2.2 关系模型原理

2.2 关系模型原理

• 数据结构
• 数据操作
• 关系的完整性

一、关系模型及其组成

关系模型（Relation Model）——是一种基于二维表结构存储数据实体及 实体间联系的数据模型。

数据结构

关系数据结构---二维表

元组： 表中的一行,表示一个实体，关系是由元组组成的。

❖ 属性： 表中的每一列在关系中称为属性，每个属性都有一个属性名 ，属性值则是各元组属性的取值。

❖ 域： 属性的取值范围称为域。同一属性只能在相同域中取值。

❖ 分量： 元组中的一个属性值。

❖ 键： 关系中能唯一区分不同元组的属性或属性组合，称为关系的一 个键，或者称为关键字、码。关键字的属性值不能取“空值”。

数据操作

关系模型操作特点： 数据操作的对象为关系，结果也是关系。

• 基于关系代数的数据集合操作：交、并、差、乘、除
• 关系运算操作：选择、投影、连接（join）、 条件链接、自然链接、外链接（左、右、全）等。
• 针对元组的关系操作：数据行赋值、插入（Insert）、 修改 （Update）、删除（Delete）操作。

数据关系约束

包括：

• 实体完整性
• 引用完整性
• 用户自定 义完整性。

二、关系模型数据操作

关系模型数据操作采用基于关系代数的数据操作，包括传统的集合运算 操作和专门的关系运算操作。

对于行的操作

关系“并运算∪”操作

前提：关系R与关系S需有相同属性组成

关系“差运算-”操作

前提：关系R与关系S需有相同属性组成

得到R中有的，S中没有的部分

关系“交运算∩”操作

前提：关系R与关系S需有相同属性组成

关系“笛卡尔积x”操作

选择运算-- 选行

从行的角度进行的运算，即水平方向抽取元组。

对列的操作

投影运算 -- 选列

选列： 从关系中挑选若干属性组成的新的关 系 。

投影的结果中要去掉相同的行。 ❖从列的角度进行的运算，即垂直方向抽取 元组。

θ 连接

θ 为算术运算。当为=时为等值连接。

自然连接

R、S中，有列BD相同，选取其中相同行，向两边扩展，构成新的关系

除法

R1中有pid、did，R2中只有did，一个元素为3501，除法就是除去相同的部分，所以得到R1中对应did为3501的pid

三、关系模型完整性

关系模型完整性是指在关系数据模型中对关系实施的完整性约束。

完整性约束作用：

• 消除关系表的元组重复存储
• 保持关联表的数据一致性
• 实现业务数据规则

关系模型完整性约束包括：

• 实体完整性约束
• 参照完整性约束
• 用户自定义完整性约束

1 实体完整性

实体完整性是指在关系表中实施的主键取值约束，以保证关系表中的每 个元组可以被唯一标识。

设置主键、主键不能为空

实体完整性约束规则：

①每个关系表中的主键属性列都不允许为空值（NULL），否则无法起标识作用。

②现实世界中的实体是靠主键来标识，主键取值应该唯一，并区分关系 表中的每个元组

实体完整性例子

• 记录2：课程号为主键，居然没有，当然失败
• 记录3：其课程号为空，在其他表中为主键，也不能空
• 记录4：由于记录3的课程号01没有插入成功，故这里的成绩中的课程号01不起作用，自然会失败

2 参照完整性

是指关系表之间需要遵守的数据约束，以保证数据一致性。

例如，对于永久关系的相关表，在更新、插入或删除记录时，如果只改其一不 改其二，就会影响数据的完整性

参照完整性约束规则：

一个表中的A列为另一个表中的主键，则必须保持着两列的一致。并且A列叫做外键。

3 用户自定义完整性

是指用户根据具体业务对数据处理规则要求所定义的 数据约束。

用户可以定义如下类型的完整性约束：

• 定义列的数据类型与取值范围
• 定义列的缺省值
• 定义列是否允许取空值
• 定义列取值唯一性
• 定义列之间的数据依赖性