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关系代数
当对关系模型进行查询运算,涉及到多种运算时,应当注意它们之间的先后顺序,因为有可能进行投影运算时,把符合条件的记录过滤,产生错误的结果。
1.关系模型的基本操作
关系模型的基本操作:插入、删除、修改和查询。
其中查询包含如下运算:
①投影运算。从R中选择出若干属性列组成新的关系。
②选择运算。选择运算是一个一元运算,关系R通过选择运算(并由该运算给出所选择的逻辑条件)后仍为一个关系。设关系的逻辑条件为F,则R满足F的选择运算可写成:σF(R)
③笛卡尔积运算。设有n元关系R及m元关系S,它们分别有p、q个元组,则关系R与S经笛卡尔积记为R×S,该关系是一个n+m元关系,元组个数是p×q,由R与S的有序组组合而成。
小提示:当关系模式进行笛卡尔积运算时,读者应该注意运算后的结果是n+m元关系,元组个数是p×q,这是经常混淆的。
2.关系代数中的扩充运算
(1)交运算:关系R与S经交运算后所得到的关系是由那些既在R内又在S内的有序组所组成,记为R∩S。
(2)除运算
如果将笛卡尔积运算看作乘运算的话,除运算就是它的逆运算。当关系T=R×S时,则可将除运算写成:T÷R=S或T/R=S
S称为T除以R的商。除法运算不是基本运算,它可以由基本运算推导而出。
(3)连接与自然连接运算
连接运算又可称为θ运算,这是一种二元运算,通过它可以将两个关系合并成一个大关系。设有关系R、S以及比较式iθj,其中i为R中的域,j为S中的域,θ含义同前。则可以将R、S在域i,j上的θ连接记为:
R|×|S
iθj
在θ连接中如果θ为"=",就称此连接为等值连接,否则称为不等值连接;如θ为"<"时称为小于连接;如θ为">"时称为大于连接。
自然连接(naturaljoin)是一种特殊的等值连接,它满足下面的条件:
①两关系间有公共域;
②通过公共域的等值进行连接。
设有关系R、S,R有域A1,A2,…,An,S有域B1,B2,…,Bm,并且,Ai1,Ai2,…,Aij,与B1,B2,…,Bj分别为相同域,此时它们自然连接可记为:
R|×|S
自然连接的含义可用下式表示:
R|×|S=πA1,A2,……An,Bj+1,……Bm(σAi1=B1^Ai2=B2^…^Aij=,Bj(R×S))
疑难解答:连接与自然连接的不同之处在什么?
一般的连接操作是从行的角度进行运算,但自然连接还需要取消重复列,所以是同时从行和列的角度进行运算。
数据库设计与管理
数据库设计中有两种方法,面向数据的方法和面向过程的方法:
面向数据的方法是以信息需求为主,兼顾处理需求;面向过程的方法是以处理需求为主,兼顾信息需求。由于数据在系统中稳定性高,数据已成为系统的核心,因此面向数据的设计方法已成为主流。
数据库设计目前一般采用生命周期法,即将整个数据库应用系统的开发分解成目标独立的若干阶段。它们是:需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段和进一步修改阶段。在数据库设计中采用前4个阶段。
疑难解答:数据库设计的前4个阶段的成果分别是什么?
数据库设计中一般采用前4个阶段,它们的成果分别是需求说明书、概念数据模型、逻辑数据模型和数据库内模式。
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