什么是关系模型

• 从表及表的处理方式抽象出来.
• 一个关系 是 一个Table
• 关系模型的三部分组成
  • 描述DB各种数据的基本结构形式: 关系/表
  • 描述表与表之间可能发生的各种操作: 并(∪),差(-),乘积(×),选择(σ),投影(π),交(∩),连接(⨝),除(÷),更名操作
  • 描述这些操作遵循的约束条件:实体完整性,参照完整性,用户自定义的完整性

关系模型与关系数据库语言的关系

• 关系运算: 关系代数和关系演算
• 关系演算: 元组演算和域演算
• 元组演算: 基于逻辑的运算
• 关系型操作是一次一个集合,非关系型操作是一次一个记录

关系代数语言: π_{姓名,课程名}(σ_课程号=c2(R⨝S)) 基于关系代数设计的数据库语言(ISBL):计算机可识别的符号表征关系代数运算符号: ((R*S):课程号=c2)%姓名,课程名 元组演算

什么是关系

• 域: "列"的取值范围,是一组值的集合,具有相同的数据类型;元素的个数称为域的基数
• 笛卡尔积: 笛卡尔积的每个元素称为n-元组;元组的每一个值d_i叫做一个分量;元组是从每一个域取一个值所形成的一种集合,笛卡尔积是所有这种可能的组合.
• 关系: 一组域的笛卡尔积的子集. 笛卡尔积中具有某一方面意义的那些元组被称为一个关系(Relation);由于关系的不同列可能来自同一个域,为区分,需要为每一列起一个名字,为属性名(列名).

关系可用R(A₁:D₁,....)表示,简记为R(A₁...),表示关系模式,即表标题. R是关系的名字,A_i是属性,D_i是属性所对应的域,n是关系的度或目(degree),关系中元组的数目称为关系的基数(Cardinality)

关系模式R中属性向域的映像在DBMS中直接说明为属性的类型,长度等. Student(S# char(10)), Student为表名,S#属性名,char(10)为域名的类型和长度

关系模式与关系

• 同一个模式下,有很多关系
• 关系模式是关系的结构,关系是关系模式在某一时刻的数据
• 关系模式是稳定的, 关系是某一时刻的值,是随时可以变化的.

关系的特征及概念

• 列是同质的: 每一列中的分量来自同一域,是同一类型的数据.

  不同的列可以来自同一个域,称其中的每一列为一个属性,不同的属性要给与不同的属性名.

• 行/列位置互换性: 区分行/列靠名字和值来区分,不按照位置区分.

• 理论上关系的任意两个元组不能完全相同(每个分量)(即集合的要求),在现实中表可能不完全遵循此特性.
• 属性不可再分特征: 又称为关系第一范式.(而表可能不遵循此特性)

候选码/候选键

• 定义: 关系中的一个属性组,其值能唯一标识一个元组,若从该属性组中去掉任何一个属性,它就不具有这个性质了.这样的属性组称为候选码.

  例如 "学生(S#,Sname)" S#就是一个候选码,在此关系中,任何两个元组的S#是一定不同的,而其他属性都可能相同,因此S#是候选码. 两个属性联合起来也可以称为候选码.

• 有时关系中有多组候选码.当有多个候选码时,可以选定一个作为主码.

• DBMS以主码为主要线索管理关系中的各个元组

主属性与非主属性

• 包含在任何一个候选码中的属性被称作主属性,而其他属性被称为非主属性.

  当所有属性构成这个关系的候选码,则称为全码.

外码/外键(Foreign key)

• 关系R中的一个属性组,它不是R的候选码,但是它与另一个关系S的候选码相对应,则成这个属性组为R的外键.
• 外码是连接两个或多个关系的纽带.

关系模型的完整性

实体完整性

• 关系的主码中的属性不能为空
• 空值: 不知道或无意义的值.用"?"代替

  有空值后会影响很多计算,他不参与算术运算

• 意义: 若为空则不可区分

参照完整性

• 如果关系R1的外码Fk与关系R2的主码Pk对应,则R1中的每一个元组的Fk值等于R2中的某个Pk值也可以为空值.
• 意义: 如果关系R1的某个元组t1参照了关系R2的某个元组t2,则t2必须存在.

用户自定义完整性

• 用户针对具体的应用环境定义的完整性约束条件

  例如对数据的值域的限定

• 实体完整性和参照完整性由DBMS系统自动支持

• DBMS系统提供如下机制:
  • 用户可以自行定义有关的完整性约束条件
  • 当有更新操作发生时,DBMS将自动按照完整性约束条件检验更新操作的正确性,即是否符合用户的自定义完整性.