《數據庫系統概論》---第二章 關系數據庫
來源：程序員人生 發布時間：2016-12-13 14:33:09 閱讀次數：4911次
1、概述
1.關系模型的組成
數據結構：2維表（關系），數據庫中全部數據和數據間的聯系都以關系來表示。
數據操作：增、刪、改、查
數據的束縛條件：實體完全性，參照完全性，用戶自定義的完全性。
2.關系的數據結構
域
·是1組既有相同數據類的值的集合，又稱值域。
·域中所包括值的個數稱為域的基數。
笛卡爾積
·所有域的所有取值的1個組合；不能重復
·笛卡爾積的表示方法
笛卡爾積可表示為1個2維表
表中的每行對應1個元祖，表中的每個列對應1個域
關系
R（D1，D2，...Dn）
R：關系名 n：關系的目或度
表的每行對應1個元組，表的每列對應1個域。由于域可以相同，為了加以辨別，必須對每列起1個名字，稱為屬性。n目關系必有n個屬性。
--元祖
關系中的元素是關系中的元祖，通經常使用t表示。
--關系的表示
關系也是1個2維表，表的每行對應1個組，表的每列對應1個域。
--屬性
關系中不同的列可以對應相同的域
3.定義關系模式
R(U, D, DOM, F)
R 關系名
U 組成該關系的屬性名集合
D 屬性組U中屬性所來自的域
DOM 屬性向域的映像集
F 屬性間的數據依賴關系
可簡記為 R（U） 或 R（A1，A2，...，An）
A1，A2，...，An 屬性名
關系模式
·關系模式是型，是穩定的
·關系是值 ，是動態的，隨時間不斷變化的
·關系模式是對關系的描寫
3類關系
·基本關系
實際存在的表，是實際存儲數據的邏輯表示
·查詢表
查詢結果對應的表
·視圖表
由基本表或其他視圖表導出的表，是虛表，不對應實際存儲的數據。
基本關系的性質
·列是同質的
·不同的列可出自同1個域，其中每個列稱為1個屬性，不同的屬性要給與不同的屬性名
·列的順序無所謂，列的次序可以交換
·任意兩個元祖的候選碼不能相同
·行的順序無所謂，行的次序可以交換
·份量必須取原子值
4.基本關系操作
查詢：選擇、投影、選擇、除、并、交、差
數據更新：插入、刪除、修改
查詢的表達能力是其中最重要的部份
選擇、投影、并、差、笛卡爾積是5種最基本的操作
關系操作的特點
集合操作方式：操作的對象和結果都是集合，1次1集合的方式
2、關系的完全性
碼
·候選碼
若關系中的某1屬性組的值能唯1地標識1個元組，則稱該屬性組為候選碼。
簡單的情況：候選碼只包括1個屬性
·全碼
最極真個情況：關系模式的所有屬性組是這個關系模式的候選碼，稱為全碼
·主碼
若1個關系有多個候選碼，則選定其中的1個作為主碼。每一個關系一定有且1個主碼。
·外碼
設F是基本關系R的1個或1組屬性，但不是關系R的碼。如果F與基本關系S的主碼Ks相對應，則稱F是基本關系R的外碼。
（基本關系R稱為參照關系；基本關系S稱為被參照關系或目標關系）
3類完全性束縛
實體完全性、參照完全性、用戶自定義完全性
1.實體完全性
實體完全性必須滿足
a.主屬性非空；b.主碼各不相同
2.參照完全性
如果關系R2的外碼F與R1的主碼p相對應，則R2中的每個元祖在F上的取值：
a.或為空值；b.或等于R1中某個元組的p值
3.用戶自定義的完全性
用戶針對具體的利用環境定義的完全性束縛條件。
例如：“成績”不能為負數，“性別”要求取值為“男”或“女”，“工齡”應當小于“年齡” 等。
3、關系代數
關系代數：將關系作為運算單位，用關系代數表達式表示的代數運算。
關系操作：傳統的集合運算和專門的關系運算
1.傳統的集合運算
除笛卡爾積外，要求參加運算的關系必須具有相容性。
定義：設給定兩個關系R、S，若滿足：
(1) 具有相同的度n，
(2) R中第i個屬性和S中第i個屬性來自同1個域，則說關系R、S是相容的。
a.并
b.差
R和S具有相同的目n，相應的屬性取自同1個域。
R-S ：仍為n目關系，由屬于R且不屬于S的元組組成。
c.交
d.笛卡爾積 R X S
R：n目關系，k1個元組 S：m目關系，k2個元組
R X S：
列：（m+n）列元祖； 行：k1 X k2 個元組
2.專門的關系運算
a.選擇；
選擇操作是根據某些條件對關系做水平分割，即選取符合條件的元組構成結果關系。
b.投影；
關系R上的投影是從R當選出若干屬性列組成新的關系。
·特點：
1) 在單個關系上進行
2) 從列的角度進行運算
3) 投影的列可按自己的要求的順序排列
·作用：
在關系當選擇某些需要的列，并按要求組成1個新關系。
注意：投影后取消了某些屬性列后，便可能出現重復行，應當刪除這些完全相同的行。所以投影以后，不但屬性減少了，元組也可能減少。
c.連接；
連接運算是從兩個關系的笛卡爾積當選取滿足連接條件的元組
記作：
其中A 和B 分別為 R 和 S 上度數相等且可比的屬性組。θ是比較運算符（> ≥ = < ≤ ≠）。
運算步驟：
1) 求笛卡爾積 R×S
2) 選擇其中滿足AθB的元組
特點：
1) 兩個關系參加運算，不1定有公共屬性
2) θ為“=”時，稱為等值連接
3) 結果關系中不去掉重復屬性
d.自然連接
自然連接與等值連接的區分：
自然連接中相等的份量必須是相同的屬性組，并且要在結果中去掉重復的屬性。
e.除法
