章 关系数据库的理论基础 内容 关系数据库概述 关系运算 查询优化 学习要求 了解关系模型的基本概念及关系模型的完整性约束 ； 掌握关系代数的基本理论及计算方法。 掌握五种基本的关系运算方法； 掌握五种基本操作的关系实现方法； 根据给定的操作能写出关系表达式。 一、关系数据库概述 关系数据模型的概念与术语 关系数据操作 关系模型的四类完整性约束 1.关系数据模型的概念与术语 关系、元组、属性和域 关系、关系模式 关系模型、关系数据库 关键字 外部关键字 1.1 元组、属性和域 元组：表中的每一行称为一个元组，与一个实体对应，相当于记录。 属性：表中每一列称为一个属性。每个属性都有一个属性名。 分量：一个元组在一个属性上的值称为该元组在此属性上的分量。 域：每个属性所对应的值变化范围叫做属性的域。 1.2关系、关系模式 关系与关系名：整个表是一个关系。每个关系都有一个关系名，它与实体名相对应。若一个关系有n个属性构成，则称该关系为n元关系。 关系模式：关系的描述称为关系模式。由关系名及其所有属性名的集合构成。例如：教师（职工号,姓名,性别,职务,专业）。一个关系模式可以有多个关系。如，学生(学号,姓名,性别,出生日期,住址,电话)，一个大学就可能有多个学生表。 1.3 关系模型、关系数据库 关系模型：是所有的关系模式的集合。一个关系模型描述了若干实体及其相互联系，反映了对客观世界一部分的逻辑抽象。 关系数据库：对应于一个关系模型的所有关系的集合称为关系数据库。 举例 1.4 关键字 在给定的关系中，能用来唯一地标识一个元组的属性（组），称为给定关系的关键字(Key)。 可唯一标识关系中每一个元组的属性（组），而又不包含多余的属性，称为该关系的候选关键字(Candidate Key)。 若一个关系中有多个候选关键字，则选取其中一个为主关键字(Primary Key)。 关键字（续） 包含在候选关键字中的属性叫主属性。 主关键字在数据库设计中是一个很重要的概念，每个关系都必须选择一个候选关键字作为主关键字；对任一关系，主关键字一经选定，通常是不能随意改变的。 关键字举例 在关系模式：学生(学号,姓名,性别,出生日期,联系电话,家庭住址)中， “学号”、“姓名”（假设不存在同名同姓），“联系电话”（假定没有姐妹或兄弟在同一所学校）等，均为候选关键字； “学号”、“学号，姓名”等是关键字； 一般选“学号”为主关键字； “学号”、“姓名”、“联系电话”均为主属性。 结论 从上例中可看出：主关键字一定是候选关键字；候选关键字一定是关键字。 1.5 外部关键字 设有两个关系R和S，它们的共有属性X是关系S的关键字，但不是关系R的关键字，则称X为关系R的外部关键字或外部码(External Key)。 例如，有两个关系：职工(职工号,姓名,性别,年龄,部门号)部门(部门号,部门名) 在职工关系中，“部门号”不是关键字；在部门关系中，“部门号”是关键字；则称“部门号”是职工关系的外部关键字。 2. 关系数据操作 数据查询 一个关系内的数据查询 多个关系间的数据查询 数据插入 数据删除 数据修改(更新) 3. 关系模型的四类完整性约束 关系模型的完整性约束规则是对关系的某种约束条件，确保数据库中数据的正确性、一致性和有效性，防止错误的数据进入数据库中造成无效操作。完整性约束分为四类： 域完整性约束 实体完整性约束 参照完整性约束 用户自定义完整性约束 3.1 域完整性约束 域完整性(Domain Integrity)约束要求属性值必须取自其对应的值域；一个属性值能否为空值由其语义决定。 域完整性约束是最基本的约束。 域完整性约束可以通过数据定义来实现，如数据类型、数据宽度、默认值等就能限制域的范围。 3.2 实体完整性约束 实体完整性（Entity Integrity）约束的规则是：主关键字值必须是唯一的，且不能为空值。 这一规则规定了关系中不能有重复的元组，不存在没有被标识的元组。 实体完整性约束可通过设置主关键字来实现。 实体完整性约束（续） 这一规则的理论依据有： 一个关系通常对应现实世界的一个实体集； 现实世界的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识； 在关系模型中主关键字作为唯一性标识； 如果主关键字取空值，说明存在某个不可标识的实体，所以主关键字不能取空值。 3.3 参照完整性约束 参照完整性(Referential Integrity)约束又称为引用完整性。 参照完整性约束规则：设有两个关系R和S，属性（组）A是S的候选关键字，是R的外部关键字，则对于R中的A的取值只有两种可能性： 取空值。 等于S中某个元组的关键字值。 参照完整性约束（续） 例如，前面职工关系中的部门号只能取两种值： 空值，说明该