数据库系统概述（续）
一、关系数据库的特征
以数据的关系模型为基础设计的数据库系统称为关系型数据库，简称关系数据库。
1、关系数据库概念
先来放一个表格：
- 关系：关系模型是把数据库组织为满足一定条件的二维表形式，每个二维表称为一个关系。上表就是关于学生情况的一种关系。
- 元组：在关系中，除表头外，每一行称为一个元组，是一个实体的数据集合。上表中有2个元组。
- 属性：表中的每一列称为一个属性（或者字段），是数据库对象表中最基本的、不可分割的数据单位。列可以命名，称为属性名（或字段名）。属性名组成了二维表的表头，例如上表中有“学号”、“姓名”等6个属性。同一关系中不能出现相同的属性名。
- 域：域是属性的取值范围，例如成绩一般在1~100之间，所以成绩属性的域是（1~100）。
- 主键：主键也称关键字，是表中的属性或属性组，用于唯一确定一个元组。主键可以由一列组成，也可以由多列共同组成。例如上表中，“学号”可以定义为主键，因为它可以唯一的确定一个学生。 定义主键后，关系中不允许有完全相同的两个元组，所谓完全相同是指两个元组对应的所有属性的值都相同。
- 关系模式：关系模式是对关系的描述，实际上对应关系的表头。例如在学生管理系统中，学生、选课以及课程之间的联系在关系模式中可以表示如下：学生（学号，姓名，性别，出生日期，班级，籍贯）。
- 索引：索引是根据指定的数据库表列建立起来的顺序。它提供快速访问数据的途径，并且可以监督表数据，使其索引所指向的列中的数据不重复。
2、关系型数据库的特征：
- 同一二维表中，所有记录格式相同，长度相同；
- 同一二维表中，字段名不能相同；
- 同一字段数据的类型相同，它们均为同一属性的值
行和列的排列顺序并不重要。
3、关系数据模型的完整性操作
- 实体的完整性：一个基本数据表的关系，一般隶属于一个特定的实体，如学生信息表、成绩表隶属于学生信息管理系统。各表必须属于同一个数据库，用户在设计这个系统时，要保证整个数据库中各个表相互依赖且准确无误。主表中应有主键并建立主索引，主键应无重复和空值，同时字表中有一个简明，但应为普通索引。
- 参照的完整性：参照的完整性是一个规则系统，数据库使用这个系统来确保相关表中记录之间关系的有效性，并且不会意外的删除或者更改相关数据。
- 用户定义的完整性：前两者可用于任何关系数据库管理系统中。用户定义的完整性是针对某个数据库的约束条件来设计一个合理的、能使某个数据库管理系统实现的方案。
二、关系中的码与表间的关系
1、关系中的码
除了主键，在关系中还有其他的码，包括以下几种：
- 候选码（即主键）。候选码的属性称为主属性，不包含在任何候选码中的属性称为非主属性；
- 主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码；
- 全码：在最极端的情况下，关系模式的所有属性是这个关系模式的候选码，称为全码；
- 外码：用于建立关系表之间关联的属性（组）称为外码。
2、两个实体之间的关系
可以分为三类：
- 一对一关系（1:1）。例如，班和正班长就是一对一关系；
- 一对多关系（1：n）。例如，一个班级中有若干名学生，则班级和学生之间具有一对多关系；
- 多对多关系。例如，一门课程同时有若干名学生选修，而一个学生可以同时选修多门课程。则课程和学生之间具有多对多关系。
三、关系数据库的设计方法
1、设计方法
为了使数据库设计更合理有效，需要有效的指导原则，这种原则就称为数据库设计方法。数据库设计方法中比较注明有新奥尔良（New Orleans）方法。
这种方法将数据库设计分为四个阶段：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。
此外，还有基于E-R模型的数据库设计方法，基于3NF（第三范式）的设计方法等。
2、设计步骤
- 需求分析阶段；
- 结构设计阶段，主要包括概念结构设计、落结构设计、物理结构设计；
- 行为设计阶段，主要包括功能设计、事务设计、程序设计；
- 数据库实施阶段，包括加载数据库数据和试运行应用程序；
- 数据库运行和维护阶段。