关系代数讲解与例题

 

关系代数

关系代数是关系数据库系统查询语言的理论基础。

关系代数的9种操作:

并、交、差、乘、选择、投影、联接、除、自然联接运算。

五个基本操作:

并(∪)差(-) 笛卡尔积(×) 投影(σ) 选择(π)

四个组合操作:

交(∩)联接(等值联接) 自然联接(RS)除法(÷)

关系代数表达式:

由关系代数运算经有限次复合而成的式子称为关系代数表达式。这种表达式的运算结果仍然是一个关系。可以用关系代数表达式表示对数据库的查询和更新操作。

关系代数(演算)要求掌握各种语句的应用,多做书中的例题可以帮助自己熟能生巧。 关系代数表达式举例

用关系代数表示数据查询的典型例子

[例]设教学数据库中有3个关系:

学生关系S(SNO,SNAME,AGE,SEX)

学习关系SC(SNO,CNO,GRADE)

课程关系C(CNO,CNAME,TEACHER)

下面用关系代数表达式表达每个查询语句。

(1) 检索学习课程号为C2的学生学号与成绩。

πSNO,GRADE(σ CNO='C2'(SC))

(2) 检索学习课程号为C2的学生学号与姓名

πSNO,SNAME(σ CNO='C2'(SSC))

由于这个查询涉及到两个关系S和SC,因此先对这两个关系进行自然连接,同一位学生的有关的信息,然后再执行选择投影操作。

此查询亦可等价地写成:

πSNO,SNAME(S)(πSNO(σ CNO='C2'(SC)))

这个表达式中自然连接的右分量为"学了C2课的学生学号的集合"。这个表达式比前一个表达式优化,执行起来要省时间,省空间。

(3)检索选修课程名为MATHS的学生学号与姓名。

πSNO,SANME(σ CNAME='MATHS'(SSCC))

(4)检索选修课程号为C2或C4的学生学号。

πSNO(σ CNO='C2'∨CNO='C4'(SC))

(5)检索至少选修课程号为C2或C4的学生学号。

π1(σ1=4∧2='C2'∧5='C4'(SC×SC))

这里(SC×SC)表示关系SC自身相乘的乘积操作,其中数字1,2,4,5都为它的结果

关系中的属性序号。

比较这一题与上一题的差别。

(6)检索不学C2课的学生姓名与年龄。

πSNAME,AGE(S)-πSNAME,AGE(σ CNO='C2'(SSC))

这个表达式用了差运算,差运算的左分量为"全体学生的姓名和年龄",右分量为"学了C2课的学生姓名与年龄"。

(7)检索学习全部课程的学生姓名。

编写这个查询语句的关系代数过程如下:

(a) 学生选课情况可用πSNO,CNO(SC)表示;

(b) 全部课程可用πCNO(C)表示;

(c) 学了全部课程的学生学号可用除法操作表示。

操作结果为学号SNO的集合,该集合中每个学生(对应SNO)与C中任一门课程号CNO配在一起都在πSCO,CNO(SC)中出现(即SC中出现),所以结果中每个学生都学了全部的课程(这是"除法"操作的含义):

πSNO,CNO(SC)÷πCNO(C)

(d) 从SNO求学生姓名SNAME,可以用自然连结和投影操作组合而成:

πSNAME(S (πSNO,CNO(SC)÷πCNO(C)))

这就是最后得到的关系代数表达式。

(8)检索所学课程包含S3所学课程的学生学号。

注意:学生S3可能学多门课程,所以要用到除法操作来表达此查询语句。

学生选课情况可用操作 πSNO,CNO(SC)表示;

所学课程包含学生S3所学课程的学生学号,可以用除法操作求得:

πSNO,CNO(SC)÷ πCNO(σ SNO='S3'(SC))

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