2010年自學考試數(shù)據(jù)庫原理復習知識點

3.笛卡爾積
設關系R和S的元數(shù)分別為r和s.定義R和S的笛卡爾積是一個(r+s)元的元組集合,每個元組的前r個分量(屬性值)來自R的一個元組,后s個分量來自S的一個元組,記為R×S.
若R有M個元組,S有n個元組,則R×S有m×n個元組。
4.選擇
從關系中找出滿足給定條件的所有元組稱為選擇。其中的條件是以邏輯表達式給出的,該邏輯表達式的值為真的元組被選取。這是從行的角度進行的運算,即水平方向抽取元組。經(jīng)過選擇運算得到的結果可以形成新的關系,其關系模式不變,但其中元組的數(shù)目小于或等于原來的關系中的元組的個數(shù),它是原關系的一個子集。
記為:δF(R)≡{tㄏt屬于R∧F(t)=true}
5.投影
從關系中挑選若干屬性組成的新的關系稱為投影。這是從列的角度進行運算。經(jīng)過投影運算可以得到一個新關系,其關系所包含的屬性個數(shù)往往比原關系少,或者屬性的排列順序不同。如果新關系中包含重復元組,則要刪除重復元組。
記為:∏A(R)={t[A]ㄏt屬于R}?A為R中的屬性列。
例如:∏3,1(R)
關系代數(shù)的四個組合操作轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com
1.交
關系R和S的交是由屬于R又屬于S的元組構成的集合,記為R∩S.R和S要求定義在相同的關系模式上。
R∩S≡{tㄏt屬于R∧t屬于S},R和S的元數(shù)相同。
2.聯(lián)接
聯(lián)接有兩種:θ聯(lián)接和F聯(lián)接(θ是算術比較符,F(xiàn)是公式)。
?、?theta;聯(lián)接
θ聯(lián)接是從關系R和S的笛卡爾積中選取屬性值滿足某一θ操作的元組,記為:
R?×iθj?S,這里i和j分別是關系R和S中第i個、第j個屬性的序號。
R?×iθj?S≡δiθ(r+j)(R×S)
如果θ是等號“=”,該聯(lián)接操作稱為“等值聯(lián)接”。
?、艶聯(lián)接
F聯(lián)接操作是從關系R和S的笛卡爾積中選取屬性值滿足某一公式F的元組,記為:
R?×F?S,這里的F是形為F1∧F2∧…∧Fn的公式,每一個f都是形為iθj的式子,而i和j分別是關系R和S中第i個、第j個屬性的序號。
3.自然聯(lián)接
兩個關系R和S的自然聯(lián)接用R?×?S表示。具體計算過程如下:
①計算R×S
?、谠OR和S的公共屬性是A1,……,Ak,挑選R×S中滿足R .A1=S.A1,……,R.Ak=S.Ak的那些元組
?、廴サ鬝.A1,……,S.Ak的這些列。
如果兩個關系中沒有公共屬性,那么其自然聯(lián)接就轉(zhuǎn)化為笛卡爾積操作。
4.除法
給定關系R(X,Y)和S(Y,Z),其中X,Y,Z為屬性組。R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名,但必須出自相同的域集。R與S的除運算得到一個新的關系P(X),P是R中滿足下列條件的元組在X屬性上的投影:元組在X上分量值x的象集YX包含S在Y上投影的集合。
關系代數(shù)表達式及其應用實例
在關系代數(shù)運算中,把由五個基本操作經(jīng)過有限次復合的式子稱為關系代數(shù)表達式。這種表達式的結果仍然是一個關系。可以使用關系代數(shù)表達式表示各種數(shù)據(jù)查詢操作。
例題:設教學庫中有三個關系:
學生關系S(S#,SNAME,AGE,SEX)?轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com
學習關系SC(S#,C#,GRADE)
課程關系C(C#,CNAME,TEACHER)
下面用關系代數(shù)表達式表達各個查詢語句
1.檢索學習課程號為C2的學生學號與成績。
2.檢索學習課程號為C2的學生學號與姓名。
3.檢索選修課程名為MATHS的學生學號與姓名。
4.檢索選修課程號為C2或C4的學生學號。
5.檢索至少選修課程號為C2或C4的學生學號。
6.檢索不學C2課的學生姓名有年齡。
7.檢索學習全部課程的學生姓名。
1.∏S#,GRADE(δC#=‘C2’(SC))
或∏1,3(δ2=‘C2’(SC))
2.∏S#,SNAME(δC#=‘C2’(S?×?SC))
3.∏S#,SNAME(δCNAME=‘MATHS’(S?×?SC?×?C))
4.∏S#(δC#=‘C2’∨C#=‘C4’(SC))
5.∏1(δ1=4∧2=‘C2’∧5=‘C4’(SC×SC))
6.∏SNAME,AGE(S)-∏SNAME,AGE(δC#=‘C2’(S?×?SC))
7.學生選課情況:∏S#,C#(SC)
全部課程:∏C#(C)
學了全部課程的學生的學號用除操作,結果是學號S#集:
∏S#,C#(SC)÷∏C#(C)
從S#求學生姓名,可用自然聯(lián)接和投影組合操作:
∏SNAME(S?×?(∏S#,C#(SC)÷∏C#(C)))
關?系?模?型
?。筷P系模型是1970年由E.F.Codd提出的。與層次、網(wǎng)狀模型相比,它有以下特點:
1.數(shù)據(jù)結構簡單—二維表格
2.扎實的理論基礎。
a.關系運算理論
b.關系模式設計理論
關系模型的基本概念
?用二維表格結構表示實體,外鍵表示實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關系模型。
?介紹二維表格中的術語,體系結構,完整性約束和關系模型的形式定義。
??二維表格的基本術語
1.二維表格
關系模型中,字段稱為屬性,字段值稱為屬性值,記錄類型稱為關系模型。關系模式名是R.記錄稱為元組,元組的集合稱為關系或?qū)嵗?。一般用大寫字母A、B、C、……表示單個屬性,用小寫字母表示屬性值。關系中屬性的個數(shù)稱為“元數(shù)”,元組的個數(shù)稱為“基數(shù)”。例子的關系元數(shù)為5,基數(shù)為2.有時也稱關系為表格,元組為行,屬性為列。
2.鍵
鍵由一個或幾個屬性組成,分為以下幾種:
a.超鍵:在關系中能惟一標識元組的屬性集稱為關系模式的超鍵。
b.候選鍵:不含多余屬性的超鍵稱為候選鍵。即在候選鍵中,若要再刪除屬性,就不是鍵了。
c.主鍵:用戶選作元組標識的一個候選鍵稱為主鍵。一般情況下,鍵指主鍵。
3.關系的定義和性質(zhì)
關系是一個元數(shù)為K(K>=1)的元組的集合。
關系是一種規(guī)范化的表格,它有以下限制:
a.關系中的每一個屬性值都是不可分解的。
b.關系中不允許出現(xiàn)相同的元組。
c.關系中不考慮元組之間的順序。
d.元組中屬性也是無序的。
關系模式、關系子模式和存儲模式
關系模型中,概念模式是關系模式的集合,外模式是關系子模式的集合,內(nèi)模式是存儲模式的集合。
1.關系模式
關系模式實際就是記錄類型,包括:模式名、屬性名、值域名以及模式的主鍵。它不涉及物理存儲方面的描述,只是對數(shù)據(jù)特性的描述。
2.關系子模式
子模式是用戶所用到的那部分數(shù)據(jù)的描述。除了指出用戶的數(shù)據(jù)外,還應指出模式與子模式之間的對應性。
3.存儲模式
關系存儲時的基本組織方式是文件,元組是文件中的記錄。由于關系模式有鍵,因此存儲一個關系可以用散列方法或索引方法實現(xiàn)。
關系模型的三類完整性規(guī)則
1.實體完整性規(guī)則
這條規(guī)則要求關系中元組在組成主鍵的屬性上不能有空值。如有空值,那么主鍵值就起不了惟一標識元組的作用。
2.參照完整性規(guī)則
如果屬性集K是關系模式R1的主鍵,K也是關系模式R2的外鍵,那么在R2的關系中,K的取值只允許有兩種可能,或為空值,或等于R1關系中某個主鍵值。
使用時應注意:
a.外鍵和相對應的主鍵可以不同名,只要定義在相同的值域上即可。
b.R1和R2也可以是同一個關系模式,表示了屬性之間的聯(lián)系。
c.外鍵值是否允許為空,應視具體問題而定。
3.用戶定義的完整性規(guī)則
這是針對具體數(shù)據(jù)的約束條件,由應用環(huán)境而定。
?關系模型的形式定義
三個組成部分:數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作和完整性規(guī)則。
1.關系模型的基本數(shù)據(jù)結構就是關系。
2.關系運算分為關系代數(shù)和關系演算。
3.關系模型的三類完整性規(guī)則。
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