数据库---数据库系统3

数据库系统

一、关系的三类完整性约束：

1. 实体完整性和参照完整性： 关系模型必须满足的完整性约束条件。称为关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持。
2. 用户定义的完整性： 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。

二、实体完整性：

1、规则3.1 实体完整性规则（Entity Integrity）

• 若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值
• 例：student(学号，姓名，性别，专业)
• 主码“学号”不能取空值

2、实体完整性规则的说明：

(1) 实体完整性规则是针对基本关系而言的。

(2) 现实世界的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。

(3) 关系模型中以主码作为唯一性标识。

(4) 主码中的属性即主属性不能取空值。

注：主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体，即存在不可区分的实体，这与第（2）点相矛盾，因此这个规则称为实体完整性。

三、参照完整性：

• 现实世界中的实体之间往往存在某种联系，在关系模型中，实体及实体间的联系都是用关系来描述的。
• 参照完整性用于描述实体之间的联系。
• 一般用外码实现。 外码：取作本表（子表）属性之一的外表（主表）
• 主码。 主码值先在主表中生成，后在子表中引用。
• 外码：

1. 设F是基本关系R的一个或一组属性，如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码。
2. 关系R称为参照关系（Referencing Relation）。
3. 关系S称为被参照关系（Referenced Relation），或目标关系（Target Relation）（被引用表）。

四、参照完整性规则：

1、规则3.2 参照完整性规则：若属性组F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于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(被引用表)某个元组的主码值

五、用户定义的完整性：

1. 针对某一具体关系数据库的约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。
2. 关系模型应提供定义和检验这类完整性的机制，以便用统一的系统的方法处理它们，而不要由应用程序承担这一功能。

六、数据库系统的结构：

1、从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，是数据库系统内部的系统结构。

2、数据库系统模式的概念

1）模式（Schema）

• 数据库逻辑结构和特征的描述
• 是型的描述
• 反映的是数据的结构及其联系
• 模式是相对稳定的

2）实例（Instance）

• 模式的一个具体值
• 反映数据库某一时刻的状态
• 同一个模式可以有很多实例
• 实例随数据库中的数据的更新而变动

七、数据库系统的三级模式结构

1. 外模式（ External Schema）
2. 概念模式（Logical Schema）
3. 内模式（Internal Schema）

1、外模式(External Schema)：

1）外模式（也称子模式或用户模式）

• 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）
• 使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述 数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示

2）外模式的用途

保证数据库安全性的一个有力措施

注：每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据

2、概念模式(Logical Schema)

1）概念模式（也称为逻辑模式或模式）

• 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
• 包括数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）、数据之间的联系、数据有关的安全性、完整性要求

2）一个数据库只有一个概念模式

3）概念模式的地位：

• 是数据库系统模式结构的中间层 与数据的物理存储细节和硬件环境无关
• 与具体的应用程序、开发工具及程序设计语言无关

3、内模式(Internal Schema)：

1）内模式（也称存储模式）

• 是数据物理结构和存储方式的描述
• 是数据在数据库内部的表示方式

1. 记录的存储方式（顺序存储，B树结构存储，hash方法存储）
2. 索引的组织方式
3. 数据是否压缩存储 数
4. 据是否加密
5. 数据存储记录结构的规定

2）一个数据库只有一个内模式

4、模式的关系