資料庫 - 關係演算

Simon.Wang發表於2015-05-05
資料庫

關係演算

以數理邏輯中的謂詞演算為基礎
按謂詞變元不同 進行分類
1.元組關係演算：
以元組變數作為謂詞變元的基本物件
元組關係演算語言ALPHA
2.域關係演算：
以域變數作為謂詞變元的基本物件
域關係演算語言QBE

由E.F.Codd提出
INGRES所用的QUEL語言是參照ALPHA語言研製的
語句
檢索語句
GET
更新語句
PUT，HOLD，UPDATE，DELETE，DROP

檢索操作

語句格式：
     GET　工作空間名  [（定額）]（表示式1）
               [：操作條件] [DOWN/UP 表示式2]
 定額：規定檢索的元組個數
格式：        數字
表示式1：指定語句的操作物件
格式：
關係名| 關係名. 屬性名| 元組變數. 屬性名| 集函式 [，…  ]
操作條件：將操作結果限定在滿足條件的元組中
格式：        邏輯表示式
表示式2：指定排序方式
格式：        關係名. 屬性名| 元組變數. 屬性名[，…  ]

（1）簡單檢索

GET　工作空間名 （表示式1）

[例1] 查詢所有被選修的課程號碼。
GET W (SC.Cno)
[例2] 查詢所有學生的資料。
GET W (Student)
格式
GET　工作空間名（表示式1）：操作條件

[例3]查詢資訊系(IS)中年齡小於20歲的學生的學號和年齡
    GET  W  (Student.Sno，Student.Sage): 
     Student.Sdept='IS'∧ Student.Sage<20

格式
GET　工作空間名（表示式1）[：操作條件]
DOWN/UP 表示式2

  [例4]查詢電腦科學系(CS)學生的學號、年齡，結果按年齡降   
           序排序
    GET  W  (Student.Sno，Student.Sage):
               Student.Sdept='CS‘ DOWN Student.Sage

格式
GET　工作空間名（定額）（表示式1）
[：操作條件] [DOWN/UP 表示式2] 

[例5]  取出一個資訊系學生的學號。
    GET  W  (1)  (Student.Sno):
             Student.Sdept='IS' 
[例6]  查詢資訊系年齡最大的三個學生的學號及其年齡，結果按年齡降序排序。
        GET  W (3)  (Student.Sno，Student.Sage):
         Student.Sdept='IS' DOWN Student.Sage

用元組變數的檢索

元組變數的含義
表示可以在某一關係範圍內變化（也稱為範圍變數Range Variable）
元組變數的用途
① 簡化關係名：設一個較短名字的元組變數來代替較長的關係名。
② 操作條件中使用量詞時必須用元組變數。
定義元組變數
格式：RANGE 關係名 變數名
一個關係可以設多個元組變數

用存在量詞的檢索

操作條件中使用量詞時必須用元組變數 

[例8]  查詢選修2號課程的學生名字。
   RANGE  SC  XGET W (Student.Sname): X(X.Sno=Student.Sno∧X.Cno='2')
[例9] 查詢選修了這樣課程的學生學號，其直接先行課是6號課程。
   RANGE Course  CX
   GET  W  (SC.Sno): 
  CX (CX.Cno=SC.Cno∧CX.Pcno='6')
[例10]查詢至少選修一門其先行課為6號課程的學生名字
           RANGE  Course  CX
                              SC        SCX
            GET  W  (Student.Sname): SCX (SCX.Sno=Student.Sno∧
                                   CX (CX.Cno=SCX.Cno∧CX.Pcno='6')) 
 前束正規化形式： 
              GET  W  (Student.Sname): 
                      SCXCX (SCX.Sno=Student.Sno∧                                          
                                         CX.Cno=SCX.Cno∧CX.Pcno='6')

帶有多個關係的表示式的檢索

 [例11]  查詢成績為90分以上的學生名字與課程名字。
     RANGE  SC  SCX
     GET  W(Student.Sname，Course.Cname):       
            SCX (SCX.Grade≥90 ∧ 
              SCX.Sno=Student.Sno∧
              Course.Cno=SCX.Cno)

用全稱量詞的檢索

 [例12]  查詢不選1號課程的學生名字
          RANGE  SC  SCX
          GET  W (Student.Sname):
         SCX (SCX.Sno≠Student.Sno∨SCX.Cno≠'1')
用存在量詞表示：
          RANGE  SC  SCX
          GET  W  (Student.Sname): 
   SCX (SCX.Sno=Student.Sno∧SCX.Cno='1')

用兩種量詞的檢索

[例13]  查詢選修了全部課程的學生姓名。
          RANGE  Course  CX
                         SC         SCX
          GET  W  (Student.Sname): 
   CX SCX (SCX.Sno=Student.Sno∧ 
                SCX.Cno=CX.Cno)

用蘊函（Implication）的檢索

 [例14]  查詢最少選修了200215122學生所選課程的學生學號
          RANGE  Couse  CX
                           SC     SCX 
                           SC     SCY
          GET  W  (Student.Sno):      CX(SCX
          (SCX.Sno=‘200215122'∧SCX.Cno=CX.Cno)SCY(SCY.Sno=Student.Sno∧                                                                   SCY.Cno= CX.Cno))

聚集函式

[例15]  查詢學生所在系的數目。
         GET  W  ( COUNT(Student.Sdept) )
      COUNT函式在計數時會自動排除重複值。

[例16]  查詢資訊系學生的平均年齡
              GET  W  (AVG(Student.Sage):                  
              Student.Sdept='IS’  )

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