关系数据库语言SQL - 淮阴工学院计算机工程实验中 ….ppt

第3章 关系数据库的基本理论 冯万利 本章重要概念 (1) 基本概念 关系数据模型，关键码(主键和外键)，关系的定义和性质，三类完整性规则，ER模型到关系模型的转换规则，过程性语言与非过程性语言。 (2 ) 关系代数 五个基本操作，四个组合操作，七个扩充操作。 (3) 关系代数表达式的优化 关系代数表达式的等价及等价转换规则，启化式优化算法。 主要内容 3.1关系数据模型 3.1.1 关系模式 3.1.2 关系操作 3.2关系模型的完整性规则 3.2.1 关系的三类完整性约束 3.2.2 实体完整性 3.2.3 参照完整性 3.2.4 用户自定义完整性 3.3关系代数的基本运算 3.3.1 传统的集合运算 3.3.2 专门的关系运算 3.3.3 关系代数表达式及其应用实例 *3.4关系演算 元组关系演算 域关系演算 3.5 查询优化 3.5.1 查询优化的一般策略 3.5.2 代数表达式的等价变换规则 3.5.3 优化算法 3.1关系数据模型 3.1.1 关系模式 每个关系都有一个模式，称为关系模式(Relation Schema)，由一个关系名及它的所有属性名构成。 在关系模式中，字段称为属性，字段值称为属性值，记录类型称为关系模式。在图3.1中： 关系模式名是R 记录称为元组(tuple) 元组的集合称为关系(relation)或实例(instance) 一般用前面的大写英语字母A、B、C、…表示单个属性，用后面的大写字母…、W、X、Y、Z表示属性集，用小写字母表示属性值。 数据库技术的术语 关系模型的术语 关系具有的特点 ⑴ 关系(表)可以看成是由行和列交叉组成的二维表格。它表示的是一个实体集合。 ⑵ 表中一行称为一个元组，可用来表示实体集中的一个实体。 ⑶ 表中的列称为属性，给每一列起一个名称即属性名，表中的属性名不能相同。 ⑷ 列的取值范围称为域，同列具有相同的域，不同的列可有相同的域。 例如，SEX的取值范围是{M(男)，F(女)}，AGE为整数域。 ⑸ 表中任意两行(元组)不能相同。能惟一标识表中不同行的属性或属性组称为主键。 关系的性质 属性值是原子的，不可分解。 没有重复元组。 没有行序。 理论上没有列序，但一般使用时都有列序。 关键码和表之间的联系 超键：在一个关系中，能惟一标识元组的属性或属性集称为关系的超键。 候选键：如果一个属性集能惟一标识元组，且又不含有多余的属性，那么这个属性集称为关系的候选键。 主键：若一个关系中有多个候选键，则选其中的一个为关系的主键。 外键：若一个关系R中包含有另一个关系S的主键所对应的属性组F，则称F为R的外键。并称关系S为参照关系，关系R为依赖关系。 关系模式举例 例如，学生关系和系部关系分别为： 学生(SNO，SNAME，SEX，AGE，SDNO) 系部(SDNO，SDNAME，CHAIR) 学生关系的主键是SNO，系部关系的主键为SDNO，在学生关系中，SDNO是它的外键。 更确切地说，SDNO是系部表的主键，将它作为外键放在学生表中，实现两个表之间的联系。 在关系数据库中，表与表之间的联系就是通过公共属性实现的。 我们约定，在主键的属性下面加下划线，在外键的属性下面加波浪线。 关系模式、关系子模式和存储模式 例3.1 下图是一个教学模型的实体联系图。实体类型“学生”的属性SNO、SNAME、SEX、AGE、SDEPT分别表示学生的学号、姓名、性别、年龄和学生所在系部；实体类型“课程”的属性CNO、CNAME、CDEPT、TNAME分别表示课程号、课程名、课程所属系和任课教师。学生用S表示，课程用C表示。S和C之间有M:N的联系(一个学生可选多门课程，一门课程可以被多个学生选修)，联系类型SC的属性成绩用GRADE表示。右图表示的实体联系图(ER图)。 关系模式 该图表示的学生情况的部分转换成相应的关系模式为： S(SNO,SNAME,SEX,AGE,SDPET)关系模式S描述了学生的数据结构，它是下表中学生实体的关系模式。其中SNO，CNO为关系SC的主键，SNO、CNO又分别为关系SC的两个外键。 关系模式(9) 关系子模式 用户使用的数据不直接来自关系模式中的数据，而是从若干关系模式中抽取满足一定条件的数据构成关系子模式。关系子模式是用户所需数据结构的描述，其中包括这些数据来自哪些模式和应满足哪些条件。 例3.2 用户需要用到成绩子模式G(SNO,SNAME,CNO,GRADE)。子模式G对应的数据来源于表S和表SC，构造时应满足它们的SNO值相等。子模式G的构造过程如下图所示。 关系子模式 存储模式 描述关系是如何在物理存储