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第二章 关系数据库

一、内容提要

本章实际上研究的是关系的运算。

学习目的：

关系运算是设计关系数据库操作语言的基础，因为其中的每一个询问往往表示成一个关系运算表达式，

在我们的课程中，数据及联系都是用关系表示的，所以实现数据间的联系也可以用关系运算来完成。

通过本章学习，应重点掌握:

1．关系模型组成

关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成.关系操作分为两大部分如图所

示。

(1）关系代数语言：如 ISBL;

(2）关系演算语言：分为元组关系演算语言（如 Alpha，Quel)、域关系演算语言(如 QBE）；

(3）具有关系代数和关系演算双重特点的语言：如 SQL。

(二)关系数据结构及其形式化定义

1．域

定义 域是一组具有相同数据类型的值的集合.

2．笛卡尔积

定义 设 D

1

，D

l

，D

2

，D

3

，…，D

n

的笛卡尔积为

D

×D

笛卡尔积可以用二维表来表示。

例 D1=｛0，1｝，D2＝｛a，b，c}

则：D1×D2＝｛（0，a），（0,b），（0，c)，（1,a)，(1,b)，(1，c)}用二维

表来表示，如图 2—2 所示。

3．关系的形式化定义及相关名词

Key)。

主码 若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码(PrimaryKey)。主码诸属性称为主属性。不包

含在任何候选码中的属性称为非码属性(Non—Key attribute）.关系模型的所有属性组是这个关

系模式的候选码，称为全码（All—key)

4．关系的三种类型

(1）基本关系（通常又称为基本表或基表），是实际存在的表，它是实际存储数据的逻辑表示

(2)查询表,查询结果对应的表

（3）视图表，是由基本表或其他视图表导出的表，也常称为虚表

5．基本关系有以下五条性质

(1）每一列中的分量必须是同一类型的数据，来自同一个域

在数据库中要区分型和值.关系数据库中的型也称为关系数据库模式，是关系数据库的描述。它包括若

干域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式。关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的

集合,通常称之为关系数据库。

定义 关系的描述称为关系模式（Relation Schema).可以形式化的表示为

R(U，D，dom,F）

其中，R 表示关系名；U 是组成该关系的属性名集合;D 是属性的域；dom 是属性向域的映像集合；F 为属性

间数据的依赖关系集合.

通常将关系模式简记为：

R（U)或 R(Al，A2，A3，…，An。)

其中 R 为关系名,A1，A2,A3,…，An.为属性名,域名、属性向域的映像常常直接说明属性的类型、长度。

这里，Pcno 是先行课程号，来自 Cno 域,但由于 Pcno 属性名不等于 Cno 值域名，所以要用 Dom 来定义。

能否将 Pcno 直接改为 Cno 呢？

不能，因为在关系模型中，各列属性必须取相异的名字。

（3)SC（Sno，Cno,Grade）

（四）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。关系的完整性共分为三类：

实体完整性、参照完整性、用户定义完整性。

(1）实体的完整性(Entity Integrity)规定：若属性 A 是基本关系 R 的主属性,则属性 A 不能取空值。

即主属性不能为空.

（2)参照的完整性(Referential Integrity)规定:若 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:

应用的环境决定.

（五） 关系代数

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。它是用对关系的运算来表

关系运算符有四类：集合运算符，专门的关系运算符,算术比较符和逻辑运算符，

如图 2-3 所示。