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数据库2_2——关系代数
1. 关系操作
- 常用的关系操作
- 查询操作:选择、投影、连接、除、并、差、交、笛卡尔积,选择、投影、并、差、笛卡尔积是5种基本操作
- 数据更新:插入、删除、修改
- 关系操作的特点
集合操作方式:操作的对象和结果都是集合,一次一集合的方式 - 关系代数语言
用对关系的运算来表达查询要求
代表:ISBL - 关系演算语言:用谓词来表达查询要求
- 元组关系演算语言
谓词变元的基本对象是元组变量
代表:APLHA, QUEL - 域关系演算语言
谓词变元的基本对象是域变量
代表:QBE
- 具有关系代数和关系演算双重特点的语言
代表:SQL(Structured Query Language)
2. 关系完整性
- 实体完整性和参照完整性
关系模型必须满足的完整性约束条件,称为关系的两个不变性,应该由关系系统自动支持 - 用户定义的完整性
应用领域需要遵循的约束条件,体现了具体领域中的语义约束
2.1 实体完整性
- 若属性A是基本关系R的主属性(候选码属性),则属性A不能取空值
【空值就是“不知道”或“不存在”或“无意义”的值】
例如:选课(学号,课程号,成绩),“学号,课程号”是主码(多个学生选一门课,一个学生选多门课),所以这两个非空 - 实体完整性规则的说明
(1)实体完整性规则是针对基本关系而言的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。
(2)现实世界中的实体是可区分的,即它们具有某种唯一性标识。
(3)关系模型中以主码作为唯一性标识。
(4)主码中的属性即主属性不能取空值。
ps:主属性取空值,就说明存在某个不可标识的实体,即存在不可区分的实体,这与第(2)点相矛盾,因此这个规则称为实体完整性
2.2 参照完整性
2.2.1 关系间的引用
在关系模型中实体及实体间的联系都是用关系来描述的,自然存在着关系与关系间的引用
例如:学生(学号,姓名,性别,年龄,专业号),专业(专业号,专业名)
- 学生关系引用了专业关系的主码“专业号”。
- 学生关系中的“专业号”值必须是确实存在的专业的专业号
2.2.2 外码(Foreign Key)
- 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(有一个一一对应的关系,不一定同名),则称F是R的外码
- 基本关系R称为参照关系(Referencing Relation)
- 基本关系S称为被参照关系(Referenced Relation)或目标关系(Target Relation)
- 关系R和S不一定是不同的关系
- 目标关系S的主码Ks 和参照关系的外码F必须定义在同一个(或一组)域上
- 外码并不一定要与相应的主码同名
- R,S为不同的基本关系:
学生(学号,姓名,性别,专业号,年龄)
课程(课程号,课程名,学分)
选修(学号,课程号,成绩)
- 选修关系的“学号” 与学生关系的主码“学号”相对应
- 选修关系的“课程号”与课程关系的主码“课程号”相对应
- “学号”和“课程号”是选修关系的外码
- 学生关系和课程关系均为被参照关系
- 选修关系为参照关系- R,S为同一个的基本关系:
学生(学号,姓名,性别,专业号,年龄,班长)
- “班长”是外码,“班长”也是学生嘛,与学号相对应
- 学生关系既是参照关系也是被参照关系
2.2.3 参照完整性规则
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Ks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上的值必须为:
- 或者取空值(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
[例子]
学生(学号,姓名,性别,专业号,年龄,班长)
“班长”属性值可以取两类值:
(1)空值,表示该学生所在班级尚未选出班长
(2)非空值,该值必须是本关系中某个元组的学号值
总结:(外码要么空值,要么已存在,不能新产生)
2.3 用户定义的完整性
- 针对某一具体关系数据库的约束条件,反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求
- 关系模型应提供定义和检验这类完整性的机制,以便用统一的系统的方法处理它们,而不需由应用程序承担这一功能
例:
课程(课程号,课程名,学分)
- “课程号”属性必须取唯一值
- 非主属性“课程名”也不能取空值
- “学分”属性只能取值{1,2,3,4}