第2章关系数据库基本原理

第 2 章关系数据库基本原理

本章内容 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.1 关系数据库概述 ,[object Object],[object Object],表 2-1 关系模型示例韶山北路 55 号男张明华 E005 仓储部 D004 公司集体宿舍女肖海燕 E004 销售部 D003 公司集体宿舍男郭文斌 E003 市场部 D002 五一北路 25 号男东方牧 E002 总经理办 D001 东风路 78 号男钱达理 E001 总经理办 D001 住址性别员工姓名员工编号部门名称部门编号

关系数据模型 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

单一数据结构 ,[object Object],[object Object],[object Object],3 操作系统 04 3 数据库 03 3 C 语言 02 4 数据结构 01 课程选修学生 IE 田七 02221 CS 王五 03123 MA 李四 02210 CS 张三 03001 90 02210 02 03123 02 98 03001 03 89 02221 03 03123 04 74 03123 01 88 02210 01 95 03001 01

2.1 关系数据库概述 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.1 关系数据库概述 ,[object Object],[object Object]

2.1 关系数据库概述 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

关系模型的完整性约束 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

实体完整性 ,[object Object],[object Object],课程（课程号，课程名，学分）选修（课程号，学号，成绩） 3 数据库 03 3 操作系统 04 3 JAVA 语言 3 C 语言 02 4 数据结构 01 90 02210 02 03123 02 98 03001 03 89 02221 03 03123 04 74 03123 01 88 02210 01 95 03001 01

参照完整性 ,[object Object],Student Department 主码外码不是 student 的主码，但是 department 的主码田七 … 李四张三 Sname 女 … 男男 Ssex MA 21 02210 … … … IE 20 02221 CS 20 03001 Sdept Sage Sno 数学 C 楼 MA … … … 信息 B 楼 IS 计算机 A 楼 CS Sname Sloc Sdept

用户定义的完整性 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.2 关系代数的基本原理 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.2 关系代数的基本原理 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],i=1 n

2.2 关系代数的基本原理 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

笛卡尔积示例李四王五张三 D1 C 语言高数 D2 高数李四 C 语言王五 C 语言张三王五李四张三 C 语言高数高数 D1×D2 高数李四 C 语言王五选修高数张三 C 语言李四

关系中的码所有属性共同组成关系模式的候选码全码不是当前关系的码，但是其他关系中的主码外码码含有多个属性合成码多个候选码中的主要应用属性组，其中的每个属性都称为主属性，不属于任何候选码的属性称为非码属性主码能唯一标示一个元组的属性组候选码码

关系模式 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

关系代数 ,[object Object],[object Object]

关系代数运算 ,[object Object],大于等于大于小于等于小于等于不等于 ≥ > ≤ < = ≠ 比较运算符广义笛卡尔积选择投影连接除 × σ ∏ ∞ % 专门的关系运算符非与或 ┐ Λν 逻辑运算符并差交 ∪ － ∩ 集合运算符含义运算符含义运算符

2.2 关系代数的基本原理 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

传统的集合运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],R S

传统的集合运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],R S R × S

2.2 关系代数的基本原理 ,[object Object],[object Object],A∪B={( 湖南，长沙 ) ， ( 河北，石家庄 ) ， ( 陕西，西安 ) ， ( 湖北，武汉 ) ， ( 广东，广州 ) ， ( 广东，深圳 )} A∩B={( 陕西，西安 )} A-B={( 湖南，长沙 ) ， ( 河北，石家庄 )}

专门的关系运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],F:A<19 18 16 17 20 19 18 21 16 17

专门的关系运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],A=(c,d,f) a b e c d f R c d f

专门的关系运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],R S t r [A] t s [B] 18 19 21 20 16 18 23 17 18 18 19 23 21 23 18 23 20 23 16 16 16 18 23 17 R ∞S A <=B

专门的关系运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],R S A3 A4 18 18 21 20 17 18 23 17 18 18 18 18 17 17 R ∞S A3 =A4

专门的关系运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],R S A3 A4 18 18 18 18 17 17 18 18 21 20 17 18 23 17 R * S

专门的关系运算 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

除的示例 C504 07605 C502 07604 C504 07603 C501 07603 C503 07602 C502 07602 C501 07602 C504 07601 C504 C502 07601 C501 C501 07601 cno cno sno 关系 S 关系 R

除的示例 X={sno},Y={cno} R/S={07601,07603} 实际意义是：求至少选修了 C501, C504 课程的学生学号 {C501, C504} {C504} 07605 {C501, C504} {C502} 07604 {C501, C504} {C501, C504} 07603 {C501, C504} {C501, C502, C503} 07602 {C501, C504} {C501, C502, C504} 07601 S[Y] 象集 Y x X 取 x 值

2.2 关系代数的基本原理 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],解： (1) R={( 钱达理 , 男 , 总经理办 , 东风路 78 号 ) ， ( 钱达理 , 男 , 销售部 , 五一北路 25 号 ) ， ( 东方牧 , 男 , 总经理办 , 东风路 78 号 ) ， ( 东方牧 , 男 , 销售部 , 五一北路 25 号 )} 。 R 是一个包含 4 个元组的 4 元关系。 (2) ∏ (R)={( 钱达理 , 总经理办 , 东风路 78 号 ) ， ( 钱达理 , 销售部 , 五一北路 25 号 ) ， ( 东方牧 , 总经理办 , 东风路 78 号 ) ， ( 东方牧 , 销售部 , 五一北路 25 号 )} (3) R[S]={( 钱达理 , 总经理办 , 东风路 78 号 )}

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],表 2-2 一个不好的关系模式 8500.00 2 交换机周昌韦力电子实业公司 S003 480.00 5 喷墨打印机周昌韦力电子实业公司 S003 10200.00 5 笔记本计算机方胜力湘江计算机外设公司 S002 2800.00 5 激光打印机施宾彬华科电子有限公司 S001 9800.00 10 笔记本计算机施宾彬华科电子有限公司 S001 单价订货数量商品名称联系人供应商名称供应商代码

2.3 关系模式的分解 ,[object Object]

关系数据理论 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

关系数据库设计中的异常问题 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

示例数据 ,[object Object],[object Object],85 生产管理李瑞管理系丁七 060704 79 技术经济李瑞管理系丁七 060704 75 市场营销李瑞管理系丁七 060704 70 生产管理李瑞管理系王五 060703 93 技术经济李瑞管理系王五 060703 82 市场营销李瑞管理系王五 060703 75 生产管理李瑞管理系李四 060702 88 技术经济李瑞管理系李四 060702 90 市场营销李瑞管理系李四 060702 80 生产管理李瑞管理系张三 060701 78 技术经济李瑞管理系张三 060701 86 市场营销李瑞管理系张三 060701 成绩 (2) 课程名 (10) 系负责人 (8) 系名 (8) 姓名 (8) 学号 (6)

数据冗余 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

更新异常 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

插入异常 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

删除异常 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

[object Object],[object Object]

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object]

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ƒ p ƒ

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ƒ t t

码 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ƒ

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

范式 ,[object Object],[object Object]

第 1 范式 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

第 2 范式 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

规范化结果 ,[object Object],李瑞管理系丁七 060704 李瑞管理系王五 060703 李瑞管理系李四 060702 李瑞管理系张三 060701 系负责人 (8) 系名 (8) 姓名 (8) 学号 (6)

规范化结果 ,[object Object],规范化前总字节数 = (6+8+8+8+10+2)*12=504B 规范化后总字节数 = (6+8+8+8)*4+(6+10+2)*12= 120B+216B=336B 85 生产管理 060704 79 技术经济 060704 75 市场营销 060704 70 生产管理 060703 93 技术经济 060703 82 市场营销 060703 75 生产管理 060702 88 技术经济 060702 90 市场营销 060702 80 生产管理 060701 78 技术经济 060701 86 市场营销 060701 成绩 (2) 课程名 (10) 学号 (6)

异常问题缓解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

第 3 范式 ,[object Object],[object Object],[object Object]

规范化结果 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],规范化前学生情况表总字节数 = (6+8+8+8)*4=120B 规范化后总字节数 =(8+8)*1+(6+8+8)*4=104B 李瑞管理系系负责人 (8) 系名 (8) 管理系丁七 060704 管理系王五 060703 管理系李四 060702 管理系张三 060701 系名 (8) 姓名 (8) 学号 (6)

异常问题缓解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

进一步优化 ,[object Object],[object Object],优化前总字节数 = (8+8)*1+(6+8+8)*4=104B 优化后总字节数 = (2+8+8)*1+(6+8+2)*4=82B MD 系号 (2) 李瑞管理系系负责人 (8) 系名 (8) MD 丁七 060704 MD 王五 060703 MD 李四 060702 MD 张三 060701 系号 (2) 姓名 (8) 学号 (6)

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object]

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.3 关系模式的分解 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],图 2-2 E-R 模型到关系模型的转化过程 1 ．独立实体到关系模型的转化一将每个实体集转换为对应的一个关系模式，实体集的属性就是关系的属性。 E - R 模型关系模型对问题进行分析转化

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],[object Object],图 2-3 学生实体的 E-R 图学生学号民族籍贯姓名

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],图 2-4 1:1 联系到关系模型的转化 1 1 经理公司领导姓名住址出生年月电话民族名称电话类型注册地

E-R 图分析方法一对一一对多

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],图 2-5 1:n 关系到关系模型的转化 1 n 学生班级属于姓名学号民族出生年月名称班号系年级专业

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],图 2-6 m:n 关系到关系模型的转化学习 m n 学生学号姓名出生年月民族课程号课程名学时数课程成绩

2.5 数据库的设计方法图 2-7 m:n 关系到关系模型的转化

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],图 2-8 自联系关系到关系模型的转化姓名员工号民族基本工资职务住址领导员工

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],销售公司商品供应商客户采购订单销售订单库存文件图 2-8 某销售公司业务流程图

2.5 数据库的设计方法 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

2.5 数据库的设计方法员工销售订单商品采购订单供应商运输商客户图 2-9 数据实体之间的关系

本章小结 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

第2章关系数据库基本原理

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