关系数据库

关系模型

码

• 候选码(Candidate Key)
• 主码(Candidate Key) (主键多好听。。）
• 外码 (Foreign Key)

主属性与非主属性

• 包含在任何一个候选码中的属性称为主属性，而其他 属性称为非主属性
• 最简单的，候选码包含一个属性

• 最极端的，所有属性构成这个关系的一个候选码，称为全码

  关系模式（Relation Schema）

  关系模式是关系中信息内容结构的描述。
  R（U，D，DOM，I，Σ）

• R：是关系名

• U：是组成关系R的全部属性的集合
• D：是U中属性取值的值域
• DOM：是属性列到域的映射
• I：是一组完整性约束条件

• Σ（F）：是属性集间的一组数据依赖

  关系完整性约束

  实体完整性规则

• 规则：若属性A是基本关系R的主属性，则 属性A不能取空值。

  参照完整性规则

• 规则：若F是基本关系R的外码，并与 S的主码 Ks相对应，则对于R中每个元组在F上的值必 须为：

• 或者取空值

• 或者取S中主码Ks对应的值

  用户定义完整性规则

• 规则：反映某一具体应用所涉及的数据必须满 足的语义要求

关系代数

传统的集合运算

• 并 差 交 笛卡尔积

专门的关系运算

• 选择 投影 连接 自然连接 除

基本关系代数运算

• 并 差 笛卡尔积 选择 投影

例子

• 查询至少选修了课程号为1和2的 学生的学号
  • 
  • 
• 查询选修课程号为1或2的学生学号
  • 
• 查询没有选修1号课程的学生学号
  • 
• 查询选修课程号为1的学生姓名和成绩
  • 
  • 
• 查询选修全部课程的学生学号
  • 
• 查询至少选修1号同学选修的所有课程的 学生姓名
  • 

    查询优化

    
    

查询优化的策略和算法

1. 尽可能早地执行选择操作（减少中间运算 结果）
2. 同时进行投影和选择运算
3. 把投影同其前或后的双目运算结合起来
4. 合并选择与笛卡尔积组成一个连接运算
5. 寻找公共子表达式

方法

• 把σF1∧F2 ∧ …∧Fn(E)变换为 σF1 (σF2(…(σFn( E))…))
• 对每一个选择尽可能把它移到树的叶端
• 对每一个投影尽可能把它移到树的叶端
• 合并选择和投影或一个选择后跟一个投影
• 将得到的语法树的内节点分组。(每一双目运算和它所 有的直接祖先为一组。

例

• 求1号学生所选修的课程名及成绩
  • πCN,G （σSC.S#=‘1’∧SC.C#=C.C# （SC × C））

• 查询选修了数据库原理的学生姓名和成绩
  • πSN,G （σCN=‘数据库原理’ （S SC C））
  • πSN,G （σCN=‘数据库原理’ ∧ S.S#=SC.S#∧SC.C#=C.C#（S × SC × C））