元组关系演算语言ALPHA

元组关系演算以元组变量作为谓词变元的基本对象。一种典型的元组关系演算语言是E.F.Codd提出ALPHA语言，这一语言虽然没有实际实现，但关系数据库管理系统INGRES&127;所用的QUEL语言是参照ALPHA语言研制的，与ALPHA十分类似。

例1 查询所有被选修课程的课程号码
GET W (SC.Cno)
这里条件为空，表示没有限定条件。W为工作空间名。
　　例2 查询所有学生的数据
GET W (Student)

例3 查询信息系(IS)中年龄小于20岁的学生的学号和年龄
GET W (Student.Sno, Student.Sage): Student.Sdept='IS' ∧ Student.Sage<20v举例： 　　

例4 查询计算机科学系(CS)学生的学号、年龄，并按年龄降序排序
GET W (Student.Sno, Student.Sage): Student.Sdept='CS' DOWN Student.Sage

例5 取出一个信息系学生的学号
GET W (1) (Student.Sno): Student.Sdept='IS'
所谓带定额的检索是指指定检索出元组的个数，方法是在W后括号中加上定额数量。
排序和定额可以一起使用。
例6 查询信息系年龄最大的三个学生的学号及其年龄
GET W (3) (Student.Sno, Student.Sage): Student.Sdept='IS' DOWN Student.Sage

因为元组变量是在某一关系范围内变化的，所以元组变量又称为范围变量（Range variable）。元组变量主要有两方面的用途：
① 简化关系名。在处理实际问题时，如果关系的名字很长，使用起来就会感到不方便，这时我们可以设一个较短名字的元组变量来简化关系名。
② 操作条件中使用量词时必须用元组变量。
　元组变量是动态的概念，一个关系可以设多个元组变量。
例7 查询信息系学生的名字
RANGE Student X
GET W (X.Sname): X.Sdept='IS'
这里元组变量X的作用是简化关系名Student。

例8 查询选修2号课程的学生名字
RANGE SC X
GET W (Student.Sname): ヨX(X.Sno=Student.Sno ∧ X.Cno='2')

例9 查询选修了其直接先行课是6号课程的课程的学生学号
RANGE Course CX
GET W (SC.Sno): ヨCX (CX.Cno=SC.Cno ∧ CX.Pcno='6')
例10 查询至少选修一门其先行课为6号课程的学生名字
RANGE Course CX
SC SCX
GET W (Student.Sname): ヨSCX (SCX.Sno=Student.Sno ∧
ヨCX (CX.Cno=SC.Cno ∧ CX.Pcno='6'))
本例中的元组关系演算公式可以变换为前束范式（Prenex normal form）的形式：
GET W (Student.Sname): ヨSCXヨCX (SCX.Sno=Student.Sno ∧
CX.Cno=SCX.Cno ∧ CX.Pcno='6')
例8、例9、例10中的元组变量都是为存在量词而设的。其中例10需要对两个关系作用存在量词，所以设了两个元组变量。

(1) 上面所举的各个例子中，虽然查询时可能会涉及多个关系，即公式中可能涉及多个关系，但查询结果都只在一个关系中，即表达式中只有一个关系。实际上表达式中是可以有多个关系的。
例11 查询成绩为90分以上的学生名字与课程名字
本查询所要求的结果学生名字和课程名字分别在Student和Course两个关系中。
RANGE SC SCX
GET W (Student.Sname, Course.Cname): ヨSCX (SCX.Grade≥90 ∧
SCX.Sno=Student.Sno ∧ Course.Cno=SCX.Cno)

例12 查询不选1号课程的学生名字
RANGE SC SCX
GET W (Student.Sname): ∨ SCX (SCX.Sno≠Student.Sno ∨ SCX.Cno≠'1')
本例实际上也可以用存在量词来表示：
RANGE SC SCX
GET W (Student.Sname):フヨSCX (SCX.Sno=Student.Sno ∧ SCX.Cno='1')

例13 查询选修了全部课程的学生姓名
RANGE Course CX
SC SCX
GET W (Student.Sname): ∨CXヨSCX (SCX.Sno=Student.Sno ∧
SCX.Cno=CX.Cno)

例14 查询最少选修了95002学生所选课程的学生学号
本例题的求解思路是，对Course中的所有课程，依次检查每一门课程，看95002是否选修了该课程，如果选修了，则再看某一个学生是否也选修了该门课。如果对于95002所选的每门课程该学生都选修了，则该学生为满足要求的学生。把所有这样的学生全都找出来即完成了本题。
RANGE Couse CX
SC SCX
SC SCY
GET W (Student.Sno):∨CX(ヨSCX (SCX.Sno='95002' ∧ SCX.Cno=CX.Cno)
＝> ヨSCY (SCY.Sno=Student.Sno ∧
SCY.Cno=CX.Cno))

用户在使用查询语言时，经常要作一些简单的计算，例如要求符合某一查询要求的元组数，求某个关系中所有元组在某属性上的值的总和或平均值等。为了方便用户，关系数据语言中建立了有关这类运算的标准函数库供用户选用。这类函数通常称为集函数（Aggregation function）或内部函数（Build-in function）。关系演算中提供了COUNT，TOTAL，MAX，MIN，AVG等集函数，其含义如表2-5所示。

例15 查询学生所在系的数目
GET W (COUNT(Student.Sdept))
COUNT函数在计数时会自动排除重复的Sdept值。
例16 查询信息系学生的平均年龄
GET W (AVG(Student.Sage): Student.Sdept='IS')

需要注意的是，单纯检索数据使用GET语句即可，但为修改数据而读元组时必须使用HOLD语句，HOLD语句是带上并发控制的GET语句。有关并发控制的概念我们将在第五章中详细介绍。 　
　例17 95007学生从计算机科学系转到信息系
HOLD W (Student.Sno, Student.Sdetp): Student.Sno='95007'　
（从Student关系中读出95007学生的数据）
MOVE 'IS' TO W.Sdept （用宿主语言进行修改）
UPDATE W 　（把修改后的元组送回Student关系）
　　在该例中我们用HOLD语句来读95007的数据，而不是用GET语句。
　　如果修改操作涉及到两个关系的话，就要执行两次HOLD－MOVE－UPDATE操作序列。
修改主码的操作是不允许的，例如不能用UPDATE语句将学号95001改为95102。如果需要修改关系中某个元组的主码值，只能先用删除操作删除该元组，然后再把具有新主码值的元组插入到关系中。

例18 学校新开设了一门2学分的课程“计算机组织与结构”，其课程号为8，直接先行课为6号课程。插入该课程元组。 　　
MOVE '8' TO W.Cno
MOVE '计算机组织与结构' TO W.Cname
MOVE '6' TO W.Cpno
MOVE '2' TO W.Ccredit
PUT W (Course) （把W中的元组插入指定关系Course中）
PUT语句只对一个关系操作，也就是说表达式必须为单个关系名。如果插入操作涉及多个关系，必须执行多次PUT操作。

例19 95110学生因故退学，删除该学生元组
HOLD W (Student): Student.Sno='95110'
DELETE W
例20 将学号95001改为95102
HOLD W (Student): Student.Sno='95001'
DELETE W
MOVE '95102' TO W.Sno
MOVE '李勇' TO W.Sname
MOVE '男' TO W.Ssex
MOVE '20' TO W.Sage
MOVE 'CS' TO W.Sdept
PUT W (Student)
例21 删除全部学生
HOLD W (Student)
DELETE W
由于SC关系与Student关系之间的具有参照关系，为保证参照完整性，删除Student关系中全部元组的操作将导致DBMS自动执行删除SC关系中全部元组的操作：
HOLD W (SC)
DELETE W