MOOC 数据库笔记(三):关系模型之基本概念

MOOC 数据库笔记(三):关系模型之基本概念,第1张

MOOC 数据库笔记(三):关系模型之基本概念 关系模型的基本概念 关系模型简述

1.最早由E.F.Codd在1970年提出。



2.是从表(Table)及表的处理方式中抽象出来的,是在对传统表及其 *** 作进行数学化严格定义的基础上,引入集合理论与逻辑学理论提出的。



3.是数据库的三大经典模型之一,现在大多数数据库系统仍然使用关系数据模型。



4.标准的数据库语言(SQL语言)是建立在关系模型基础之上的,数据库领域的众多理论也都是建立在关系模型基础之上的。


关系模型研究什么

1.我们把关系(relation)都抽象成了一个一个Table。



2.关系模型就是处理Table的,它由三个部分组成:
①描述DB各种数据的基本结构形式(Table/relation)
②描述Table与Table之间所可能发生的各种 *** 作(关系运算)
③描述这些 *** 作所应遵循的约束条件(完整性约束)

关系模型的三个要素

①基本结构:Relation/Table
②基本 *** 作:Relation Operator(例如:交∩、并∪、差-、投影π等等)
③完整性约束:实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。


关于关系运算

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。



详见下周博客(可能)

关系的数学描述

首先定义列的取值范围“域(Domain)”

域(Domain)

1.一组值的集合,这组值具有相同的数据类型。


如整数的集合、字符串的集合、全体学生的集合
2.集合中元素的个数为域的基数(Cardinality)

再定义“元组”及所有可能组合成的元组:笛卡尔

笛卡尔积(Cartesian Product)

1.一组域D1,D2,......,Dn的笛卡尔积为:
D1×D2×......×Dn={(d1,d2,.....,dn)|di∈Di,i=1....n}
2.笛卡尔积的每个元素(d1,d2,......,dn)称作一个n-元组

元组(d1,d2,......,dn)的每一个值di叫做一个分量(component)
元组(d1,d2,......,dn)是从每一个域任取一个值所形成的一种组合,笛卡尔积是所有这种可能组合的集合,即:笛卡尔积是由n个域形成的所有可能的n-元组的集合
若Di的基数为mi,则笛卡尔积的基数,即元组个数为m1×m1×...×mn

由于笛卡尔积中的所有元组不都是有意义的,因此...

关系(Relation)

1.一组域D1,D2,......,Dn的笛卡尔积的子集
2.笛卡尔积中具有某一方面意义的那些元组被称作一个关系(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,该名字即为属性名。



3.关系可用R(A1:D1,A2:D2,...,An:Dn)表示,可简记为R(A1,A2,...,An),这种描述被称为关系模式(Schema)或表标题(head)
4.R是关系的名字,Ai是属性,Di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)
例如:家庭(丈夫:男人,妻子:女人,子女:儿童)或家庭(丈夫,妻子,子女)
5.关系模式R中属性向域的映像在很多DBMS种一般直接说明为属性的类型、长度等。



例如:Student(S# char(8),Sname char(10),Ssex char(2),Sage integer,D# char(2),Sclass char(6))

关系模式与关系

1.同一关系模式下,可有很多的关系
2.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
3.关系模式是稳定的:而关系是某一时刻的值,是随时间可能变化的

关系的特性及相关概念

1.列是同质的:即每一列中的分量来自同一个域,是同一类型的数据
2.不同的列可来自同一个域,称其中的每一列为一个属性,不同的属性要给予不同的属性名。



3.列位置互换性(无关性)
4.行位置互换性(无关性)
5.理论上,关系的任意两个元组不能完全相同。


(集合的要求:集合内不能有相同的两个元素);现实应用中,表(Table)可能并不完全遵守此特性。



(这也说明了关系和表并不是完全相同的)。



6.元组相同是指两个元组的每个分量都相同。



7.属性的不可再分特性:又被称为关系第一范式

关系上的一些重要概念 候选码(Candidate Key)/候选键

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,它就不具有这一性质了,这样的属性组称作候选码。



候选码不一定只有一个,候选码也可能是多个属性的集合。



例如学生表中学生的学号就是一个候选键。


主码(Primary Key)/主键

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,而其他属性被称作非主属性
最简单的,候选码只包含一个属性。



最极端的,所有属性构成这个关系的候选码,称为全码(All-Key)。


外码(Foreign Key)/外键

关系R中的一个属性组,它不是R的候选码,但它与另一个关系S的候选码相对应,则称这个属性组为R的外码或外键。



两个关系通常是靠外码连接起来的。


关系模型的完整性 实体完整性

关系的主码中的属性值不能为空值。


空值:不知道、不存在或者无意义的值

数据库中有了空值,会影响许多方面,如影响聚集函数运算的正确性,不能参加与算术、比较或逻辑运算等。



有空值的时候是需要特殊处理的,要特别注意。


参照完整性

一个关系的外码一定要在该外码多对应的关系的属性范围内。



一个关系的某一元组可以没有外码。


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。



当有更新 *** 作发生时,DBMS将自动安照完整性约束条件检验更新 *** 作的正确性。


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