SQL与关系代数对应

数据库关系代数表达式学习关系代数是关系数据库系统查询语言的理论基础。很有必要学习一下，有些是用代数表达式很方便的东西，用SQL写出来还是挺麻烦的，并不是想象当中那么直接。一、关系代数的9种操作：关系代数中包括了：并、交、差、乘、选择、投影、联接、除、自然联接等操作。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(÷)注2：等值连接表示先做笛卡尔积(×)之后，对相应列进行选择或等值关联后的结果(仅筛选行、不筛选列)注2：自然连接表示两个关系中若有相同名称的属性，则自动作为关联条件，且仅列出一列二、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。三、举例说明：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)(1)检索学习课程号为C2的学生学号与成绩------------------------------------SELECTSNO,GRADEFROMSCWHERECNO='C2'------------------------------------πSNO,GRADE(σCNO='C2'(SC))************************************(2)检索学习课程号为C2的学生学号与姓名------------------------------------SELECTSC.SNO,S.SNAMEFROMSC,SWHERESC.SNO=S.SNOANDSC.CNO='C2'------------------------------------πSNO,SNAME(σCNO='C2'(SSC))此查询涉及S和SC，先进行自然连接，然后再执行选择投影操作。----πSNO,SNAME（S）（πSNO(σCNO='C2'(SC))）自然连接的右分量为学了C2课的学生学号的集合。此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------------------------------------SELECTSC.SNO,S.SNAMEFROMSC,S,CWHERESC.SNO=S.SNOANDSC.CNO=C.CNOANDC.CNAME='MATHS'------------------------------------πSNO,SANME(σCNAME='MATHS'(SSCC))************************************(4)检索选修课程号为C2或C4的学生学号------------------------------------SELECTSNOFROMSCWHERECNO='C2'ORCNO='C4'------------------------------------πSNO(σCNO='C2'∨CNO='C4'(SC))************************************(5)检索至少选修课程号为C2或C4的学生学号------------------------------------SELECTSA.SNOFROMSCASSA,SCASSBWHERESA.SNO=SB.SNOANDSA.CNO='C2'ANDSB.CNO='C4'------------------------------------π1(σ1=4∧2='C2'∧5='C4'（SC×SC）)************************************(6)检索不学C2课的学生姓名与年龄------------------------------------SELECTSNAME,AGEFROMSMINUSSELECTS.SNAME,S.AGEFROMSC,SWHERESC.SNO=S.SNOANDSC.CNO='C2'(Oracle)------------------------------------πSNAME,AGE（S）－πSNAME,AGE(σCNO='C2'（SSC）)************************************(7)检索学习全部课程的学生姓名------------------------------------这个定义用SQL表示比较麻烦，略过------------------------------------πSNO,CNO(SC)÷πCNO(C)先用除法取出选取所有课程的SNO集(除法可以理解为一个Filter)πSNAME(S(πSNO,CNO(SC)÷πCNO(C)))再关联S表取出SNAME************************************(8)检索所学课程包含S3所学课程的学生学号------------------------------------这个定义用SQL表示比较麻烦，略过------------------------------------πSNO,CNO(SC)÷πCNO(σSNO='S3'(SC)）同样运用了除法的特性************************************(9)将新课程元组('C10','PHYSICS','YU')插入到关系C中------------------------------------INSERTINTOCVALUES('C10','PHYSICS','YU')------------------------------------(C∪('C10','PHYSICS','YU'))记住该符号的用法************************************(10)将学号S4选修课程号为C4的成绩改为85分------------------------------------UPDATESCSETGRADE=85WHERESNO='S4'ANDCNO='C4'------------------------------------（SC－（'S4','C4',?)∪('S4','C4',85)）先用'－'实现DELETE功能，再用'∪'实现INSERT功能注意使用?来表示检索时忽略该字段值************************************四、关系代数表达式的优化：目的：为了系统在执行时既省时间又能提高效率。基本策略：先做选择，运用投影去除多余属性等等。优化算法：语法树(尽量提前做选择操作；在每个操作后，应做个投影操作，去掉不用的属性值)例如：πSNO,SNAME(σGRADE60(SSC))进行优化后转换为：πSNO,SNAME(πSNO,SNAME(S)πSNO(σGRADE60(SC)))--即提前做选择操作；在每个操作后，应做个投影操作，去掉不用的属性值又如：S(S#,SNAME,AGE,SEX)SC(S#,C#,GRADE)C(C#,CNAME,TEACHER)πCNAME,TEACHER(σSEX='女'(SSCC))进行优化后转换为：πCNAME,TEACHER(CπC#(πS#,C#(SC)πS#(σSEX='女'(S))))优化前和优化后的语法树如下所示：