数据库系统原理(二)

关系数据模型

• 数据模型的三要素：

  • 数据结构
  • 数据操作
  • 数据约束

• 关系数据模型的三要素：

  • 关系数据结构
  • 关系操作集合
  • 关系完整性约束

表：也称为关系，是一个二维的数据结构，由表名、列、和若干行数据组成

• 关系的三种类型

  • 基本关系(基本表、基表) ------------------真是存在的表
  • 查询表 ---------------------------------------导出的虚表
  • 视图表 ---------------------------------------导出的虚表

• 关系(表)中的相关概念和别称：

  • 列：也称 字段 或 属性
  • 属性的个数称为关系的元或度
  • 列的值称为属性值，取值范围称为值域
  • 行：也称 元组 或 记录，表中的数据按行存储
  • 分量：元组（行）中的一个属性值，称为分量，具体的数据项(或者说具体的一个单元格)
  • 码或键(Key)：一个属性(或属性组)的值都能用来唯一标识该关系的元组，则称这个属性(或属性组)为该关系的码或键
  • 超码或超键： 在码中去除某个属性，它仍然是这个关系的码；一个关系中有多个超码或超键
  • 候选码或候选键或候选关键字： 在码中不能从中移去任何一个属性，否则它就不再是这个关系的码或键，这样的码称为候选码或候选键；候选码或候选键是这个关系的最小超码或超键
  • 主属性或非主属性：包含在任何一个候选码中的属性称为主属性或码属性
  • 主码或主键： 在若干个候选码中指定一个唯一标识关系的元组(行)
  • 全码或全键： 一个关系模式的所有属性集合是这个关系的主码或主键，这样的主码或主键称为全码或全键
  • 外码或外键： 某个属性(或属性组)不是这个关系的主码或候选码，而是另一个关系的主码,这个属性称为这个关系的外码或外键
  • 参照关系和被参照关系： 参照关系也称为从关系，被参照关系也称为主关系，它们是指以外码相关联的两个关系
  • 域： 表示属性的取值范围
  • 数据类型： 每个列都有相应的数据类型，它用于限制（或容许）该列中存储的数据
  • 关系模式： 关系模式是型（type），关系是 值（value），即关系模式是对关 系的描述；关系模式是静态的、稳定的；关系是动态的、随时间不断变化的
  • 关系数据库： 所有关系的集合，构成一个关系数据库；以关系模型作为数据的逻辑模型，并采用关系作为数据组织方式的一类数据库，其数据库操作建立在关系代数的基础上

基本的关系操作

• 查询(Query)
  • 并
  • 差
  • 选择
  • 投影
  • 笛卡尔积
• 插入(insert)
• 删除(Delete)
• 修改(Update)

关系操作的特点是：集合操作方式（一次一集合）

• 关系语言的分类

  • 关系代数语言
  • 关系演算语言
    • 元组关系演算
    • 域关系演算
    • SQL 结构化查询语言

• 传统集合运算：

  • 并(U) 多表求和
  • 差(-) 多表求差
  • 交(∩) 多表求交集
  • 笛卡尔积(X) 多表求积

• 专门的关系运算

  • 选择：σF(R) F表示表名，R表示条件，得到的是一行行的数据
  • 投影：πA(R) A表示表名，R表示字段，多个字段用,隔开;得到的是属性对应的值

共同特点：具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言，功能强，能够独立使用也可以嵌入高级语言中使用

• 任何一种操作都包含三大要素：
  • 操作对象
  • 操作符
  • 操作结果
• 关系数据库对关系的限定/要求：
  • 每一个属性都是不可分解的（不允许表中有表）
  • 每一个关系仅仅有一种关系模式
  • 每一个关系模式中的属性必须命名，属性名不同
  • 同一个关系中不允许出现候选码或候选键值完全相同的元组
  • 在关系中元组的顺序（即行序）是无关紧要的，可以任意交换
  • 在关系中属性的顺序（即列序）是无关紧要的，可以任意交换。

同一库中，表名必须唯一；同一表中，字段名必须唯一

关系完整性约束

数据完整性是指数据库中数据的正确性、相容性、一致性

• 实体完整性约束
  • 主码的组成不能为空，主属性不能是空值null
• 参照完整性约束
  • 定义外码和主码之间的引用规则
  • 外码等于主码中某个元组的主码值或者为空值
• 用户定义完整性约束
  • 域完整性约束(针对某一应用环境的完整性约束)

关系模式中可能存在的冗余和异常问题

• 数据冗余:指同一数据被反复存储的情况
• 更新异常:数据冗余造成的
• 插入异常
• 删除异常