B关系代数附加运算扩展运算.pptx

11 八月 20241数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：附加运算：lIntersection,交r sl用-表示rs=r-(r-s)l示例1、求既是学生又是老师的人员(pid,name)2、学了c1和c2的学生学号sPidSnoSnamep1s1甲p2s2乙tPidTnoTnamep1t1甲p3t2丙SCSnoCnoScoreS1C180S1C290S2C170S3C26011 八月 20242数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：自然连接附加运算：自然连接l定义r s=RS(r.A1=s.A1 r.An=s.An(rs)l示例SSnoSnameS1甲S2乙S3丙SCSnoCnoScoreS1C180S1C290S2C170s sc=SnoSnameCnoScoreS1甲C180S1甲C290S2乙C170l自然连接确定选择条件的原则：以属性名是否相同为依据不以语义是否相同为依据要注意参与自然连接的表中是否有不希望做选择条件的同名属性11 八月 20243数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：自然连接附加运算：自然连接l可交换，可结合s sc sc s(s sc)c s (sc c)lRS=时，自然连接的结果 s c=?l连接,等值连接SSnoSnameS1甲S2乙SCSnoCnoScoreS1C180S1C290S2C170CCnoCnameC1DSC2DB11 八月 20244数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：附加运算：的定义的定义l示例：求学了全部课程的snosc cl除的定义trs,当切仅当tR-S(r)对任意tss,存在trr，满足：trR-S=t 且 trS=tsl示例：scSnoCnoS1C1S1C2S2C1S3C2cCnoC1C2scc=SnoS111 八月 20245数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：附加运算：定义二定义二lImageSet，象集(像集)：对R(A,B),“a1”是属性组A上的值(组)“a1”在R 上的象集，记作Ba1Ba1=tB|tr,tA=a1l除的定义(二)rs：是象集包含s的分量组集合通俗地讲：rs就是谁的象集包含sscSnoCnoS1C1S1C2S2C1S3C2cCnoC1C2CNOS1=CnoC1C2CNOS3=CnoC2CNOS2=CnoC111 八月 20246数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：附加运算：l示例，求学了所有课的学生学号：思考1：使用，有几种写法？思考2：不使用，如何书写？SSCCSnoSnameDeptSnoCnoScoreCnoCnameS1甲计S1C180C1DSS2乙软S1C290C2DBS3丙软S2C170S4丁计S3C26011 八月 20247数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：赋值，附加运算：赋值，l为了简化关系代数表达书的书写，引入赋值运算l示例不使用，求学了所有课程的学生学号temp1 sno(s)cno(c)temp2 sno(temp1 sno,cno(sc)sno(s)temp2SSCCSnoSnameDeptSnoCnoScoreCnoCnameS1甲计S1C180C1DSS2乙软S1C290C2DBS3丙软S2C170S4丁计S3C26011 八月 20248数据库系统概念-关系模型2.3附加运算：练习附加运算：练习 1、求计算机系学生的“DB”成绩(sno,sname,score)2、使用，求学了s5 所学全部课程的学生3、不使用，求学了s5 所学全部课程的学生SSCCSnoSnameDeptSnoCnoScoreCnoCnameS1甲计S1C180C1DSS2乙软S1C290C2DBS3丙软S2C170S4丁计S3C26011 八月 20249数据库系统概念-关系模型2.5空值空值,Nulll空值的语义不知道 或 不存在l空值的表现参与算术运算：结果为Null参与比较运算：结果为Null参与逻辑运算：1、Null or true=ture 2、Null and false=false3、其它情况结果为nulll空值是一种状态，不是一个明确的值SSnoSnameDeptSageS1甲计20S2乙软21S3丙软S4丁2011 八月 202410数据库系统概念-关系模型2.5关系代数对空值的处理关系代数对空值的处理l不是总有道理，更多的时候是定义l(E)保留使确定地为真的元组求20岁的学生求不是20岁的学生lA1,A2(E)元组表现相同(认为表示的语义相同)，则保留一个元组求各系年龄分布(dept,sage)l：与的处理原则一致SSnoSnameDeptSageS1甲计20S2乙软21S3丙软S4丁软11 八月 202411数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数扩展的关系代数l关系代数扩展的几个运算：广义投影聚集、分组聚集外连接l扩展的关系代数运算：对关系代数的查询能力进行了一些经常需要的扩展一般地讲，扩展的运算属于关系代数严格地说，扩展的运算不属于关系代数运算11 八月 202412数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数扩展的关系代数:广义投影广义投影 l广义投影F1,F2(E)F1 as A1,F2 as A2(E)Fi是算术表达式l 示例：求明年学生的年龄SSnoSnameDeptSageS1甲计20S2乙软21S3丙软S4丁计1911 八月 202413数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数：聚集扩展的关系代数：聚集l聚集运算：GF1(A1),F2(A2)(E)Fi是聚集函数l聚集函数：sum(),count(),max(),min(),avg()聚集函数作用于集合/多重集，返回值聚集运算作用于关系，返回关系l多重集与集合聚集函数默认作用于多重集强制作用于集合，使用“-distinct”SCSnoCnoScoreS1C180S1C295S2C18011 八月 202414数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数：分组聚集扩展的关系代数：分组聚集l分组聚集写法：A1,A2GF1(B1)(E)A1,A2是分组属性分组属性上取值相同的元组，划分为一组分组聚集操作G是关系代数运算l聚集运算支持重命名A1,A2GF1(B1)as name1,(E)SCSnoCnoScoreS1C180S1C290S1C385S2C170S2C380S3C26011 八月 202415数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数：扩展的关系代数：G练习练习1、求学习了5门以上课程的学生学号及课程门数；2、求有5门以上优秀课程(90)的学生学号；3、求每个学生的单科最高成绩及相应课程编号；4、求最高的学生平均成绩；5、求高于平均成绩的修课记录；6、求高于本门课平均成绩的修课记录；SCSnoCnoScoreS1C180S1C290S1C385S2C170S2C380S3C26011 八月 202416数据库系统概念-关系模型2.5 Null：聚集对空值的处理：聚集对空值的处理l不是总有道理，更多的时候是定义l聚集函数中的null1、多重集中忽略null2、聚集函数作用于空集合：count()=0；其它聚集函数作用于空集合，结果为nulll示例，snoG(sc)：SCSnoCnoScoreS1C180S1C2S1C380S1C495S2C1S2C3SnoCount(*)Count(score)Count-distinct(score)Max(score)Avg(score)S14329585S220011 八月 202417数据库系统概念-关系模型2.5关系代数对空值的处理：总结关系代数对空值的处理：总结l不是总有道理，更多的时候是定义l(E)保留使确定地为真的元组lA1,A2(E)元组表现相同，则保留一个元组认为含有空值的元组，空值表示的语义相同l：与的处理原则一致l聚集函数中的null1、多重集中忽略null2、聚集函数作用于空集合：count()=0其它聚集函数作用于空集合，结果为null11 八月 202418数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数：外连接扩展的关系代数：外连接lLeft out-join，左外连接，r s自然连接左侧失配元组(右侧属性补空值)l思考：学生学习c1课程的情况：如何书写？(sno,sname,cno,score)没有选课的学生也希望展现；l Right out-join，右外连接，r s同左外连接反向 SSCCSnoSnameSnoCnoScoreCnoCnameS1甲S1C180C1DSS2乙S1C290C2DBS3丙S2C17011 八月 202419数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数全外连接扩展的关系代数：全外连接lFull out-join，全外连接：自然连接左侧失配元组(右侧属性补空值)右侧失配元组(左侧属性补空值)l 求：C1和C2的学习成绩；SCSnoCnoScoreS1C180S1C290S2C170S2C380S3C260C1和C2的成绩：SnoC1C2S18090S270S36011 八月 202420数据库系统概念-关系模型2.4扩展的关系代数：课外练习扩展的关系代数：课外练习 1、求每门课程的修课人数及其平均成绩；2、求每门课程的课程名及其平均成绩；3求修课人数最多的课程号(cno)及相应修课人数；4、求平均成绩高于s2平均成绩的学生学号；5、求计算机系所有学生的C1课程成绩要求结果为三元组(sno,sname,c1_score)要求计算机系没有学c1的学生成绩为空值11 八月 202421数据库系统概念-关系模型2.6数据库的修改数据库的修改l关系代数是“pure”查询语言l经典的关系代数不具备数据库修改能力l本节扩展的用关系代数表示的数据库修改方法，同真正的数据库修改方法基本思路不一致，对数据库修改研究没有指导价值l本节不作学习要求