数据库技术与应用第一章

1、2022年年2月月27日日第第1页页2022年年2月月27日日第第2页页2022年年2月月27日日第第3页页l认真听课认真听课(不准睡觉、聊天、吃东西不准睡觉、聊天、吃东西)l做好笔记做好笔记l保证出勤保证出勤(不准迟到不准迟到)2022年年2月月27日日第第4页页第第1章章2022年年2月月27日日第第5页页2022年年2月月27日日第第6页页数据库技术的发展数据库技术的发展 1关系模型与关系数据库关系模型与关系数据库2数据库体系结构数据库体系结构3SQL Server 2005概述概述32022年年2月月27日日第第7页页l 数据和信息数据和信息2022年年2月月27日日第第8页页l数据是

2、数据库系统研究和处理的对象。数数据是数据库系统研究和处理的对象。数据与信息是不可分的，它们既有联系又有据与信息是不可分的，它们既有联系又有区别。区别。 l所谓数据，通常指用符号记录下来的、可所谓数据，通常指用符号记录下来的、可以识别的事物或对象。以识别的事物或对象。 l信息与数据之间存在着固有的联系：数据信息与数据之间存在着固有的联系：数据是信息的符号表示或称为载体；信息则是是信息的符号表示或称为载体；信息则是数据的内涵，是对数据语义的解释。数据的内涵，是对数据语义的解释。2022年年2月月27日日第第9页页l 数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加工数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加

3、工出一些新的数据，这些新的数据又表示了新的信出一些新的数据，这些新的数据又表示了新的信息。息。 l 数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作，这部分操作是数据处维护、检索、传送等操作，这部分操作是数据处理业务的基本环节，而且是任何数据处理业务中理业务的基本环节，而且是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。必不可少的共有部分。 l 数据处理是与数据管理相联系的，数据管理技术数据处理是与数据管理相联系的，数据管理技术的优劣，将直接影响数据处理的效率的优劣，将直接影响数据处理的效率2022年年2月月27日日第第10页页l Databa

4、se，简称，简称DB：是长期存储在计算机内、：是长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相互关联的数据集合。有组织的、统一管理的相互关联的数据集合。P3l 数据库具有以下特点：数据库具有以下特点：数据库可由人工或计算机建立、维护与使用。数据库可由人工或计算机建立、维护与使用。数据库是具有逻辑关系和确定意义的数据集合。数据库是具有逻辑关系和确定意义的数据集合。 可为可为各种用户共享，具有较小冗余度、数据间联系紧密而各种用户共享，具有较小冗余度、数据间联系紧密而又有较高的数据独立性。又有较高的数据独立性。针对明确应用目标设计、建立和加载针对明确应用目标设计、建立和加载表现了现实世界的某些方面。表现

5、了现实世界的某些方面。2022年年2月月27日日第第11页页lDatabase Management System，简称为，简称为DBMS。是位于用户与操作系统（。是位于用户与操作系统（OS）之）之间的一层数据管理软件，它为用户或应用间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问程序提供访问DB的方法，包括的方法，包括DB的建立、的建立、查询、更新及各种数据控制。查询、更新及各种数据控制。 用户2022年年2月月27日日第第12页页l数据定义功能数据定义功能l数据组织、存储与管理数据组织、存储与管理l数据操纵功能数据操纵功能l数据库建立与维护功能数据库建立与维护功能l其它功能其它功能2022

6、年年2月月27日日第第13页页lDatabase System，简称为，简称为DBS：是实现：是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统，即它是采用数据库技术资源组成的系统，即它是采用数据库技术的计算机系统。的计算机系统。l数据库系统由数据库、数据库管理系统数据库系统由数据库、数据库管理系统( (及及其开发工具其开发工具) )、应用系统、数据库管理员和、应用系统、数据库管理员和用户构成。用户构成。2022年年2月月27日日第第14页页用户用户用户用户应用程序应用程序数据库操

7、作数据库操作数据库操作数据库操作数据库管理员数据库管理员数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)操作系统操作系统数据库数据库2022年年2月月27日日第第15页页l数据库技术的定义：数据库技术的定义：l是由于数据管理任务的需要而产生、用于是由于数据管理任务的需要而产生、用于研究数据库的结构、存储、设计、管理和研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。使用的一门软件学科。2022年年2月月27日日第第16页页l在应用需求的推动下，在计算机硬件技术、在应用需求的推动下，在计算机硬件技术、软件技术快速发展的基础上，数据管理技软件技术快速发展的基础上，数据管理技术的发展经历了人工管理、文

8、件系统、数术的发展经历了人工管理、文件系统、数据库系统据库系统3个阶段。个阶段。 2022年年2月月27日日第第17页页l数据不保存在计算机内数据不保存在计算机内l没有专用的软件对数据进行管理没有专用的软件对数据进行管理l数据的组织方式须有程序人员自行设计安数据的组织方式须有程序人员自行设计安排排l数据不共享，也不具有独立性。数据不共享，也不具有独立性。2022年年2月月27日日第第18页页l20世纪世纪60年代，数据结构和数据管理技术年代，数据结构和数据管理技术迅速发展。这一阶段数据管理的特点：迅速发展。这一阶段数据管理的特点：数据长久保存数据长久保存由文件系统管理数据，但存在缺点：由文件系

9、统管理数据，但存在缺点：l共享性差共享性差l冗余度大冗余度大l数据独立性差数据独立性差应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数据集合数据集合1数据集合数据集合2数据集合数据集合n操作系统操作系统2022年年2月月27日日第第19页页l1970年美国年美国IBM公司的公司的E.F.Codd 连续发表连续发表论文，提出关系模型，奠定了关系数据库论文，提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。的理论基础。 此阶段数据管理的特点：此阶段数据管理的特点：数据结构化数据结构化数据共享性高、冗余度低、易扩充数据共享性高、冗余度低、易扩充数据独立性高数据独立性高数据由数据由DBMS统一管理和控

10、制统一管理和控制应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数据库数据库管理系统管理系统DBMS数据库数据库2022年年2月月27日日第第20页页l数据模型的有关概念数据模型的有关概念l实体实体-联系模型联系模型l关系模型关系模型2022年年2月月27日日第第21页页l模型（模型（Model）：是对现实世界某个对象）：是对现实世界某个对象特征的模拟与抽象。特征的模拟与抽象。l数据模型（数据模型（Data Model）：是对现实世界）：是对现实世界数据特征的抽象。数据特征的抽象。l数据库系统均基于某种数据模型。数据库系统均基于某种数据模型。l数据模型是数据库系统的核心与基础。数据模型是

11、数据库系统的核心与基础。2022年年2月月27日日第第22页页l数据模型需要满足：数据模型需要满足：能真实地模拟现实世界；能真实地模拟现实世界；容易理解；容易理解；便于计算机实现。便于计算机实现。l根据数据模型的不同应用目的，可划分为根据数据模型的不同应用目的，可划分为两类：两类：概念模型概念模型逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型概念模型概念模型逻辑模型逻辑模型现实世现实世界界认识抽象认识抽象转换转换描述信息结构，描述信息结构，独立于计算机系独立于计算机系统，如统，如ER模型模型面向面向DB的逻辑结构，的逻辑结构，与与DBMS相关，面向相关，面向用户，面向实现用户，面向实现2022年年2月月

12、27日日第第23页页l 数据模型由数据结构、数据操作和完整性数据模型由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。约束三部分组成。数据结构数据结构是指对实体类型和是指对实体类型和实体实体间联系的表间联系的表达和实现；达和实现；数据操作数据操作是指对数据库的检索和更新（包括是指对数据库的检索和更新（包括插入、删除和修改）两类操作；插入、删除和修改）两类操作；数据完整性约束数据完整性约束给出数据及其联系应具有的给出数据及其联系应具有的制约和依赖规则。制约和依赖规则。 2022年年2月月27日日第第24页页l数据描述：事物的特性数据描述：事物的特性计算机具体表示计算机具体表示.根据设计阶段，可分为三类

13、数据描述根据设计阶段，可分为三类数据描述概念设计中的数据描述（概念模型）概念设计中的数据描述（概念模型）逻辑设计中的数据描述（逻辑模型）逻辑设计中的数据描述（逻辑模型）物理设计中的数据描述（物理模型）物理设计中的数据描述（物理模型）2022年年2月月27日日第第25页页l 概念描述：根据用户的需求设计数据库的概念结概念描述：根据用户的需求设计数据库的概念结构，与具体的构，与具体的DBMS无关。无关。实体（实体（entity）：客观存在，可以相互区别的事物。客观存在，可以相互区别的事物。 实体集（实体集（entity set）：性质相同的同类实体的集合。性质相同的同类实体的集合。属性（属性（at

14、tribute）：实体每一个特性称为属性。每实体每一个特性称为属性。每个属性有一个值域。个属性有一个值域。 实体标识符（实体标识符（identifier）：能惟一标识实体的属性能惟一标识实体的属性或属性集，称为实体标识符。也称关键码（或属性集，称为实体标识符。也称关键码（key），），或简称为键。或简称为键。返回2022年年2月月27日日第第26页页l联系（联系（relationship）是实体之间的相互关）是实体之间的相互关系。与一个联系有关的实体集个数，称为系。与一个联系有关的实体集个数，称为联系的元数。联系的元数。l联系可用实体所组成的元组表示：联系可用实体所组成的元组表示：（e1,e2

15、,en）,当当n=2,称为二元联系。称为二元联系。l同一类型联系所组成的集合称为联系集：同一类型联系所组成的集合称为联系集：lR（E1,E2,En）l联系集是联系集是n(n2)个实体集上的数学关系。个实体集上的数学关系。2022年年2月月27日日第第27页页l一对一联系：一对一联系：如果实体集如果实体集E1中每个实体至中每个实体至多和实体集多和实体集E2中的一个实体有联系，反之中的一个实体有联系，反之亦然，那么实体集亦然，那么实体集E1和和E2的联系称为的联系称为“一一对一联系对一联系”，记为，记为“1:1”。乘客乘客座位座位E1E22022年年2月月27日日第第28页页l一对多联系：一对多联

16、系：如果实体集如果实体集E1中每个实体可中每个实体可以与实体集以与实体集E2中任意个（零个或多个）实中任意个（零个或多个）实体间有联系，而体间有联系，而E2中每个实体至多和中每个实体至多和E1中中一个实体有联系，那么称一个实体有联系，那么称E1对对E2的联系是的联系是“一对多联系一对多联系”，记为，记为“1:N”。E1E2班级班级学生学生2022年年2月月27日日第第29页页l多对多联系：多对多联系：如果实体集如果实体集E1中每个实体可中每个实体可以与实体集以与实体集E2中任意个（零个或多个）实中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么称体有联系，反之亦然，那么称E1和和E2的联的联系是

17、系是“多对多联系多对多联系”，记为，记为“M:N”。E1E2课程课程学生学生2022年年2月月27日日第第30页页班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系联系课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系班级班级组成组成学生学生1n1:n联系联系2022年年2月月27日日第第31页页飞机驾驶员1PN航行班次三元联系MN一元联系零件2022年年2月月27日日第第32页页l同一实体集内各实体之间也可以存在一对同一实体集内各实体之间也可以存在一对一、一对多、多对多的联系。一、一对多、多对多的联系。职工职工领导领导1n2022年年2月月27日日第第33页页l两个以上的实体集之间也存在一对一、一两个

18、以上的实体集之间也存在一对一、一对多、多对多的联系。对多、多对多的联系。课程课程讲授讲授教师教师1m参考书参考书n2022年年2月月27日日第第34页页l概念模型是对信息世界建模。概念模型是对信息世界建模。l概念模型常用的表示方法：实体概念模型常用的表示方法：实体-联系方法联系方法（Entity-Raletionship Approach）简称）简称E-R模型。模型。lE-R模型是用模型是用E-R图来描述现实世界的概念图来描述现实世界的概念模型。模型。2022年年2月月27日日第第35页页l矩形框：用于表示实体类型（考虑问题的矩形框：用于表示实体类型（考虑问题的对象）。对象）。l菱形框：用于表

19、示联系类型（实体间联菱形框：用于表示联系类型（实体间联系）。系）。l椭圆形框：用于表示实体类型和联系类型椭圆形框：用于表示实体类型和联系类型的属性。的属性。 惟一标识实体的属性：加下划线。惟一标识实体的属性：加下划线。2022年年2月月27日日第第36页页l 工程管理：根据需要向供应商订购零件，工程项工程管理：根据需要向供应商订购零件，工程项目需要供应商提供零件目需要供应商提供零件l 分析过程：分析过程：实体类型：零件实体类型：零件PART，工程项目，工程项目PROJECT，零件，零件供应商供应商SUPPLIER。确定联系类型：确定联系类型：PROJECT和和PART之间是之间是M:N联系，联

20、系，PART和和SUPPLIER之间也是之间也是M:N联系，分别命名为联系，分别命名为P_P和和P_S.确定实体类型和联系类型的属性。确定实体类型和联系类型的属性。把实体类型和联系类型组合成把实体类型和联系类型组合成ER图。图。确定实体类型的键。确定实体类型的键。2022年年2月月27日日第第37页页MN PROJECT SUPPLIER PART P_P_S PMNPART SUBPART 2022年年2月月27日日第第38页页 #JNAMEDATEJ PROJECT #PNAMECOLORWEIGHTP #SNAMESADDRS PART SUPPLIER TOTALQUANTITYP_S

21、MNP_PMN2022年年2月月27日日第第39页页l用用E-R图表示的银行委托储蓄业务的数据模图表示的银行委托储蓄业务的数据模型型:2022年年2月月27日日第第40页页lE-R方法是对客观现实世界的抽象工具方法是对客观现实世界的抽象工具lE-R模型独立于具体的模型独立于具体的DBMSlE-R模型是各种数据模型的基础模型是各种数据模型的基础2022年年2月月27日日第第41页页l字段（字段（field）：标记实体属性的命名单位称为）：标记实体属性的命名单位称为字段，或数据项。它是可以命名的最小信息单字段，或数据项。它是可以命名的最小信息单位，所以又称为数据元素或初等项。位，所以又称为数据元素

22、或初等项。 l记录（记录（record）：字段的有序集合称为记录。）：字段的有序集合称为记录。 l文件（文件（file）：同一类记录的集合称为文件。）：同一类记录的集合称为文件。 l关键码（关键码（key）：能惟一标识文件中每个记录）：能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集。（简称为键）的字段或字段集。（简称为键）2022年年2月月27日日第第42页页 概念设计概念设计逻辑设计逻辑设计 实体实体 记录记录 属性属性 字段（数据项）字段（数据项） 实体集实体集 文件文件 实体标识符实体标识符 关键码关键码2022年年2月月27日日第第43页页l 位（位（bitbit，比特）：一个二进制位称为，比

23、特）：一个二进制位称为“位位”。l 字节（字节（bytebyte）：）：8 8个比特称为一个字节。个比特称为一个字节。 l 字（字（wordword）：若干个字节组成一个字。一个字所含的）：若干个字节组成一个字。一个字所含的二进制位的位数称为字长。二进制位的位数称为字长。 l 块（块（blockblock）：又称物理块或物理记录。块是内存和）：又称物理块或物理记录。块是内存和外存交换信息的最小单位，块的大小，通常为外存交换信息的最小单位，块的大小，通常为2 21010221414字节。字节。 l 桶（桶（bucketbucket）：外存的逻辑单位，一个桶可以包含一）：外存的逻辑单位，一个桶可以

24、包含一个物理块或多个在空间上不一定连续的物理块。个物理块或多个在空间上不一定连续的物理块。 l 卷（卷（volumevolume）：一个输入输出设备所能装载的全部有）：一个输入输出设备所能装载的全部有用信息，称为用信息，称为“卷卷”。 2022年年2月月27日日第第44页页l目前数据库中常用的逻辑数据模型有；目前数据库中常用的逻辑数据模型有；层次模型层次模型(Hierarchical Model)网状模型网状模型(Network Model)关系模型关系模型(Relational Model)面向对象模型面向对象模型(Object Oriented Model)对象关系模型对象关系模型(Obj

25、ect Relational Model)2022年年2月月27日日第第45页页l近三十年来，关系数据库产品占有主导地近三十年来，关系数据库产品占有主导地位。位。l关系数据库系统采用关系模型作为数据的关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式。组织方式。l关系模型成为目前最重要的数据模型。关系模型成为目前最重要的数据模型。l当前，数据库领域的研究也是以关系方法当前，数据库领域的研究也是以关系方法为基础。为基础。2022年年2月月27日日第第46页页l 关系模型建立在严格关系模型建立在严格的数学概念基础上。的数学概念基础上。l 关系模型由一组关系关系模型由一组关系组成。组成。l 每个关系的数据

26、结构每个关系的数据结构是一张规范的二维表。是一张规范的二维表。 属性 学号 姓名 年龄 性别 籍贯 990027 胡 伟 22 男 湖南 990652 张春明 24 男 河北 991091 程会军 23 男 山西 990668 王 翌 22 女 四川 990675 贺正生 23 男 湖南 1525 地名集 男/女 4位汉字 8位数字 关系模式 元组 域 学生 关系 2022年年2月月27日日第第47页页l 关系关系(Relation)：即所说的规范的二维表。：即所说的规范的二维表。l 元组元组(Tuple)：表中的一行（一条记录）。：表中的一行（一条记录）。l 属性属性(Attribute)：

27、表中的一列。：表中的一列。l 码码(Key)：可惟一标识一个元组的属性组。：可惟一标识一个元组的属性组。l 域域(Domain)：属性的取值范围。：属性的取值范围。l 分量：元组中的一个属性值。分量：元组中的一个属性值。l 关系模式关系模式(Relation Schema)：对关系的描述。：对关系的描述。可表示为：可表示为：关系名关系名(属性属性1,属性属性2,属性属性3,)2022年年2月月27日日第第48页页l关系模型的优点：关系模型的优点：描述的一致性。描述的一致性。利用公共属性连接。利用公共属性连接。结构简单直观。结构简单直观。有严格的理论基础。有严格的理论基础。语言表达简练。语言表达

28、简练。l关系模型的缺点：关系模型的缺点：在查询，需要执行一系列操作，故执行时间较长。在查询，需要执行一系列操作，故执行时间较长。可采用优化技术来改善，用户不必考虑这此细节。可采用优化技术来改善，用户不必考虑这此细节。2022年年2月月27日日第第49页页l关系数据库应用数学方法处理数据库中的关系数据库应用数学方法处理数据库中的数据，这是深入研究关系模型的基础：数据，这是深入研究关系模型的基础：关系数据结构关系数据结构关系操作关系操作关系代数关系代数关系演算关系演算2022年年2月月27日日第第50页页l关系数据结构的形式化定义：关系数据结构的形式化定义：l域（域（Domain）：一组具有相同数

29、据类型的）：一组具有相同数据类型的值的集合。值的集合。l笛卡尔积（笛卡尔积（Cartesian Product）：）：给定一给定一组域组域D1，D2，D3，Dn，则这些域的笛卡，则这些域的笛卡尔积为：尔积为：D1D2D3Dn=(d1,d2,d3,dn)|diDj,i=1,2,n 2022年年2月月27日日第第51页页l在笛卡尔积中：在笛卡尔积中：每一个元组每一个元组(d1,d2,d3,dn)叫做一个叫做一个n元组，简元组，简称元组称元组(Tuple)。每个元素值每个元素值di叫做一个分量叫做一个分量(Compnent)。笛卡尔积的基数笛卡尔积的基数(元组个数元组个数)为为:1niiMm2022

30、年年2月月27日日第第52页页l笛卡尔积表示为一个二维表，表中的每行笛卡尔积表示为一个二维表，表中的每行对应一个元组，表中每一列值来自一个域。对应一个元组，表中每一列值来自一个域。2022年年2月月27日日第第53页页l关于学生选课，给出关于学生选课，给出3个域：个域：lD1：STUDENT=0105,0206,0312lD2：COURSE=COM,MAT,ENGlD3：TEACHER=WU,LIU,ZHANGl说出说出D1,D2,D3这这3个域的笛卡尔积的部分内个域的笛卡尔积的部分内容；容；l说出上述笛卡尔积的基数。说出上述笛卡尔积的基数。2022年年2月月27日日第第54页页l定义：定义：

31、D1D2Dn的子集称为在域的子集称为在域D1、D2 、， Dn上的关系，表示为：上的关系，表示为：R(D1,D2 , Dn)l其中：其中：n称为关系的目或度称为关系的目或度(Degree)。l因为关系是笛卡尔积的子集，因此关系也因为关系是笛卡尔积的子集，因此关系也是一个二维表。是一个二维表。2022年年2月月27日日第第55页页l 列是同质的。列是同质的。l 不同的列可出自同一个域，称其中的每一列为一不同的列可出自同一个域，称其中的每一列为一个属性，不同的属性要给予不同的属性名。个属性，不同的属性要给予不同的属性名。l 列的顺序无所谓。列的顺序无所谓。l 任意两个元组不能完全相同。任意两个元组

32、不能完全相同。l 行的顺序无所谓。行的顺序无所谓。l 分量必须取原子值。分量必须取原子值。 2022年年2月月27日日第第56页页l 超键（超键（Super Key）：在一个关系中，若某一属性集合的）：在一个关系中，若某一属性集合的值对不同的元组是不同的（因而可惟一地标识元组），则值对不同的元组是不同的（因而可惟一地标识元组），则称该属性集合为该关系的超关键字。称该属性集合为该关系的超关键字。l 候选键（候选键（Candidate Key）：如某一属性集合是超键，但）：如某一属性集合是超键，但去掉其中任一属性后就不再是超键了，这样的属性集合称去掉其中任一属性后就不再是超键了，这样的属性集合称为

33、候选键。为候选键。l 合成键（合成键（Composite Key）：某个候选键包含有多个属）：某个候选键包含有多个属性时，则称该候选键为合成键。性时，则称该候选键为合成键。2022年年2月月27日日第第57页页l 主键（主键（Primary Key）：当按关系组织物理文件时，通常）：当按关系组织物理文件时，通常选用一个候选键作为插入、删除、检索元组的操作变量。选用一个候选键作为插入、删除、检索元组的操作变量。被选用的候选键称为主键。被选用的候选键称为主键。l 侯选键的诸属性称为主属性，而不在其中的属性称为非主侯选键的诸属性称为主属性，而不在其中的属性称为非主属性。属性。l 外键（外键（Fore

34、ign Key）：如果关系）：如果关系R1的某一（些）属性的某一（些）属性A1不是不是R1的候选键，而是另一关系的候选键，而是另一关系R2的候选键，则称的候选键，则称A1为为R1的外键。的外键。R1称为参照关系，而称为参照关系，而R2称为目标关系。称为目标关系。l 外键提供了一种表示两个关系联系的方法。外键提供了一种表示两个关系联系的方法。2022年年2月月27日日第第58页页l采用关系模型作为数据的组织方式的数据采用关系模型作为数据的组织方式的数据库成为关系数据库。库成为关系数据库。(P13)l关系数据库有型与值之分：关系数据库有型与值之分：型（型（Type）指关系数据库的模式；）指关系数据

35、库的模式；值（值（Value）指关系数据库的值。）指关系数据库的值。l关系数据库模式与关系数据库的值通常统关系数据库模式与关系数据库的值通常统称为关系数据库。称为关系数据库。2022年年2月月27日日第第59页页l关系模型给出关系操作能力的说明：关系模型给出关系操作能力的说明：l关系模型中常用的关系操作包括：关系模型中常用的关系操作包括：查询（查询（Query）插入（插入（Insert）删除（删除（Delete）修改（修改（Update）2022年年2月月27日日第第60页页l关系的查询表达能力非常强，构成关系操关系的查询表达能力非常强，构成关系操作的最主要部分，其包括：作的最主要部分，其包括

36、：l基本运算：基本运算：并、交、差、笛卡尔积；并、交、差、笛卡尔积；l专门运算：专门运算：选择、投影、连接、除。选择、投影、连接、除。2022年年2月月27日日第第61页页l 关系运算中，基于代数的定义，称为关系代数。关系运算中，基于代数的定义，称为关系代数。l 关系代数是一种抽象的查询语言，它通过关系的关系代数是一种抽象的查询语言，它通过关系的运算来表达查询。运算来表达查询。l 关系代数的运算分为：关系代数的运算分为：l 传统的集合运算：并、交、差和笛卡尔积传统的集合运算：并、交、差和笛卡尔积l 专门的关系运算：选择、投影、连接和除专门的关系运算：选择、投影、连接和除2022年年2月月27日

37、日第第62页页运算符运算符含义含义集合运算符集合运算符并并差差交交广义笛卡尔积广义笛卡尔积专门的关系运算符专门的关系运算符选择选择投影投影 连接连接除除2022年年2月月27日日第第63页页运算符运算符含义含义比较运算符比较运算符 大于大于大于或等于大于或等于小于小于小于或等于小于或等于等于等于不等于不等于逻辑运算符逻辑运算符非非与与或或2022年年2月月27日日第第64页页l 并（并（Union） R1R2=ttR1tR2l 其结果仍为其结果仍为n元关系。任取元组元关系。任取元组t，当且仅当，当且仅当t属于属于R1或或t属属于于R2时，时，t属于属于R1R2。l 差（差（Difference

38、） R1R2=ttR1t R2l 其结果仍为其结果仍为n元关系。任取元组元关系。任取元组t，当且仅当，当且仅当t属于属于R1且且t不不属于属于R2时，时，t属于属于R1-R2 。2022年年2月月27日日第第65页页l交（交（Intersection） R1R2=ttR1tR2 或或R1R2= R1(R1R2)l其结果仍为其结果仍为n元关系。任取元组元关系。任取元组t，当且仅，当且仅当当t即属于即属于R1又属于又属于R2时，时，t属于属于R1R2 。2022年年2月月27日日第第66页页l 笛卡尔积（笛卡尔积（Cartesian Product）l 乘积的结果关系为一个乘积的结果关系为一个k1

39、+ k2列的新关系，新关列的新关系，新关系有系有n1n2个元组。个元组。l 当需要得到一个关系当需要得到一个关系R和其自身的广义笛卡尔乘和其自身的广义笛卡尔乘积时，必须引入积时，必须引入R 的别名，比如说的别名，比如说S 。把表达式。把表达式写为写为RS 或或SR。l 并、交以及乘积运算满足结合律，但差运算不满并、交以及乘积运算满足结合律，但差运算不满足结合律。足结合律。 1212 |,kkkkRSt ttttRtS 2022年年2月月27日日第第67页页2022年年2月月27日日第第68页页l求出满足条件的元组求出满足条件的元组l其中其中R关系名关系名F条件条件结果关系中满足条件的元组结果关

40、系中满足条件的元组 TRUEtFRttRF|2022年年2月月27日日第第69页页姓名姓名年龄年龄身高身高马志马志20179王巧云王巧云 45176孟凡孟凡32170秦乐秦乐12167 R)25(年龄关系R姓名姓名年龄年龄身高身高王巧云王巧云 45176孟凡孟凡321702022年年2月月27日日第第70页页l 对关系做垂直分解，对关系做垂直分解，即得到即得到R属性及的子集属性及的子集姓名姓名年龄年龄马志马志20王巧云王巧云 45孟凡孟凡32秦乐秦乐12姓名姓名年龄年龄身高身高马志马志20179王巧云王巧云 45176孟凡孟凡32170秦乐秦乐12167Rjiaa),.,(R),(身高姓名20

41、22年年2月月27日日第第71页页l选择笛卡儿积中满足条件的元组选择笛卡儿积中满足条件的元组l其中和分别为和上度数相等且可其中和分别为和上度数相等且可比的属性组。比的属性组。是比较运算符。连接运算从是比较运算符。连接运算从和的笛卡儿积和的笛卡儿积RxS中选取关系在中选取关系在属性组上的值与关系在属性组上值满属性组上的值与关系在属性组上值满足比较关系足比较关系的元组。的元组。 2022年年2月月27日日第第72页页l当当为为“”时的连接称为等值连接。它是时的连接称为等值连接。它是从关系与的笛卡儿积中选取，属从关系与的笛卡儿积中选取，属性值相等的那些元组。性值相等的那些元组。 2022年年2月月2

42、7日日第第73页页2022年年2月月27日日第第74页页l笛卡儿积的逆运算。笛卡儿积的逆运算。l其中其中:给定关系给定关系R(X,Y)和和S(Y,Z)，X、Y、Z为属性组。为属性组。R中的中的Y与与S中的可以有不同的中的可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。属性名，但必须出自相同的域集。Yx称为称为x在在R中的象集，中的象集，x=trX。)(| xrrrYSRtXtSR2022年年2月月27日日第第75页页课程课程语文语文数学数学姓名姓名张三张三李四李四王武王武姓名姓名课程课程张三张三语文语文张三张三数学数学李四李四语文语文学生关系(S)课程关系(C)学习关系(SC)SCC=张三物理意义：

43、求出选择了全部课程的学生。“张三”C是SC的集合的子集。2022年年2月月27日日第第76页页l数据库系统划分为三级数据库系统划分为三级用户级、概念级用户级、概念级和物理级，已获得举世公认。和物理级，已获得举世公认。l对应这三级模式，数据库系统由外模式、对应这三级模式，数据库系统由外模式、模式和内模式构成。模式和内模式构成。2022年年2月月27日日第第77页页lexternal schema：是用户所看见和使用的：是用户所看见和使用的局部数据的逻辑结构及其特征的描述。局部数据的逻辑结构及其特征的描述。l外模式是用户与数据库系统的接口。外模式是用户与数据库系统的接口。l也称为子模式，或用户模式

44、。也称为子模式，或用户模式。lDBMS提供提供DDL以定义子模式。以定义子模式。l用户使用数据操纵语言的语句对数据库进用户使用数据操纵语言的语句对数据库进行操作，即是对外模式的外部记录进行操行操作，即是对外模式的外部记录进行操作。作。2022年年2月月27日日第第78页页lschema：是数据库中全部数据的整体逻辑：是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。结构的描述。 l也称为概念模式或逻辑模式，它是所有用也称为概念模式或逻辑模式，它是所有用户的公共数据视图。户的公共数据视图。l模式位于数据库系统模式结构的中间层。模式位于数据库系统模式结构的中间层。l一个数据库只有一个模式，数据库模式是一个数据库只