关系数据库系统.ppt

1、2.2 关系模型,2.2.1关系数据结构 2.2.2关系操作 2.2.3关系完整性规则,2.2 关系模型,关系模型有三个重要组成部分：关系数据结构、关系操作集合和关系完整性规则。 (1) 关系数据结构：数据库中全部数据及其相互联系都被组织成“关系”（二维表）的形式。关系模型基本的数据结构是关系。 (2) 关系操作集合：关系模型提供一组完备的高级关系运算，以支持对数据库的各种操作。 (3) 关系完整性规则：数据库中数据必须满足实体完整性、参照完整性和用户定义完整性三类完整性规则。,2.2.1 关系数据结构,1. 二维表 在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。表2.1给出了二维表的一

2、个实例。 为简单起见，对表格数学化，用字母表示表格的内容。表2.1可以用图2.1所示的表格形式表示。,2.2.1 关系数据结构,以二维表为基本结构所建立的模型称为关系模型（relational model）。在关系模型中，字段称为属性（attribute），字段值称为属性值。每个属性有一个取值范围，称为值域（domain）。每一个属性对应一个值域，不同的属性可对应于同一值域。 记录类型称为关系模式。记录称为元组（tuple），元组的集合称为关系（relation）或实例（instance）。有时，也习惯称关系为表或表格，元组为行，属性为列。虽然这些术语所用的名词不同，但指同一个事物，故有时可混

3、合使用。 关系中属性的个数为元数（arity），元组个数为基数（cardinality）。上页图2.1的关系元数为2，基数为4。,二维表一般满足下面7个性质： （1）二维表中元组个数是有限的元组个数有限性。 （2）二维表中元组均不相同元组的唯一性。 （3）二维表中元组的次序可以任意交换元组的次序无关性。 （4）二维表中元组的分量是不可分割的基本数据项元组分量的原子性。 （5）二维表中属性名各不相同属性名唯一性。 （6）二维表中属性与次序无关，可任意交换属性的次序无关性。 （7）二维表属性列中分量具有与该属性相同的值域分量值域的同一性。,2.2.1 关系数据结构,2. 码 码是关系模型中的一个重

4、要概念，它具有标识元组、建立元组间联系等重要作用。 （1）码（key）：在二维表中凡能最小唯一标识元组的属性集称为该表的码或关键字。 （2）候选码（candidate key）：二维表中可能有若干个码，它们称为该表的候选码或候选关键字。 （3）主码（primary key）：用户选作元组标识的候选码称为主码或主关键字。一般主码也简称码。 （4）外码（foreign key）：如果表A中的某属性集是表B的码，则称该属性集为A的外码或外关键字。 有如下两个关系Xsdjb（学生登记表）和Xyqkb（学院情况表）： Xsdjb（学号Xh，姓名Xm，性别Xb，年龄Nl，学院编号Xybh） Xyqkb（学

5、院编号Xybh，学院名称Xymc，院长姓名Yzxm，联系电话Lxdh） 其中学院编号Xybh是关系Xyqkb的主码，是关系Xsdjb的外码。,2.2.1 关系数据结构,3. 关系 (1)关系的定义关系是二维表的一种抽象，是一组属性数目相同的元组的集合。 这个定义把关系看成了一个集合。集合中的元素是元组，每个元组的属性数目应该是相同的。 (2)关系的分类按照不同的标准，关系有不同的分类。 按属性分。具有n个属性的关系称为n元关系。n=0时称空关系。 按元组数目分。如果一个关系的元组数目是无限的，则称为无限关系，否则称为有限关系。由于计算机存储系统的限制，通常我们只研究有限关系。,2.2.1 关系

6、数据结构,2.2.1 关系数据结构,按关系的存储状况分。 基本表：基本表是实际存在的表，它是实际存储的数据的逻辑表示。 查询表：查询表是查询结果表或查询中生成的临时表。 视图表：视图表是由基本表或其他视图表导出的表，它是为了数据查询方便、数据处理简便以及数据安全要求而设计的数据虚表，不对应实际存储的数据。,2.2.2 关系操作,关系模型的数据操作采用集合操作方式，即操作对象和结果都是集合。这种操作方式也称为一次一集合（set-at-a-time）的方式。关系模型常用的操作有查询、删除、插入、修改等操作。 1. 数据查询 用户可以查询关系数据库中的数据，它包括一个关系内的查询以及多个关系间的查询

7、。 对关系数据库的查询可以分解成三个基本定位操作与一个查询操作：一个关系内的属性指定，一个关系内的元组选择，两个关系的合并，查询操作。 2. 数据删除 数据删除的基本单位是元组。它的功能是将指定关系内的指定元组删除。它可以分解为两个基本操作：一个关系内的元组选择，关系中元组删除操作。,2.2.2 关系操作,3. 数据插入 数据插入仅对一个关系而言，在指定关系中插入一个或多个元组。它只有一个基本操作：关系中元组插入操作。 4. 数据修改 数据修改是在一个关系中修改指定的元组与属性值。它可以分解为两个更基本的操作：先删除需修改的元组，再插入修改后的元组。,为了维护数据库中数据与现实的一致性，关系数

8、据库的数据与更新操作必须遵循下列三类完整性规则。事实上，它是对主码、主码与外码的关系以及用户对数据的约束要求。 1. 实体完整性规则（entity integrity rule） 规则2.1 若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。 例2-1 在关系单位编码表Dwbmb(单位编码Dwbm, 单位名称Dwmc)中，单位编码为主码，则单位编码不能取空值。 实体完整性规则规定基本关系的所有主属性不能取空值。如例2-2。 例2-2 每月物资库存表Months_wzkcb(日期Rq, 物资编码Wzbm, 价格Price)中，(Rq, Wzbm)为主码，则Rq, Wzbm都不能为空。 现实世界中

9、的实体是可区分的，它们具有某种唯一性标识。相应地，关系模型中以主码作为元组的唯一性标识。这条规则要求关系中主码不能为空，即保证了关系模型元组的唯一性。,2.2.3 关系完整性规则,2.2.3 关系完整性规则,2. 参照完整性规则（reference integrity rule） 规则2.2 若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的取值只允许两种可能，或者为空值（F的每个属性值均为空值），或者等于S中某个元组的主码值。 例2-3 物资编码表和物资入库表之间的联系可以用下面2个关系表示： Wzbmb(物资编

10、码Wzbm, 物资名称Wzmc, 型号规格Xhgg, 计量单位Jldw, 价格Price) Wzrkb(日期Rq, 物资编码Wzbm, 购买量Gms, 实际入库量Srs, 价格Price, 入库人Rkr) 这两个关系之间存在着属性的引用，物资入库表引用了物资编码表的主码“Wzbm”。显然，物资入库表中的“Wzbm”必须是物资编码表中存在的物资编码。但由于物资入库表中的“Wzbm”和“Rq”为主码，物资入库表中的“Wzbm”不可以取空值。,2.2.3 关系完整性规则,现实世界中的实体之间往往存在某种联系，在关系模型中，实体及实体间的联系都是用关系来描述的。这样自然存在着关系与关系间的引用关系。参照完整性规则就是定义外码与主码之间的引用规则。这条规则的实质是“不允许引用不存在的实体”。 在上述形式定义中，关系模式Wzbmb的关系称为“参照关系”，关系模式Wzrkb的关系称为“依赖关系”。在PowerBuilder系统中称为“主表”和“副表”，在Visual FoxPro系统中称为“父表”和“子表”。,2.2.3 关系完整性规则,3. 用户定义的完整性规则（user-defined integrity rule） 实体完整性规则和参照完整性规则适用于任何关系数据库系统。除此之外，不同的关系数据库系