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  • 2.2 《数据库系统概论》之关系操作、关系完整性、关系代数

    前言

    0.思维导图

    1.关系操作

    (1)基本关系操作

    • 常用的关系操作
      • 查询:选择、投影、连接、除、并、交、差
      • 数据更新:插入、删除、修改
      • 查询的表达能力是其中最主要的部分
      • 选择、投影、并、差、笛卡尔基是5种基本操作
    • 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

    (2)关系数据库语言的分类

    • 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.关系的完整性

    (1)关系的三类完整性约束

    • 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) 实体完整性(Entity Integrity)

    • 若属性A是基本关系R的主属性,则属性A不能取空值
    • 例:
      SAP(SUPERVISOR,SPECIALITY,POSTGRADUATE)
      POSTGRADUATE:
      主码(假设研究生不会重名)
      不能取空值
    • 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。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

    (3)参照完整性

    ❶ 关系间的引用

    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,则称F是基本关系R的外码,即该码是另一个表的主码。

    • 基本关系R称为参照关系(Referencing Relation),即本表。

    • 基本关系S称为被参照关系(Referenced Relation) 或目标关系(Target Relation),即外码对应的主码所在的表。

    • 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,当外码与相应的主码属于不同关系时,往往取相同的名 字,以便于识别
    ❸ 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
    • 外码的值要么为空,要么为S中某个元组的主码值

    (4)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,而不要由应用程序承担这一功能

    3.关系代数

    (1)关系代数运算符

    (2)传统的集合运算

    ① 并(Union)

    ② 差(Difference)

    ③ 交(Intersection)

    ④ 笛卡尔积(Cartesian Product)

    (3)专门的关系运算

    ① 几个记号

    ② 选择(Selection)

    ③ 投影(Projection)

    ④ 连接(Join)

    ❶ 左连接、右连接、外连接

    ⑤ 除(Division)

    ⑥ 综合举例

    The desire of his soul is the prophecy of his fate
    你灵魂的欲望,是你命运的先知。

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