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1、Lecture 2Relational Database,Wang Yangting,Review,Basic Concept of Database Principle Data,InformationDatabase,DBMSDatabase ApplicationHistory of DatabaseDatabase System ModelER Model,Data Model,Data SchemaLeading Commercial DatabaseChapter 1,Topic,Relational Data ModelRelational AlgebraChapter 2,1.
2、Rational Data Model,Relational Data ModelBasic Data model of Relational DatabaseData StructureThe basic data structure is“table”with rows and column.RowColumnCell,1.Rational Data Model,Examples:Relation:studentRow,Column,Cell,1.Rational Data Model,AttributesThe features of an entity in real world ar
3、e expressed as attributes in relational modelExample:Entity:StudentAttributes:name,sid,age,gender,birthday,etcDomainThe scope of an attribute is called its domainAtomic data or NullExamples:Age:0-200,1.Rational Data Model,关系：把关系看成一个集合，转换成数学的集合以及集合的运算问题。笛卡尔定义：笛卡尔积：设D1，D2，Dn 为n个集合，称D1 D2 Dn(d1，d2，dn)|
4、di Di，(i=1,2,n)为集合的笛卡儿积。Di(i=1,2,n)即为以上定义的域；di为该域的一个值；其中的每一个元素(d1,d2,dn)即为以上定义的元组；n表示参与笛卡儿积的域的个数，称作度。同时它也表示了每一个元组中分量的个数，n=1,称为一元组，n=2，称为二元组，n=p称为p元组,1.Rational Data Model,Example：D1=MAN=Jack,John,WhiteD2=WOMAN=Susan,AnnaD3=CHILD=Jim,Ali,JoannaQuestion?Suppose we meet them in street,a man,a woman and
5、 a child from one family can form a group.Let us guess how many groups?,1.Rational Data Model,Probability：D1 D2 D3Result=Jack,Susan,Jim，Jack,Susan,Ali,Jack,Susan,Joanna，Jack,Anna,Jim,Jack,Anna,Ali，Jack,Anna,Joanna,John,Susan,Jim，John,Susan,Ali,John,Susan,Joanna，John,Anna,Jim,John,Anna,Ali，John,Anna,
6、Joanna,White,Susan,Jim，White,Susan,Ali,White,Susan,Joanna，White,Anna,Jim,White,Anna,Ali，White,Anna,Joanna,1.Rational Data Model,Conceptiondomain（set）：D1，D2，D3Descartes product：Result=D1 D2 D3John is element of(Domain)set ManTuple:John,Susan,Jimn=3,degree is 3,1.Rational Data Model,回顾一下-笛卡尔定义：笛卡尔积：设D
7、1，D2，Dn 为n个集合，称D1 D2 Dn(d1，d2，dn)|di Di，(i=1,2,n)为集合的笛卡儿积。Di(i=1,2,n)即为以上定义的域；di为该域的一个值；其中的每一个元素(d1,d2,dn)即为以上定义的元组；n表示参与笛卡儿积的域的个数，称作度。同时它也表示了每一个元组中分量的个数，n=1,称为一元组，n=2，称为二元组，n=p称为p元组,1.Rational Data Model,Relation的定义D1 D2 Dn的子集叫作在域D1，D2，Dn上的关系，用 R(D1，D2，Dn)表示。这里R表示关系的名字，n是关系的目或度（Degree）。说明D1 D2 Dn是笛
8、卡尔乘积关系R是所有元组的一个子集,1.Rational Data Model,Examples：Family=Jack,Susan,Jim，White,Anna,Joanna，White,Anna,Ali,1.Rational Data Model,Express as table:,1.Rational Data Model,RelationSuppose a relation R with Attribute A1,A2,An,the corresponding domains are D1,D2,Dn,then R can be expressed as:R=(A1,A2,An)Not
9、eR=(A1,A2,An)is called schema of Rn is number of attributes,called degreeAi is attribute name,1.Rational Data Model,TupleAn instance(value)of R can be expressed as r,it is a set of n-tuple.R=t1,t2,tnT=vi Di 1i nRelation and tableRelation is also called tableAttribute called columnTuple is called row
10、,1.Rational Data Model,Examples:Relation:studentAttribute:name,age,gender,gradetuple,2.Relational Algebra,关系数据库常用的语言关系代数用对关系的运算来表达查询的语言，称为代数式语言，简称关系代数关系演算用查询所得到的元组所应满足的谓词来表达查询的语言称为演算式语言，简称关系演算,2.Relational Algebra,定义：关系代数是关系运算的总和关系运算分为两类：一类是传统的集合运算：主要是对行进行运算。另一类是专门的关系运算：主要是对列进行运算。,2.Relational Algeb
11、ra,传统的集合运算如并(Union)、交(Intersection)、差(Difference)这类运算将关系看成元组的集合，运算是从行的角度进行。专门的关系运算，如选择(Select)、投影(Projection)、连接(Jion)、除。这些运算不仅涉及行而且也涉及到列。,2.Relational Algebra,1.并（Union）运算 RS=t|tRtS 2.差（Difference）运算 RS=t|tR!(tS)3.交（Intersection）运算 RS=t|tRtS,关系运算（续）,并运算举例,2.Relational Algebra,差运算举例,2.Relational Alg
12、ebra,交运算举例,2.Relational Algebra,专门关系运算选择（Selection）运算按照一定的条件在给定的关系中选取若个元组投影（Projection）运算选取关系特定的列投影后不仅某些列消失了，某些行也可能消失连接（Join）运算从两个关系中选取符合条件的元组可以有条件连接和自然连接,2.Relational Algebra,选择举例：所在系为CS,2.Relational Algebra,投影举例：在SName、SD上的投影,关系运算（续）,连接举例：连接条件CE,关系运算（续）,自然连接举例,2.Relational Algebra,关系演算按照谓词变量的不同分为两
13、类：元组关系演算和域关系演算。元组关系演算以元组为变量，这个变量是在某个关系或几个关系的并中取某些元组为其值，也就是说在任一给定的时刻，这个变量代表了这个关系中的某一元组。域关系演算以域为变量，这个变量是在某个关系中取某些属性的值，也就是说，在任一给定的时刻，这个变量代表了关系中的某一个域。,2.Relational Algebra,完整性关系模型的完整性规则是用来约束关系的，以保证数据库中数据的正确性和一致性。关系模型的完整性共有三类：实体完整性：主属性非空参照完整性：引用属性值域正确用户定义的完整性：允许用户自己定义数据完整性由实体完整性和参照完整性规则来维护，实体完整性和参照完整性是关系
14、模型必须满足的完整性约束条件，将由关系系统自动支持。,3.Chapter 2,Why Use a Relational-Database Design?simple,flat database consisting of a single tabledoes not require much knowledge of database theory.for example,the Library of Congress,3.Chapter 2,Redundancyunnecessary repetition of data,3.Chapter 2,Multiple-value problems
15、authored by multiple authorsWe can accommodate multiple authors with multiple We can accommodate multiple authors with multiple columns We can include all authors names in one column of the table.,3.Chapter 2,Update anomaliesInsertion anomalies Deletion anomalies,3.Chapter 2,Database Programming The motivation for learning database programming is quite simplepower programming may be the only way to access and manipulate a database from within another application programming can give you a great sense of satisfaction,Summary,Rational Data ModelRelational AlgebraRelational DBMS,Homework,P15 1,
