关系数据库介绍

关系数据结构及形式化定义

数据模型由模型结构，数据操作，数据约束组成。

关系

域:是一组具有相同数据类型的值的集合

笛卡尔积:

结果是一个元组的集合,每一个元素(d1,d2,d3....)叫做一个n元组或简称元组,元素的每个值叫做一个分量

基数：是笛卡尔积的个数

笛卡尔积可以表示为一个二维表,行表示元组,列表示域

例子:

用二维表表示为:

关系:简述为笛卡尔积的子集,所以关系也是二维表

超码:若关系中的某一个或多个属性集合能够唯一标识一个元组,则称该属性或属性集为超码.

候选码:超码中任意真子集都不能唯一表示一个元组，则子集为候选码，是超码的一个子集。

姓名	学号	班级
表中的学号就是一候选码

多个候选码时,选定一个为主码;

候选码的属性称为主属性,不包含候选码的为非主属性(非码属性)

基本关系的具体性质

列是同质的
不同的列可出自同一域
且列的顺序可任意交换
任意两个元组的候选码不能相同
行顺序可变
分量必须是原子值

关系模式

R(U)

关系模式是对关系的描述

关系也可以说是二维表中行的集合,所以说当你用关系模式来描述时,要从五个方面(五元组)来描述:

关系名(R)
属性名集合(U)
属性向域的映像集合(DOM)
U中的属性来自的域(D)
属性间数据的依赖关系集合(F)

关系模式与关系:

关系模式是型,关系是值
关系是关系模式的状态和内容
关系模式是静态稳定的,关系是动态,变化的

关系操作

关系的基本操作

查询
- 选择，投影，连接，除，并，交，差，笛卡尔积
数据更新
- 插入，删除，修改

关系操作特点：
操作对象跟结果都是集合，一次一集合

关系数据语言

关系代数语言
1. 用对关系的运算来表达查询要求
关系验算语言
1. 元组关系演算语言
2. 域关系演算语言
SQL语言

关系的完整性

数据库的完整性是指数据的正确性和有效性，是指数据是符合现实世界语义，反映当前实际状况的。

通过对关系（二维表）中取值的约束，可以保证数据库的完整性，保证数据的正确性。

实体完整性

实体完整性规则：基本关系R的主属性不能取空值。

如图，该图中选定学号为主属性，则学号不能为空，否则违反了实体完整性规则。

实体完整性针对基本关系而言，相应的，关系模型中作为主码的唯一标识，主码中的属性即主属性不能取空值。

参照完整性

外码
即F（非主码）的取值被Ks（主码）约束，是参照Ks来进行取值，则F是R的外码。

即选课表中的课程序号取决于课程表，学生号取决于学生表中的学号。

参照完整性是对外码的约束，取空值或者参照关系中主码的值

用户定义完整性

由数据库设计人员根据应用中数据的语义来创建

关系完整性的实现
实体完整性通过设置表中的主码实现，参照完整性通过设置外码。

关系代数

是数据运算的数学基础。
关系代数运算的三要素
运算对象，运算结果，运算符

运算符

集合运算符

并∪，有所有属于R或属于S的元组，列不会改变
差-，有所属于R，但不属于Sde元组，结果仍然是一个二维表，输入前者，列不会改变
交∩，同时属于两者，R∩S=R-（R-S），列不会改变
笛卡尔积，对任意关系做运算，称为广义笛卡尔积，列变成两者列的和，行变为两者行之积

专门关系运算符
分量：关系R，t∈R，t[Ai]表示元组t中相应的属性Ai的一个分量。
分量的集合：
分量集合的补：

专门关系运算符：
笛卡尔积(×)、连接（∞）、投影(π)、选择(σ)

选择，又称限制，在关系中选择满足给定条件的诸元组。实际上是广义笛卡尔积。
投影，从关系中选出属性列组成新的关系,用Π表示。先选择，后投影。
像集：
连接，从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。实际上是笛卡尔积的子集
- 等值连接：选取的属性值相等的

)

自然连接：具有相同的属性组。
外连接把悬浮元组保留在自然连接中的结果中。其属性值为空
- 把两个关系在做自然连接时舍弃的元组称为悬浮元组
- 左外连只保留左边关系中的悬浮元组
- 右外连只保留右边关系中的悬浮元组
除，设关系R除以关系S的结果为关系T，则T包含所有在R但不在S中的属性及其值，且T的元组与S的元组的所有组合都在R中。

比较运算符

并，差，笛卡尔积，选择，投影，经过有限次复合后的表达式称为关系代数表达式