数据库系统概论 - 第二章 - 关系数据库
第二章 关系数据库
2.1 关系数据结构及形式化定义
2.1.1 关系
- 单一的数据结构 —— 关系
- 逻辑结构 —— 二维表
- 关系模型是建立在集合代数的基础上的。
1.域
- 域是一组具有相同数据类型的值的集合
2.笛卡尔积（重点）
- 域上的一种集合运算，所有域的所有取值的一个组合。
- （详看书本p38`39）
元组
- 笛卡尔积中每一个元素（d1,d2,.....dn）称作一个n元组。
分量
- 笛卡尔积元素（d1,d2,......dn）中的每一个值di称为一个分量。
3.关系
- 表示为：
R（D1,D2.....Dn） - R表示关系名，n表示关系 目 或 度。
元组
- 关系中的每个元素是关系中的元组，通常用 t 表示。
单元关系与二元关系
- n=1时，为单元关系
- n=2时，为二元关系
关系的表示
- 关系也是一个二维表，每行对应一个元组，每列对应一个域，一个属性。
属性
- 关系中不同列可以对应相同的域，为了加以区分，需对每列起名，称为属性。
- n目关系必有n个属性。
码
- 候选码
- 全码
- 主码
- 主属性
- 非主属性
三类关系
- 基本关系（基本表）：实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示。
- 查询表：查询结果对应的表。
- 视图表：虚表，是由基本表或其他视图表导出的表。不对应实际存储数据。
基本关系的性质（六点）
- 列是同质的；
- 不同的列可出自同一个域，不同的属性要给予不同属性名。；
- 列的次序可以任意交换；
- 任意两个元组的候选码不能相同；
- 行的次序可以任意交换；
- 分量必须取原子值。（规范条件中最基本的一条）
2.1.2 关系模式
- 关系模式是对关系的描述。关系模式是值，关系是值。
- 元组集合的结构：属性构成，属性来自的域，属性与域之间的映像关系。
- 一个关系通常由赋予它的元组语义确定。
- 现实的世界中还存在着完整性约束。
定义关系模式（表达方式）（了解即可）
R（U,D,DOM,F）- R ：关系名
- U ：组成该关系的属性名集合
- D：属性组U在属性所以来自的域
- DOM ：属性向域的映像集合
- F：属性间的数据依赖关系集合
关系模式与关系
- 关系模式是静态的，稳定的。
- 关系是动态的，不断变化的。关系是关系模式在某一时刻的状态和内容。
2.1.3 关系数据库
- 在一个给定的应用领域中，所有关系的集合构成一个关系数据库。
- 关系数据库的型与值 ：型——又称关系数据库模式，是对关系数据库的描述。 值——是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合。简称关系数据库。
2.2 关系操作
2.2.1 常用的关系操作
- 查询：选择，投影，并，差，笛卡尔积（更多看书P43）
- 数据更新：插入，删除，修改
关系操作的特点
- 集合操作方式：操作的对象和结果都是集合，一次一集合的方式。
2.2.2关系数据库语言的分类（前两个主要是理论研究，而SQL是实际应用）
关系代数语言
- 用对关系的运算来表达查询要求。代表：ISBL。
关系演算语言
- 用谓词来表达查询要求。
- 元组关系演算语言：APLHA，QUEL
- 域关系演算语言：QBE
具有关系代数和关系演算的双重特点的语言
- SQL
2.3 关系的完整性
- 实体完整性，参照完整性，用户定义的完整性
- 实体和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件。（关系的两个不变性）
2.3.1 实体完整性
- 如果属性A是基本关系R的主属性，则A不能取空值。
实体完整性的规则说明：
- 规则是针对基本而言的，一个基本表对应现实的一个实体集。
- 实体是可区分的，具有唯一标识。
- 关系模型中以主码作为唯一标识。
- 主属性不能取空值。
参照完整性
- 在关系模型中实体与实体之间的联系都是用关系来描述的，自然存在着关系与关系间的引用。
- 外码：设F是基本关系R的一个（组）属性，但不是关系R的码，Ks是基本关系S的主码。如果F与Ks相对应，则称F是R的外码。（基本关系R为参照关系，基本关系S称为被参照关系）
参照完整性规则：
- R中每个元组在F上的值必须为：
- 或者取空值（F的每个属性值均为空值）
- 或者等于S中某个元组的主码值
2.3.3 用户定义的完整性
- 由用户根据需求定义的完整性。不用由应用程序承担这一功能。
2.4 关系代数
- 抽象的查询语言，用对关系的运算来表达查询。
- 关系代数的运算符可分为传统的集合运算符和专门的关系运算。
2.4.1 传统的集合运算
- 二目运算：并，差，交。笛卡尔积
2.4.2 专门的关系运算
- 专门的关系运算包括：选择，投影，连接，除运算。
- （详细的运算过程看书P50~57）
2.5 关系演算（本科生阶段了解即可）
2.5.1 元组关系演算语言ALPHA
- ALPHA 主要有GET，PUT，HOLD，UPDATE，DROP 六条语句。
- 语句的基本格式：操作语句 工作空间名（表达式）：操作条件
- 例：简单检索（查询被选修的课程号码）
- GET W （SC.Cno）
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