第一章 数据模型与数据库系统

第一章数据模型与数据库系统1第1页，课件共117页，创作于2023年2月教材及参考书数据库系统基础高级篇（第5版）人民邮电出版社李建中：数据库系统原理教程（第二版）数据库系统概念，Abraham，Silberschatz等著，杨冬青译，机械工业出版社萨师煊，王珊：数据库系统概论，高等教育出版社王能斌：数据库系统原理教程（上、下），电子工业出版社

2第2页，课件共117页，创作于2023年2月什么是数据库20世纪60年代开始，经历3代演变第一代：层次和网状数据库系统第二代：关系数据库系统前两代：源于商业事务处理（银行、飞机定票）新数据库应用：工程数据库应用、地理信息系统、多媒体信息系统、科学与统计数据库第三代：支持Internet/Web应用。3第3页，课件共117页，创作于2023年2月数据库技术发展趋势数据库行业的一个趋势就是快速数据库管理系统的版本更新下一个巨大的趋势就是:复杂度。这个趋势是被新版本中所有新的特性和功能所带来的异构也是一个问题另一个达成共识的趋势就是正在不断加强的网络上的数据，现代的支持网络的数据库管理系统支持Java，.NET，XML，以及其他一些网络技术。4第4页，课件共117页，创作于2023年2月MicrosoftAccess2000*MicrosoftSQLServer2000*

Oracle8i,9i,10g,11gDB2,InformixSybasefoxproOpenSourceMySQLPostgreSQL*产品与工具5第5页，课件共117页，创作于2023年2月MicrosoftVisualStudio6.0VB*,VCMicrosoftVisualStudio.NETC#*,VB.net,VC.netBolandDelphiBoland

C++BuilderBoland

JBuilder产品与工具6第6页，课件共117页，创作于2023年2月几种主要数据库管理系统DB2、INFORMIXORACLESYBASESQLSERVER7第7页，课件共117页，创作于2023年2月学习目的掌握数据库系统的基本概念理解数据库技术的原理和技术掌握数据库系统的设计和开发方法了解数据库技术的发展方向能熟练使用1-2种主流数据库管理系统8第8页，课件共117页，创作于2023年2月教学内容安排（1）

第一部分：数据库理论第一章：数据模型与数据库系统第二章：SQL第三章：关系数据理论第四章：数据库设计第五章：事务处理技术9第9页，课件共117页，创作于2023年2月教学内容安排（1）

第二部分：数据库应用第六章：XML技术和ORACLE介绍云计算简介10第10页，课件共117页，创作于2023年2月教学内容安排(2)

第三部分：数据库新技术第七章：数据挖掘与数据仓库第八章：面向对象与对象关系数据库第九章：分布式数据库第十章：并行数据库第十一章：WEB数据库11第11页，课件共117页，创作于2023年2月第一部分：数据库理论第一章数据模型与数据库系统12第12页，课件共117页，创作于2023年2月利用你的数据库方面的知识思考几个问题你接触过哪些商用的数据库管理系统产品？会使用哪些工具？会使用数据库语言的哪些命令？会实现哪些功能？根据你对数据库系统知识的理解及实际经验，你觉得商用数据库系统产品应该提供哪些功能？数据库系统的体系结构、组成与特点?关系模型的三要素?数据库的三级模式如何支持程序与数据的逻辑独立性与物理独立性？13第13页，课件共117页，创作于2023年2月第一章数据模型与数据库系统1.1数据库技术的研究意义1.2数据库系统结构及组成1.3数据模型1.4数据库技术的研究领域及发展趋势1.5关系数据库系统14第14页，课件共117页，创作于2023年2月引言1963年，美国Honeywell公司的IDS（IntegratedDataStore）系统投入运行，揭开了数据库技术的序幕。20世纪70年代是数据库蓬勃发展的年代，网状系统和层次系统占据了整个数据库商用市场，而关系系统仅处于实验阶段。20世纪80年代，关系系统由于使用简便以及硬件性能的改善，逐步代替网状系统和层次系统占领了市场。20世纪90年代，关系数据库已成为数据库技术的主流。进入21世纪以后，无论是市场的需求还是技术条件的成熟，对象数据库技术、网络数据库技术的推广和普及已成定局。15第15页，课件共117页，创作于2023年2月1.1数据库技术的研究意义数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支用于数据挖掘和知识提取。是信息科学和其他相关科学的基础16第16页，课件共117页，创作于2023年2月1.1数据库技术的研究意义（续)数据库应用领域电子商务、网上购物电子政务MIS(ManagementInformationSystem，管理信息系统)OA(OfficeAutomation，办公自动化系统，网上办公)DSS(DecisionSupportSystem，决策支持系统)GIS(GeographyInformationSystem，地理信息系统)17第17页，课件共117页，创作于2023年2月数据库应用领域（续）ERP（EnterpriseResourcesPlanning，企业资源计划）DW(DataWarehouse，数据仓库、数据挖掘）远程教育系统计算机辅助设计网络中动态数据库移动数据库(无线技术、移动通信、GPS、嵌入式控制设备)18第18页，课件共117页，创作于2023年2月1.1数据库技术的研究意义（续)市场前景无所不在的数据管理EverythingOverDB?19第19页，课件共117页，创作于2023年2月第一章数据模型与数据库系统1.1数据库技术的研究意义1.2数据库系统的结构及组成1.3数据模型1.4数据库技术的研究领域及发展趋势1.5关系数据库系统20第20页，课件共117页，创作于2023年2月1.2数据库系统的结构及组成

21第21页，课件共117页，创作于2023年2月数据库的特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存可为各种用户共享冗余度较小数据独立性较高易扩展22第22页，课件共117页，创作于2023年2月学号姓名性别系别年龄住址出身学位学分补贴学籍科房产科人事科劳资科23第23页，课件共117页，创作于2023年2月数据库用户应用系统应用开发工具DBMS操作系统数据库管理员DBA数据库系统构成应用程序员JB,VB,VCDELPHIOracle,Db2,Sybase,SQLServer,Informix24第24页，课件共117页，创作于2023年2月DBS的全局结构25第25页，课件共117页，创作于2023年2月硬件操作系统DBMS应用软件开发工具应用系统数据库系统地位26第26页，课件共117页，创作于2023年2月DBA的职责定义数据库定义存取方法和存储结构授予用户不同的等级权限规定完整性的约束条件作为一个中介和用户进行交互监视系统的运行并对请求做出相应的反应。27第27页，课件共117页，创作于2023年2月安装和升级数据库服务器（如Oracle、MicrosoftSQLserver），以及应用程序工具监控和优化数据库的性能。制定数据库备份计划，灾难出现时对数据库信息进行恢复维护适当介质上的存档或者备份数据备份和恢复数据库联系数据库系统的生产厂商，跟踪技术信息28第28页，课件共117页，创作于2023年2月数据库系统的结构数据库内模式模式外模式2外模式3外模式1应用A应用B应用C应用D应用E外模式/模式映象模式/内模式映象29第29页，课件共117页，创作于2023年2月数据和程序的相互独立性

数据和使用它的程序之间不存在相互依赖关系。数据的逻辑结构、存储结构和存取方法等不随应用程序的改变而改变，反之亦然。数据的独立性实质是数据库三种模式（模式、内模式和外模式）之间的独立性。数据独立性分两种：物理独立性：指数据的物理结构（即存储结构）的改变，如物理存储设备的改变、位置和存取方法的改变，不影响数据库的逻辑结构，也不引起应用程序的修改。逻辑独立性：指数据库逻辑结构的改变，如修改数据定义、改变数据之间的关系，无需修改原来的应用程序。30第30页，课件共117页，创作于2023年2月数据库系统的体系结构单用户数据库系统DB31第31页，课件共117页，创作于2023年2月1.单用户数据库系统整个数据库系统(应用程序、DBMS、数据)装在一台计算机上，为一个用户独占，不同机器之间不能共享数据早期的最简单的数据库系统32第32页，课件共117页，创作于2023年2月数据库系统的体系结构主从式数据库系统主机DB终端终端终端终端DBMS应用程序33第33页，课件共117页，创作于2023年2月2.主从式结构的数据库系统一个主机带多个终端的多用户结构数据库系统，包括应用程序、DBMS、数据，都集中存放在主机上，所有处理任务都由主机来完成各个用户通过主机的终端并发地存取数据库，共享数据资源34第34页，课件共117页，创作于2023年2月主从式结构的数据库系统优点易于管理、控制与维护缺点当终端用户数目增加到一定程度后，主机的任务会过分繁重，成为瓶颈，从而使系统性能下降系统的可靠性依赖主机,当主机出现故障时，整个系统都不能使用35第35页，课件共117页，创作于2023年2月数据库系统的体系结构C/S应用模式网络服务器DB客户机客户机客户机客户机应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序36第36页，课件共117页，创作于2023年2月3．C／S结构的数据库系统客户／服务器把DBMS功能和应用分开网络中某个（些）结点上的计算机专门用于执行DBMS功能，称为数据库服务器，简称服务器其他结点上的计算机安装DBMS的外围应用开发工具，用户的应用系统，称为客户机37第37页，课件共117页，创作于2023年2月客户／服务器数据库系统的种类集中的服务器结构一台数据库服务器，多台客户机分布的服务器结构在网络中有多台数据库服务器分布的服务器结构是客户／服务器与分布式数据库的结合38第38页，课件共117页，创作于2023年2月客户／服务器结构的优点客户端的用户请求被传送到数据库服务器，数据库服务器进行处理后，只将结果返回给用户，从而显著减少了数据传输量数据库更加开放客户与服务器一般都能在多种不同的硬件和软件平台上运行可以使用不同厂商的数据库应用开发工具39第39页，课件共117页，创作于2023年2月客户／服务器结构的缺点“胖客户”问题：系统安装复杂，工作量大应用维护困难，难于保密，造成安全性差相同的应用程序要重复安装在每一台客户机上，从系统总体来看，大大浪费了系统资源系统规模达到数百数千台客户机，它们的硬件配置、操作系统又常常不同，要为每一个客户机安装应用程序和相应的工具模块，其安装维护代价便不可接受了40第40页，课件共117页，创作于2023年2月数据库系统的体系结构B/S应用模式网络服务器DB客户机客户机客户机客户机应用程序浏览器浏览器浏览器浏览器WebDBMS41第41页，课件共117页，创作于2023年2月浏览器/应用服务器/数据库服务器结构B/S客户端：浏览器软件、用户界面浏览器的界面统一，广大用户容易掌握大大减少了培训时间与费用服务器端分为两部分：Web服务器、应用服务器数据库服务器等大大减少了系统开发和维护代价能够支持数万甚至更多的用户42第42页，课件共117页，创作于2023年2月数据库系统的体系结构分布式数据库系统DB43第43页，课件共117页，创作于2023年2月4.分布式结构的数据库系统数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上网络中的每个结点都可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应用同时也可以同时存取和处理多个异地数据库中的数据，执行全局应用44第44页，课件共117页，创作于2023年2月分布式结构的数据库系统优点适应了地理上分散的公司、团体和组织对于数据库应用的需求缺点数据的分布存放给数据的处理、管理与维护带来困难当用户需要经常访问远程数据时，系统效率会明显地受到网络传输的制约45第45页，课件共117页，创作于2023年2月第一章数据模型与数据库系统1.1数据库技术的研究意义1.2数据库系统结构及组成1.3数据模型1.4数据库技术的研究领域及发展趋势1.5关系数据库系统46第46页，课件共117页，创作于2023年2月1.3数据模型47第47页，课件共117页，创作于2023年2月数据描述1.数据描述的三个领域现实世界存在于人们头脑之外的客观世界信息世界现实世界在人们头脑中的反映，人们把它用文字和符号记载下来机器世界信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储48第48页，课件共117页，创作于2023年2月对象的抽象过程第一级抽象现实世界信息世界概念模型机器世界数据模型第二级抽象事物个体 实体 记录事物总体 实体集 文件(表)特征 属性 字段/属性事物间联系 实体模型 文件(表)认识抽象转换49第49页，课件共117页，创作于2023年2月数据模型的定义在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现50第50页，课件共117页，创作于2023年2月数据模型分成两个不同的层次(1)概念模型（信息模型）：是按用户的观点对数据和信息建模。(2)结构数据模型：主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。客观对象的抽象过程---两步抽象现实世界中的客观对象抽象为概念模型；把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。51第51页，课件共117页，创作于2023年2月概念数据模型概念模型的用途按用户的观点来对数据和信息建模概念模型用于信息世界的建模是现实世界到机器世界的一个中间层次是数据库设计的有力工具数据库设计人员和用户之间进行交流的语言52第52页，课件共117页，创作于2023年2月主要术语实体：客观存在并互相区分的事物。属性：实体所具有的某一特性。码：唯一识别实体集中每个实体的属性或属性组域：属性取值的变化范围。实体型：性质相同的同类实体。表示方法：实体名（属性名，……）实体集：性质相同的同型实体的集合。联系：实体之间的关系（1:1,1:N,M:N）53第53页，课件共117页，创作于2023年2月概念模型的表示方法：实体－联系模型（E-R模型）E-R模型于1976年提出的从现实世界抽象出实体及实体间联系，用E-R图表示E-R图中的四个基本成分矩形框，表示实体类型菱形框，表示联系类型椭圆形框，表示实体类型和联系类型的属性直线，联系类型与其涉及的实体类型之间以直线连接，并在直线端部标上联系的种类(1:1,1:N,M:N)ER-WIN工具54第54页，课件共117页，创作于2023年2月E-R图实例职工号姓名性别年龄职称书号书名简介价格课程名学分课程号专业系班编号成绩学员学号姓名性别年龄教师参考书讲授课程mn1选修mn领导1n学生组成班级n1实体集联系属性55第55页，课件共117页，创作于2023年2月复合属性用椭圆形表示，并用直线连接到实体，同时组成复合属性的简单属性连接到复合属性上多值属性用双线连接到实体emp_addresscitystatestaddresseidEmployeeszipcodehobbies56第56页，课件共117页，创作于2023年2月结构数据模型数据模型=数据结构(静态：对象、联系)+数据操作(动态：检索、更新)+完整性约束(条件：正确、有效、相容)57第57页，课件共117页，创作于2023年2月一、数据结构（主要术语）关系（Relation）：一张表元组（Tuple）：表中的一行属性（Attribute）：表中的一列主码（Key）：表中的某个属性组，唯一确定某元组域（Domain）：属性的取值范围分量：元组中的一个属性值关系模式：对关系的描述关系名（属性1，属性2，…，属性n）实体、实体之间联系——关系描述规范化：关系必须满足一定条件（范式）58第58页，课件共117页，创作于2023年2月二、数据操作数据操作：检索、更新（插入、删除、修改）特点：数据操作是集合操作：操作对象、结果都是关系，即若干元组的集合。数据的独立性：存取路径隐蔽三、完整性约束关系的完整性约束（三类）：实体、参照、用户自定义59第59页，课件共117页，创作于2023年2月四种(逻辑)数据模型基于树的层次模型（HierarchicalModel）基于图的网状模型（NetworkModel）基于表的关系模型（RelationalModel）

基于对象的面向对象模型（ObjectOrientedModel）OOOR60第60页，课件共117页，创作于2023年2月层次模型网状模型关系模型面向对象模型创始1968年IBM公司的IMS系统1969年CODASYL的DBTG报告(71年通过)1970年F.Codd提出关系模型20世纪80年代数据结构复杂（树结构）复杂（有向图结构）简单（二维表）复杂（嵌套递归）数据联系通过指针通过指针通过表间的公共属性通过对象标识查询语言过程性语言过程性语言非过程性语言面向对象语言典型产品IMSIDS/ⅡIMAGE/3000IDMSTOTALOracleSybaseDB2SQLServerInformixONTOSDB盛行期20世纪70年代70年代至80年代中期80年代至现在90年代至现在四种逻辑数据模型的比较61第61页，课件共117页，创作于2023年2月第一章数据模型与数据库系统1.1数据库技术的研究意义1.2数据库系统结构及组成1.3数据模型1.4数据库技术的研究领域及发展趋势1.5关系数据库系统62第62页，课件共117页，创作于2023年2月数据库新技术新的数据库管理系统面向对象数据库对象-关系数据库并行数据库分布式数据库新的数据库应用数据仓库数据挖掘OLAP63第63页，课件共117页，创作于2023年2月特种数据库时态数据库移动数据库主动数据库模糊数据库实时数据库空间数据库Web数据库XML数据库管理被处理事件的历史性信息管理数据库系统中元事件的时态信息分布式数据库的扩展数据库+无线网络即时性+就地性手机、汽车、PDA...被动服务：命令驱动主动服务：事件驱动实时监控系统，异常情况主动处理...处理模糊对象模糊≠糊涂模糊专家系统，模拟计算...支持对数据的“定时”存取和对“短暂有效”数据的存取。工厂生产过程控制、证券交易、雷达跟踪...几何数据空间查询64第64页，课件共117页，创作于2023年2月面向对象数据库(OODB）面向对象数据库系统是数据库技术与面向对象技术相结合的产物.同传统的关系数据库系统相比具有处理多媒体数据、复杂对象的能力,因而更适用于涉及多媒体数据、时态数据、空间数据、复杂对象的数据库等新的应用领域.由于关系数据库在传统数据库应用领域仍占据主导地位,因而将二者结合,发展一种分布式对象关系数据库是未来的趋势.65第65页，课件共117页，创作于2023年2月智能数据库(IDB)人工智能(AI)和数据库技术相结合是数据技术未来发展的方向.一个智能数据库至少应同时具备演绎能力和主动能力,即IDB应具有下列特点:

(1)提供表达各种形式的应用知识的手段;

(2)为用户象专家系统一样提供解释;

(3)主动规则,恰当地为快速变化作出反应;

(4)更普遍,更灵活地实现完整性控制、安全性控制、导出数据处理、报警等.66第66页，课件共117页，创作于2023年2月信息集成传统的异构数据库系统的集成.

Web信息集成(泛数据研究的时代)

随着Internet的飞速发展,网络迅速成为一种重要的信息传播和交换的手段,尤其是在Web上,有着极其丰富的数据来源.如何获取Web上的有用数据并加以综合利用,即构建Web信息集成系统,成为一个引起广泛关注的研究领域.67第67页，课件共117页，创作于2023年2月数据仓库、数据挖掘、智能决策随着计算机网络技术及Internet应用的日趋普及,势必要求数据库系统的应用平台向Web平台迁移,最终达到全球数据信息共享的目的.数据仓库、数据挖掘是目前发展极为迅速的一个研究领域数据仓库是面向主题的、稳定的、综合的随时间变化的数据集合。68第68页，课件共117页，创作于2023年2月数据流管理测量和监控复杂的动态的现象,如远程通信、Web应用、金融事务、大气情况等，产生了大量、不间断的数据流。数据流处理对数据库、系统、算法、网络和其他计算机科学领域的技术挑战已经开始显露，这是数据库界一个活跃的研究领域,包括新的流操作、SQL扩展、查询优化方法、操作调度技术等。69第69页，课件共117页，创作于2023年2月XML数据管理目前大量的XML数据以文本文档的方式存储,难以支持复杂高效的查询，用传统数据库存储XML数据的问题在于模式映射带来的效率下降和语义丢失。

XML数据是半结构化的，这样就给XML数据库中的存储系统带来更大的灵活性，同时，带来了更大的挑战。恰当的记录划分和簇聚，能够减少I/O次数，提高查询效率。

研究不同存储粒度对查询的支持也是XML存储面临的一个关键性问题。70第70页，课件共117页，创作于2023年2月移动数据管理用户不再需要固定地联接在某一个网络中不变,而是可以携带移动计算机自由地移动。这样的计算环境,称之为移动计算。研究移动计算环境中的数据管理技术，已成为目前分布式数据库研究的一个新的方向，即移动数据库技术。与基于固定网络的传统分布计算环境相比,移动计算环境具有以下特点:移动性、频繁断接性、带宽多样性、网络通信的非对称性、移动计算机的电源能力、可靠性要求较低和可伸缩性等。71第71页，课件共117页，创作于2023年2月微小型数据库技术随着移动计算时代的到来，嵌入式操作系统对微小型数据库系统的需求，为数据库技术开辟了新的发展空间，微小型数据库技术目前已经从研究领域逐步走向应用领域。随着智能移动终端的普及,人们对移动数据实时处理和管理要求也不断提高，嵌入式移动数据库越来越体现出其优越性,从而被学界和业界所重视。

72第72页，课件共117页，创作于2023年2月传感器数据库技术随着微电子技术的发展,传感器的应用越来越广泛.可以使小鸟携带传感器,根据传感器在一定的范围内发回的数据定位小鸟的位置,从而进行其他的研究;还可以在汽车等运输工具中安装传感器,从而掌握其位置信息;甚至于微型的无人间谍飞机上也开始携带传感器,在一定的范围内收集有用的信息,并且将其发回到指挥中心。传感器网络越来越多地应用于对很多新应用的监测和监控。73第73页，课件共117页，创作于2023年2月网格数据管理网格是把整个网络整合成一个虚拟的巨大的超级计算环境，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源和专家资源的全面共享，目的是解决多机构虚拟组织中的资源共享和协同工作问题。在网格环境中,不论用户工作在何种“客户端”上,系统均能根据用户的实际需求，利用开发工具和调度服务机制，向用户提供优化整合后的协同计算资源，并按用户的个性提供及时的服务。按照应用层次的不同可以把网格分为3种:计算网格,提供高性能计算机系统的共享存取；数据网格,提供数据库和文件系统的共享存取；信息服务网格，则支持应用软件和信息资源的共享存取。74第74页，课件共117页，创作于2023年2月云计算技术云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。75第75页，课件共117页，创作于2023年2月在动态、多机构参与的虚拟组织中协同共享资源和求解问题同时使用多种计算资源解决计算问题的过程

将需要巨大计算能力的问题分成许多小部分进行处理，最后综合结果分布式计算

并行计算网格计算

云计算76第76页，课件共117页，创作于2023年2月第一章数据模型与数据库系统1.1数据库技术的研究意义1.2数据库系统结构及组成1.3数据模型1.4数据库技术的研究领域及发展趋势1.5关系数据库系统77第77页，课件共117页，创作于2023年2月1.5关系数据库系统78第78页，课件共117页，创作于2023年2月关系数据库简介美国IBM公司的E.F.Codd1970年提出关系数据模型E.F.Codd于70年代初提出关系数据理论，他因此获得1981年的ACM图灵奖关系理论是建立在集合代数理论基础上的，有着坚实的数学基础80年代后，关系数据库系统成为最重要、最流行的数据库系统79第79页，课件共117页，创作于2023年2月关系数据库简介典型实验系统SystemR：由IBM研制UniversityINGRES：由加州Berkeley分校研制典型商用系统ORACLE、SYBASE、INFORMIX、DB2、SQLSERVER、INGRESAccess，Foxpro，Foxbase80第80页，课件共117页，创作于2023年2月关系数据语言的种类关系代数语言关系演算语言：用谓词来表达查询要求具有关系代数和关系演算双重特点的语言典型代表：SQL81第81页，课件共117页，创作于2023年2月1、实体完整性实体完整性规则：若属性A是关系R的主属性，则属性A不能取空值82第82页，课件共117页，创作于2023年2月2、参照完整性在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的，因此可能存在着关系与关系间的引用外码：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码。R称为参照关系，S称为被参照关系参照完整性规则：参照关系中的外码或者为空，或者为被参照关系的某个元组的主码值。83第83页，课件共117页，创作于2023年2月关系模型供应商号供应商名所在城市B01红星北京S10宇宙上海T20黎明天津Z01立新重庆零件号颜色供应商号010红B01312白S10201蓝T20今要向关系P中插入新行，新行的值分别列出如下。哪些行能够插入？A．(‘037’，‘绿’，null)B．(null，‘黄’，‘T20’)C．(‘201’，‘红’，‘T20’)D．(‘105’，‘蓝’，‘B01’)E．(‘101’，‘黄’，‘T11’)零件关系P（主码是“零件号”，外码是“供应商号”）供应商关系S（主码是“供应商号”）84第84页，课件共117页，创作于2023年2月关系代数数据库的核心应用是数据库的查询关系代数是一种抽象的查询语言通过对关系的运算来表达查询运算的三个要素：运算对象、运算符、运算结果关系代数运算：运算对象：关系运算结果：关系运算符：四类85第85页，课件共117页，创作于2023年2月关系代数运算符集合运算符∪-∩×并差交广义笛卡尔积比较运算符＞≥＜≤＝≠大于大于等于小于小于等于等于不等于运算符含义运算符含义专门的关系运算符σπ

÷选择投影连接除逻辑运算符

∧∨非与或运算符含义运算符含义86第86页，课件共117页，创作于2023年2月差运算ABC367257723443RABC345723SABC367257443R－SABC367S－R87第87页，课件共117页，创作于2023年2月关系代数—投影Projection(π)从关系R中选择若干属性（列）组成新的关系πA1,A2,…,An(R)

＝{t[A1,A2,…,An]|t∈R}88第88页，课件共117页，创作于2023年2月关系代数—选择Selection(σ)从关系R中选择符合条件的元组构成新的关系σF(R),表示从R中选择满足条件F的元组σF(R)＝{t|t∈R∧F(t)=‘真’}F：选择条件，是一个逻辑表达式，行的运算关系代数σ89第89页，课件共117页，创作于2023年2月关系代数—连接()θ是一个关于属性集的逻辑表达式R

S={|tR∈R∧tS∈S∧tR[A]θtS[B]}

A和B：分别为R和S上度数相等且可比的属性组θ：比较运算符

AθB关系代数trts90第90页，课件共117页，创作于2023年2月

连接(续)

两类常用连接运算等值连接θ为“＝”的连接运算称为等值连接

等值连接的含义：从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A、B属性值相等的那些元组，即等值连接为：

RS={|tr

R∧ts

S∧tr[A]=ts[B]}A=Btrts91第91页，课件共117页，创作于2023年2月连接(续)

自然连接（Naturaljoin）

自然连接是一种特殊的等值连接两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组在结果中把重复的属性列去掉自然连接的含义：

R和S具有相同的属性组B

R

S={|tr

R∧ts

S∧tr[B]=ts[B]}trts92第92页，课件共117页，创作于2023年2月连接(续)5）举例 ABCa1b15a1b26a2b38a2b412BEb13b27b310b32b52RS93第93页，课件共117页，创作于2023年2月连接(续)

R

S

AR.BCS.BEa1b15b27a1b15b310a1b26b27a1b26b310a2b38b310

C＜E94第94页，课件共117页，创作于2023年2月连接(续)等值连接R

SR.B=S.B

AR.BCS.BEa1b15b13a1b26b27a2b38b310a2b38b3295第95页，课件共117页，创作于2023年2月连接(续)自然连接R

S

ABCEa1b153a1b267a2b3810a2b38296第96页，课件共117页，创作于2023年2月关系代数－除运算()象集Zx

给定一个关系R（X，Z），X和Z为属性组。当t[X]=x时，x在R中的象集为：

Zx={t[Z]|t

R，t[X]=x}

它表示R中属性组X上值为x的诸元组在Z上分量的集合。XYx=张军Yx姓名课程张军物理王红数学张军数学课程数学物理97第97页，课件共117页，创作于2023年2月

除（

）

给定关系R(X，Y)和S(Y，Z)，其中X，Y，Z为属性组。R中的Y与S中的Y可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。R与S的除运算得到一个新的关系P(X)，P是R中满足下列条件的元组在X属性列上的投影：元组在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。R÷S={tr[X]|tr

R∧πY(S)

Yx}

Yx：x在R中的象集，x=tr[X]98第98页，课件共117页，创作于2023年2月例题：除ABCa1b1c2a2b3c7a3b4c6a1b2c3a4b6c6a2b2c3a1b2c1BCDb1c2d1b2c1d1b2c3d2R÷SAa1RS99第99页，课件共117页，创作于2023年2月

除运算适合于具有包含关系的查询。同时行、列运算除（

）100第100页，课件共117页，创作于2023年2月例题：除[例]查询至少选修1号课程和3号课程的学生的学号

首先建立一个临时关系K：

然后求：πSno，Cno(SC)÷K

Cno

1

3SnoCno950011950012950013950022950023πSno,Cno(SC)95001象集{1，2，3}95002象集{2，3}于是:πSno.Cno(SC)÷K={95001}K101第101页，课件共117页，创作于2023年2月除运算

做法：逐个考虑选课关系SC中的元组r，求r在学号SNO上的分量x，再求x在选课关系中的象集课程Cx，若Cx包含了所有的课程C，则x是满足条件的一个元组如何得到选修了全部课程的学生？{x|x=r[SNO]

rSC

CxC}选修全部课程的学生全部课程x同学所选修的全部课程102第102页，课件共117页，创作于2023年2月除运算示例求同时选修了001和002号课程的学生号

方案1：∏Sno，Cno(SC)Cno=001

Cno=002(C)

方案2：∏Sno(SCCno=001

Cno=002(C))

哪一个正确？103第103页，课件共117页，创作于2023年2月综合举例1、求选修C2课程的学生学号

πSNO(

CNO=’C2’(SC))2、求选修了C1或C2号课程的学生学号1）πSNO(CNO=‘C1’∨

CNO=‘C2’(SC))2）πSNO(CNO=‘C1’(SC))∪π

SNO(CNO=‘C2’(SC))3、求选修了全部课程的学生学号和姓名

1）πSNO,CNO(SC)

πCNO(Course)

πSNO,SNAME(Student) 2）πSNO,SNAME(πSNO,CNO(SC)

πCNO(Course)Student)104第104页，课件共117页，创作于2023年2月4.求仅选修了C01号课程的学生号选修C01号课程的学生－选C01号课程之外的学生＝∏Sno(Cno=C01(SC))－∏Sno(SC－Cno=C01(SC))SnoCnogradeP03C0288P01C0392SnoP01P02SnoP01P03SnoP02105第105页，课件共117页，创作于2023年2月示例关系S(S#,SNAME,SEX,AGE,D#)C(CNO,CN,PC#,CREDIT)SC(S#,CNO,GRADE)PROF(P#,PNAME,AGE,D#,SAL)PC(P#,CNO)106第106页，课件共117页，创作于2023年2月外连接例：列出老师的有关信息，包括姓名、工资、所教授的课程∏P#,PN,SAL,Cno,CN((PROF)PCC)500李三P04600700800SAL孙立P03钱广P02赵明P01PNP#化学C03数学C02物理C01CNCnoP04C02P02C02P01C01P#Cno数学C02500李三P04数学C02700钱广P02物理C01800赵明P01CNCnoSALPNP#问题：有关P03号职工的姓名和工资信息没有显示出来107第107页，课件共117页，创作于2023年2月外连接外连接为避免自然连接时因