MySQL数据库原理及应用第1章课件.pptx

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1、MySQL数据库原理及应用,课程介绍,数据库技术是目前计算机领域发展最快、应用最广泛的技术，它的应用遍及各行各业，大到如全国联网的飞机票、火车票订票系统、银行业务系统；小到个人的管理信息系统，如家庭理财系统。在互联网流行的动态网站中，数据库的应用也已经非常广泛。学习和掌握数据库的基础知识和基本技能、利用数据库系统进行数据处理是大学生必须具备的基本能力。,课程介绍：,该门课是计算机类专业的专业基础课，同学们陆续学习的JAVA、网页设计、JSP、网站开发等等都要用到数据库。数据库原理及应用主要讨论数据库系统的基本概念、基本原理、基本方法以及有关的应用。主要内容包括：数据库的理解、数据库的设计和数据

2、库的应用及维护等。本课程的任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生在掌握数据模型、数据库管理系统、数据库语言及数据库设计理论等基本理论知识的基础上，逐步具有开发和设计数据库的能力。,要求：,1、上课认真听讲2、作业认真完成3、做好实验预习报告4、做好实验总结,数据库原理及应用,理解数据库设计数据库创建数据库数据库的基本应用数据库的高级应用MySQL数据库高级管理,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息和数据信息数据数据处理,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.

3、4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据定义：是用来记录信息的可识别的符号，是信息的具体表现形式。表示：型：是指数据内容存储在媒体上的具体形式值：是指所描述的客观事物的具体特性可以用多种不同的数据形式表示同一信息，信息不随数据形式的不同而改变。例:一个人的身高数据不仅包括数字、文字形式，而且还包括图形、图像、声音、动画等多媒体数据。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息定义：是对各种事物的存在方式、运动状态和相互联系特征的一种表达和陈述，是自然界、人类社会和人类思维活动普遍存在的一切物质和事物的属性，

4、它存在于人们的周围。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据处理定义:是指将数据转换成信息的过程，也称信息处理。内容:数据的收集、组织、整理、存储、加工、维护、查询和传播等一系列活动。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据描述人们把客观存在的事物以数据的形式存储到计算机中，经历了3个领域：现实世界、信息世界和机器世界。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组

5、成和结构,现实世界现实世界是存在于人们头脑之外的客观世界。例如，学校中有教师、学生、课程，教师为学生授课，学生选修课程并取得成绩；图书馆中有图书、管理员和读者，读者借阅图书，管理员对图书和读者进行管理等。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，人们把它用文字或符号记载下来。在信息世界中，有以下与数据库技术相关的术语。实体属性码域实体型实体集联系,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界

6、实体客观存在并且可以相互区别的事物称为实体具体的事物-如一个学生、一本图书等属于实际事物抽象的事件-教师的授课、借阅图书、比赛等活动是比较抽象的事件,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界属性描述实体的特性称为属性。一个实体可以用若干个属性来描述，如学生实体由学号、姓名、性别、出生日期等若干个属性组成。型:也称属性名 例:学生姓名、学号和性别等值:例:“张三”、“2008050101”、“女”,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结

7、构,信息世界码唯一标识实体的属性或属性的组合称为码。例:学生的学号是学生实体的码,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界域属性的取值范围称为该属性的域。例:学号的域为10位整数 姓名的域为字符串集合 年龄的域为小于28的整数 性别的域为男、女,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界实体型具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质，用实体名及其属性名的集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。例:学生(学号，姓名，性别，出生

8、日期，系),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界实体集同类实体的集合称为实体集。例:全体学生、一批图书等。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界联系在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体(型)内部的联系和实体(型)之间的联系。两个实体型之间的联系可以分为3类一对一联系一对多联系多对多联系,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5

9、 数据库系统的组成和结构,信息世界一对一联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多存在一个实体与之联系；反之亦然，则称实体集A与实体集B之间存在一对一联系，记作11。例:班级:班长电影院中观众:座位,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界一对多联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中存在多个实体与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只存在一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B之间存在一对多的联系，记作1n。例:班级:学生职工:部门,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1

10、.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界多对多联系如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中存在多个实体与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也存在多个实体与之联系，则称实体集A与实体集B之间存在多对多联系，记作mn。例:学生:课程药厂:药品,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界(a)11联系(b)1n联系(c)mn联系,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世

11、界两个以上的实体集之间也存在着一对一、一对多、多对多的联系。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,信息世界同一实体集内部的各实体也可以存在一对一、一对多、多对多的联系。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据世界数据世界又称机器世界。信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储实体记录实体的属性数据项(又称字段)现实世界中的事物及其联系数据模型,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.

12、5 数据库系统的组成和结构,现实世界中客观对象的抽象过程,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据模型对现实世界数据特征进行抽象，来描述数据库的结构与语义数据模型分类概念模型的表示方法数据模型的要素和种类关系模型关系的完整性,1.概念数据模型,2.结构数据模型,简称为概念模型用于建立信息世界的数据模型，强调其语义表达功能，要求概念简单、清晰，易于用户理解是现实世界的第一层抽象是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具。,简称为数据模型，它是直接面向数据库的逻辑结构是现实世界的第二层抽象例如层次模型、网状模型、关系模

13、型等。数据模型有严格的形式化定义，以便于在计算机系统中实现。,第1章 理解数据库,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多，其中最为著名和使用最为广泛的是P.P.Chen于1976年提出的E-R(Entity-Relationship)模型。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,概念模型的表示方法E-R模型主要成分是实体、联系和属性E-R模型的图形表示称为E-R图设计E-R图的方法称为E-R方法利

14、用E-R模型进行数据库的概念设计，可以分为3步：首先设计局部E-R模型；然后把各个局部E-R模型综合成一个全局E-R模型；最后对全局E-R模型进行优化，得到最终的E-R模型。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,概念模型的表示方法E-R图通用的表示方式如下。用矩形框表示实体型，在框内写上实体名。用椭圆形框表示实体的属性，并用无向边把实体和属性连接起来。用菱形框表示实体间的联系，在菱形框内写上联系名，用无向边分别把菱形框与有关实体连接起来，在无向边旁注明联系的类型。如果实体间的联系也有属性，则把属性和菱形框也用无向

15、边连接起来。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,概念模型的表示方法E-R图通用的表示方式如下,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,概念模型的表示方法E-R图通用的表示方式如下,练习：,某企业集团有若干工厂，每个工厂生产多种新产品，且每一种产品可以在多个工厂生产，每个工厂按照固定的计划数量生产产品；每个工厂聘用多名职工，且每名职工只能在一个工厂工作，工厂聘用职工有聘期和工资。工厂的属性有工厂编号、厂名、地址；产品的属性有产品编号、产

16、品名、规格；职工的属性有职工号、姓名。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,概念模型的表示方法E-R模型有两个明显的优点：接近于人的思维，容易理解与计算机无关，用户容易接受。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据模型的要素和种类数据模型是严格定义的一组概念的集合，这些概念精确地描述了系统的静态特征(数据结构)、动态特征(数据操作)和数据约束条件，这是数据模型的三要素。数据结构数据操作数据约束条件,第1章 理解数据库,1.1 什么

17、是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据结构用于描述系统的静态特征，是所研究的对象类型的集合，这些对象是数据库的组成部分，包括两个方面。数据本身：数据的类型、内容和性质等。例如关系模型中的域、属性、关系等。数据之间的联系：数据之间是如何相互关联的。例如关系模型中的主码、外码联系等。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据操作数据操作是对数据库中的各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作集合。数据操作包括操作对象及有关的操作规则，主要有检索和更新(包括插入、删除和

18、修改)两类。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,数据约束条件数据约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定数据模型中的数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态及其状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,常见的数据模型数据模型是数据库系统的一个关键概念，数据模型不同，相应的数据库系统就完全不同，任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的。数据库管理系统所支持

19、的数据模型分为4种：层次模型、网状模型、关系模型和关系对象模型。在层次模型、网状模型、关系模型3种数据模型中，关系模型结构简单，数据之间的关系容易实现，因此关系模型是目前广泛使用的数据模型，并且关系数据库也是目前流行的数据库。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系模型关系模型是目前最重要的一种数据模型，关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式。关系模型是在20世纪70年代初由美国IBM公司的E.F.Codd提出的，为数据库技术的发展奠定了理论基础。由于E.F.Codd的杰出工作，他于1981年获得ACM图

20、灵奖。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系模型的数据结构关系模型与以往的模型不同，它是建立在严格的数据概念基础上的。关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系模型的数据结构下面分别介绍关系模型中的相关术语。关系元组属性域分量候选码主码全码主属性和非主属性关系模式,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和

21、结构,关系一个关系就是一张二维表,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,元组元组也称记录，关系表中的每行对应一个元组，组成元组的元素称为分量。数据库中的一个实体或实体之间的一个联系均使用一个元组来表示。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,属性表中的一列即为一个属性，给每个属性取一个名称为属性名属性具有型和值两层含义：属性的型指属性名和属性值域；属性的值是指属性具体的取值。关系中的属性名具有标识列的作用，所以在同一个关系中的属性名(列

22、名)不能相同。一个关系中通常有个多个属性，属性用于表示实体的特征。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,域属性的取值范围如:性别属性的域是男、女大学生的年龄属性域可以设置为1030等。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,分量元组中的一个属性值如:“李小双”“男”,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,候选码若关系中的某一属性或属性组的值能唯一标识一个元

23、组，则称该属性或属性组为候选码(Candidate key)，候选码简称为码。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,主码若一个关系中有多个候选码，则选定其中一个为主码。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,全码在最简单的情况下，候选码只包含一个属性；在最极端的情况下，关系模式的所有属性是这个关系模式的候选码，称为全码。全码是候选码的特例。例如，设有以下关系：学生选课(学号，课程)其中的“学号”和“课程”相互独立，属性间不存在依赖关系

24、，它的码就是全码。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,主属性和非主属性在关系中，候选码中的属性称为主属性不包含在任何候选码中的属性称为非主属性,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系模式关系的描述称为关系模式，它可以形式化地表示为R(U，D，Dom，F)。其中，R为关系名；U为组成该关系的属性的集合；D为属性组U中的属性所来自的域；Dom为属性向域的映像集合；F为属性间数据依赖关系的集合。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据

25、1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系模式关系模式通常可以简记为R(U)或R(A1，A2，An)。其中R为关系名，A1，A2，An为属性名。而域名及属性向域的映像常直接称为属性的类型及长度。例如，关系学生学籍表的关系模式可以表示为：学生学籍表(学号，姓名，年龄，性别，所在系)。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系模式关系是关系模式在某一时刻的状态或内容。关系模式是静态的、稳定的，而关系是动态的、随时间不断变化的，因为关系操作在不断地更新着数据库中的数据。,第1章

26、 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系的性质(1)同一属性的数据具有同质性即每一列中的分量是同一类型的数据，它们来自同一个域。(2)同一关系的属性名具有不可重复性即同一关系中不同属性的数据可出自同一个域，但不同的属性要给予不同的属性名。(3)关系中列的位置具有顺序无关性即列的次序可以任意交换、重新组织。(4)关系具有元组无冗余性即关系中的任意两个元组不能完全相同。(5)关系中元组的位置具有顺序无关性即元组的顺序可以任意交换。(6)关系中每个分量必须取原子值即每个分量都必须是不可分的数据项。,第1章 理解数据库,1.1

27、 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系的完整性关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。关系模型中允许定义3类完整性约束：实体完整性参照完整性用户自定义的完整性其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，称为两个不变性，应该由关系系统自动支持；用户自定义的完整性是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。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,实体完整性规则1.1 实体完整性规则 若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取

28、空值。例如学生关系“学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄)”中，“学号”为主码，则“学号”不能取空值。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,实体完整性实体完整性规则规定基本关系的所有主属性都不能取空值，而不仅是指主码不能取空值。例如，学生选课关系“选修(学号，课程号，成绩)”中，“学号、课程号”为主码，则“学号”和“课程号”两个属性都不能取空值。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,实体完整性对于实体完整性规则说明如下。(1)实体完

29、整性规则是针对基本关系而言的。一个基本表通常对应信息世界的一个实体集，例如学生关系对应于学生的集合。(2)信息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。所谓空值就是“不知道”或“不确定”的值，如果主属性取空值，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规则。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-1】学生关系和专业关系表示如下，其中主码用下划线标识。学生(学

30、号，姓名，性别，专业号，年龄)专业(专业号，专业名),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-2】学生、课程、学生与课程之间的多对多联系选修可以用如下3个关系表示。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),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-3】学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长)”,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.

31、3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的主码。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(Foreign Key)，并称基本关系R为参照关系，基本关系S为被参照关系或目标关系。关系R和关系S有可能是同一关系。被参照关系S的主码Ks和参照关系R的外码F必须定义在同一个(或一组)域上。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-1】学生关系和专业关系表示如下，其中主码用下划线标识。学生(学号，姓名，性别，专业号

32、，年龄)专业(专业号，专业名),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-1】学生关系和专业关系表示如下，其中主码用下划线标识。学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄)专业(专业号，专业名),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-3】学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长)”需要指出的是，外码并不一定要与相应的主码同名。但在实际应用中，为了便于识别，当外码与相应的主码属于不同关系时，则给它们取相同的名字

33、。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性参照完整性规则: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有可能是同一关系)，则对于R中每个元组在F上的值必须为以下值之一。(1)或者取空值(F的每个属性值均为空值)。(2)或者等于S中某个元组的主码值。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-1】学生关系和专业关系表示如下，其中主码用下划线标识。学生(学号，姓名，性别，专业

34、号，年龄)专业(专业号，专业名),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-2】学生、课程、学生与课程之间的多对多联系选修可以用如下3个关系表示。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),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,参照完整性【例1-3】学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长)”,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4

35、关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,用户自定义的完整性用户自定义的完整性就是针对某一具体关系数据库的约束条件，它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。例如某个属性必须取唯一值、属性值之间应满足一定的函数关系、某属性的取值范围在0100之间等。例如，性别只能取“男”或“女”；学生的成绩必须在0100之间。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系代数是一种抽象的查询语言，是关系数据操纵语言的一种传统表达方式，它用关系的运算来表达查询,第1章 理解数据库,运算的三大要素:运算对象运算符运算结果,关系代数

36、:关系集合运算符专门的关系运算符比较运算符逻辑运算符关系,关系代数运算符,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系代数的运算按运算符的不同可分为:传统的集合运算专门的关系运算,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,传统的集合运算传统的集合运算是二目运算包括并交差广义笛卡儿积,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,设关系R和关系S具有相同的目n(即两个关系都

37、具有n个属性)，且相应的属性取自同一个域，则可以定义并、差、交运算如下1.并(Union)关系R与关系S的并记作：RS=ttRtS，t是元组变量其结果关系仍为n目关系，由属于R或属于S的元组组成。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,R S,RS,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,设关系R和关系S具有相同的目n(即两个关系都具有n个属性)，且相应的属性取自同一个域，则可以定义并、差、交运算如下2.差(Difference)关系R与

38、关系S的差记作：R-S=ttRt S，t是元组变量其结果关系仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,R S,R-S,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,设关系R和关系S具有相同的目n(即两个关系都具有n个属性)，且相应的属性取自同一个域，则可以定义并、差、交运算如下3.交(Intersection)关系R与关系S的交记作：RS=ttRtS，t是元组变量其结果关系仍为n目关系，由既属于R又

39、属于S的元组组成。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,R S,R S,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,4.广义笛卡儿积(Extended Cartesian Product)两个分别为n目和m目的关系R和S的广义笛卡儿积是一个(n+m)列的元组的集合。元组的前n列是关系R的一个元组，后m列是关系S的一个元组。若R有k1个元组，S有k2个元组，则关系R和关系S的广义笛卡儿积有klk2个元组。记作：RS=trRtsS,第1章 理解

40、数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,R S,RS,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,专门的关系运算专门的关系运算包括:选择投影连接除,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,选择(Selection)选择又称为限制(Restriction)，它是在关系R中选择满足给定条件的诸元组，记作：F(R)=t|tR F(t)=真其中，F表示选择条件，它是一个逻辑表达式，取逻辑

41、值为“真”或“假”。选择运算实际上是从关系R中选取使逻辑表达式F为真的元组，这是从行的角度进行的运算。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,逻辑表达式F的基本形式为：X1Y1X2Y2其中，表示比较运算符，它可以是、=或；X1、Y1是属性名、常量或简单函数，属性名也可以用它的序号(如1，2，)来代替；表示逻辑运算符，它可以是(非)、(与)或(或)；表示任选项，即 中的部分可要可不要；表示上述格式可以重复下去。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的

42、组成和结构,设有一个学生-课程数据库，它包括以下内容。其关系模式如下。Student(sno，sname，ssex，sage，sdept)Course(cno，cname)Score(sno，cno，degree),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,student,course,score,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,查询数学系学生的信息。Sdept=数学系(Student)或5=数学系(Student),第1章 理解数据

43、库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,查询年龄小于20岁的学生的信息Sage20(Student)或420(Student),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,投影(Projection)关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系，记作：A(R)=tA|tR其中A为R中的属性列。投影操作是从列的角度进行的运算。投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而且还可能取消某些元组，因为取消了某些属性列后，就可能出现重复元组，关系操作将自动取消相同的元组

44、。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,查询学生的学号和姓名。Sno，Sname(Student)或1，2(Student),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,查询学生关系Student中都有哪些系，即查询学生关系Student在所在系属性上的投影。Sdept(Student)或5(Student),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,连接(Join

45、)连接也称为连接，它是从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组，记作：其中A和B分别为R和S上数目相等且可比的属性组，是比较运算符。连接运算是从R和S的笛卡儿积RS中选取(R关系)在A属性组上的值与(S关系)在B属性组上的值满足比较关系的元组。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,连接运算中有两种最为重要也最为常用的连接：等值连接自然连接,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,等值连接为“=”的连接运算称为等值连接，它是从关

46、系R与S的笛卡儿积中选取A、B属性值相等的那些元组，等值连接为：,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果中把重复的属性列去掉，即若R和S具有相同的属性组B，则自然连接可记作：,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,R S,(一般连接),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结

47、构,R S,(等值连接),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,R S,RS(自然连接),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,除(Division)除操作适合于包含“对于所有的/全部的”语句的查询操作。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,关系代数操作举例(强化训练)在关系代数中，关系代数运算经过有限次复合后形成的式子称为关系代数表达式。对关系数据库中数

48、据的查询操作可以写成一个关系代数表达式，或者说，写成一个关系代数表达式就表示已经完成了查询操作。,第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,设学生-课程数据库中有3个关系。学生关系：S(Sno，Sname，Ssex，Sage)课程关系：C(Cno，Cname，Teacher)学习关系：SC(Sno，Cno，Degree)(1)查询学习课程号为C3号课程的学生学号和成绩。Sno，Degree(Cno=C3(SC),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组

49、成和结构,设学生-课程数据库中有3个关系。学生关系：S(Sno，Sname，Ssex，Sage)课程关系：C(Cno，Cname，Teacher)学习关系：SC(Sno，Cno，Degree)(2)查询学习课程号为C4课程的学生学号和姓名。Sno，Sname(Cno=C4(SSC),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,设学生-课程数据库中有3个关系。学生关系：S(Sno，Sname，Ssex，Sage)课程关系：C(Cno，Cname，Teacher)学习关系：SC(Sno，Cno，Degree)(3)查询学习课

50、程名为maths的学生学号和姓名。Sno，Sname(Cname=maths(SSCC),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,设学生-课程数据库中有3个关系。学生关系：S(Sno，Sname，Ssex，Sage)课程关系：C(Cno，Cname，Teacher)学习关系：SC(Sno，Cno，Degree)(4)查询学习课程号为C1或C3课程的学生学号。Sno(Cno=C1 Cno=C3(SC),第1章 理解数据库,1.1 什么是数据1.2 数据描述1.3 数据模型1.4 关系代数1.5 数据库系统的组成和结构,