关系数据库
目录
◆关系模型概述
◆关系数据结构
◆关系的完整性
◆关系代数
◆关系演算
关系数据库系统:是支持关系模型的数据库系统
◣关系模型的组成
1.关系数据结构
单一的数据结构----关系
现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示
数据的逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。
2.关系操作集合
1)常用的关系操作
◇查询:选择、投影、连接、除、并、交、差
◇数据更新:插入、删除、修改
查询的表达能力是其中最主要的部分
2)关系操作的特点
集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。
(非关系数据模型的数据操作方式：一次一记录文件系统的数据操作方式)
3)关系数据语言的种类
◇关系代数语言
用对关系的运算来表达查询要求
典型代表：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
谓词变元的基本对象是元组变量
典型代表：APLHA, QUEL
◇域关系演算语言
谓词变元的基本对象是域变量
典型代表：QBE
◇具有关系代数和关系演算双重特点的语言
典型代表：SQL
4)关系数据语言的特点
◇关系语言是一种高度非过程化的语言
a.存取路径的选择由DBMS的优化机制来完成
b.用户不必用循环结构就可以完成数据操作
◇能够嵌入高级语言中使用
◇关系代数、元组关系演算和域关系演算三种语言在表达能力上完全等价
3.关系完整性约束
1)实体完整性
通常由关系系统自动支持
2)参照完整性
早期系统不支持，目前大型系统能自动支持
3)用户定义的完整性
反映应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束
用户定义后由系统支持
◣关系数据结构
关系模型建立在集合代数的基础上
关系数据结构的基本概念
1.关系
1)域（Domain）
域是一组具有相同数据类型的值的集合。
例:整数,实数,介于某个取值范围的整数,长度指定长度的字符串集合,{‘男’，‘女’},介于某个取值范围的日期等
2)笛卡尔积（Cartesian Product）
给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。D1，D2，…，Dn的笛卡尔积为：
D1×D2×…×Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜diDi，i＝1，2，…，n｝
所有域的所有取值的一个组合
不能重复
◇元组（Tuple）
笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组。
◇分量（Component）
笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di叫作一个分量。
◇基数（Cardinal number）
若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为Mi（i＝1，2，…，n）
在上例中，基数：2×2×3＝12，即D1×D2×D3共有2×2×3＝12个元组
◇笛卡尔积的表示方法
笛卡尔积可表示为一个二维表。表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。
3)关系（Relation）
◇关系
D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的关系，表示为 : R（D1，D2，…，Dn）
(R：关系名;n：关系的目或度（Degree）)
注意：
关系是笛卡尔积的有限子集。无限关系在数据库系统中是无意义的。
由于笛卡尔积不满足交换律，即
(d1，d2，…，dn )≠(d2，d1，…，dn )
但关系满足交换律，即
(d1，d2 ，…，di ，dj ，…，dn）=（d1，d2 ，…，dj，di ，…，dn） （i，j = 1，2，…，n）
解决方法：为关系的每个列附加一个属性名以取消关系元组的有序性
◇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
当n=1时，称该关系为单元关系（Unary relation）。
当n=2时，称该关系为二元关系（Binary relation）。
◇关系的表示
关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。
◇属性
关系中不同列可以对应相同的域，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。
n目关系必有n个属性
◇码
候选码（Candidate key）
若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码。
在最简单的情况下，候选码只包含一个属性。称为全码（All-key）。
在最极端的情况下，关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码（All-key）。
主码
若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key），
关系中，候选码的属性称为主属性（Prime attribute），不包含在任何候选码中的属性称为非码属性（Non-key attribute）。
◇三类关系
基本关系（基本表或基表）：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：由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据
2.关系数据库
1）关系数据库
在一个给定的应用领域中，所有实体及实体之间联系的关系的集合构成一个关系数据库。
2）关系数据库的型与值
关系数据库的型称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，若干域的定义，在这些域上定义的若干关系模式。
关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常简称为关系数据库。