关系数据库基础理论

《关系数据库基础理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章关系数据库基础理论与层次和网状数据库比较，关系数据库有以下特点：■数据模型简单，只存在二维表■数据独立性较高■一次查询可以得到一个集合■有比较坚实的理论基础流行的商品化关系数据库管理系统(简称RDBMS)■SystemR■Oracle■Ingres■DB2■Sybase■Informix■SQLServer2.1关系模型概述关系模型包含三个要素。它们是关系数据结构、关系操作集合和关系的完整性约束条件。一、单一的数据结构—关系关系模型中只存在一种数据结构，不论是数据还是数据之间的联系，在关系模型中都用关系来表示。从用户观点看，关系就是由行和列构成的二维表。二、关系操作关系操作定义了对

2、关系进行操作的种类、要求及含义。■查询（Query）操作选择(Select)投影(Project)连接(Join)除(Divide)并(Union)交(Intersection)差(Difference)■更新操作增加(Insert)删除(Delete)修改(Update)用于表达关系操作的工具被称为关系数据语言(查询语言)。早期关系操作的能力用代数方式或逻辑方式来表示，相应的语言被称为关系代数语言和关系演算语言。后来出现一种介于关系代数和关系演算之间的语言，称为结构化查询语言SQL(StructurelQueryLanguage)，由于SQL的许多优点和特点，现在SQL成为数据库的标准

3、语言。■关系代数：用对关系的运算来表达查询要求，其代表如ISBL(InformationSystemBaseLanguage)■关系演算：用谓词演算公式来表达查询要求。分为：元组关系演算语言。代表有ALPHA、QUEL(QUEryLanguage)域关系演算语言。代表是QBE(QueryByExample)■SQL：同时具有关系代数和关系演算的特点，是目前被广泛使用的数据库语言。这三类语言在表达能力上是等价的，在查询功能上是完备的。三、关系的三类完整性约束关系模型中的完整性约束包含实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。2.2关系数据结构及形式化定义2.2.1关系下面是关系及与关系

4、有关的一些概念的数学定义。2.2关系模型的数据结构关系模型的结构示例：学生登记表关系模式：一般表示形式：关系名（属性1，属性2，…，属性n）如：学生（学号，姓名，性别，年龄，学部号，原单位）元组与关系关系元组(行)关系名学生关系模式(行定义)关系模型示例属性和值域关键字(Key)或码学生登记表属性(列)和属性名码值域（15<=年龄<=30）关系模型示例候选关键字或候选码如果在一个关系中，存在多个属性（或属性组合）都能用来唯一标识该关系的元组，这些属性（或属性组合）都称为该关系的候选关键字或候选码主关键字或主码非主属性或非码属性外部关键字或外键主表与从表学生（主表）成绩（从表）主键外键两表

5、的关联在关系数据库中对关系是有一定要求的。这些要求连同关系形式表达数据的一些特征构成了关系的如下性质：①一个关系中的任意两个元组(两行)不能完全相同。②一个关系中行的次序是不重要的,可以任意交换。③一个关系中属性(列)的次序也是不重要的，可以任意交换。④列是同质的(Homogeneous)，即同一列中的分量必须来自同一域，是同类型的数据。⑤关系中每一列都应当有不同的名称，但不同的属性列可以从相同的域取值。⑥关系中的每一个分量都必须是不可再分的数据项。下面的表格就不满足这一要求，因为表中的籍贯分量又被分为了省和市两个数据项，这种情况称为“表中有表”。姓名籍贯性别省市李承熙浙江杭州男王林华山

6、东济南女刘畅江苏南京男上面的表格称为非规范化的表格，必须将其规范化后才能在关系数据库中作为关系使用。例如将其处理成下面两个表格中的任意一种，都成为了规范化表格。姓名省市性别李承熙浙江杭州男王林华山东济南女刘畅江苏南京男姓名籍贯性别李承熙浙江杭州男王林华山东济南女刘畅江苏南京男⑦每一关系都必然有一个关键字(或称码)唯一标识它的各个元组。关系中的关键字有可能是关系中的一个属性，也可能是几个属性构成的一个属性组甚至是关系中的全部属性，这取决于关系中表达数据的实际状况。但关系中关键字是必然存在的,除非不满足第一条性质(即关系中有重复行)。2.3关系模型的完整性约束实体完整性规则要求关系中的元组在

7、组成主键的属性上不能有空值。参照完整性规则要求在相关联的两个表中,从表中不能引用主表中不存在的元组。用户定义的完整性规则用户根据应用环境的不同针对某一具体关系数据库定义的约束条件。2.4关系模型的数据操作和关系代数关系模型中的数据操作的特点是集合操作,即操作的对象和结果都是集合,称为一次一集合的方式。关系代数是一种抽象的查询语言,用对关系的运算来表达查询,关系代数是以集合代数为基础发展起来的,以关系为运算对象。传统的集合运算：并、交