第2章 关系模型介绍

关系数据库的结构

关系数据库由表（table）的集合构成，每个表有唯一的名字。一般来说，表中一行代表了一组值之间的一种联系，由于一个表就是这种联系的一种集合，表这个概念和数学上的关系这个概念密切相关的。

在数据模型的术语中，关系（relation）用来指代表，而元组（tuple）用来指点行，类似的属性（attribute）指代表中的列。

我们用关系实例（relation instance）这个术语表示一个关系的特定实例。

空（null） 值是一个特殊的值，表示值未知或者不存在。

数据库模式

谈论数据库时，必须区分数据库模式（database schema）和数据库实例（database instance），前者是数据库的逻辑设计，后者是给定时刻数据库中数据的一个快照。

关系的概念对应于程序语言中变量的概念，而关系模式（relation schema）的概念对应于程序设计中类型定义的概念。

授课情况的关系模式为：

码

超码（superkey）是一个或多个属性的集合，这些属性的组合可以使得我们在一个关系中唯一地标识一个元组。

形式化描述：设$R$R表示关系$r$r模式中的属性集合。如果我们说$R$R的一个子集$K$K是$r$r的一个超码，则限制了关系$r$r中任意两个不同元组不会再$K$K的所有属性上取值完全相等。即如果$t_1$t1​和$t_2$t2​在$r$r中且$t_1\ne t_2$t1​​=t2​，则$t_1\cdot K \ne t_2 \cdot K$t1​⋅K​=t2​⋅K。

最小的超码称为候选码（candidate key）。

我们用主码（primary key）这个术语用来代表被数据设计者选中的，用来在一个关系中区分不同元组的候选码。

一个关系模式（如$r_1$r1​）可能在它属性中包含另一个关系模式（如$r_2$r2​）的主码。这个属性在$r_1$r1​上称作参照($r_2$r2​)的外码（foreign key）。关系$r_1$r1​也称为外码依赖的参照关系（referencing relation）$r_2$r2​叫做外码的被参照关系（referenced relation）。

模式图

一个含有主码和外码依赖的数据库模式可以用模式图（schema diagram）来表示。

关系查询语言

查询语言（query language） 是用户用来从数据库中请求获取信息的语言。查询语言可以分为过程化和非过程化的。在过程化语言（procedural language）中，用户知道系统对数据库执行一系列操作以计算所需要结果。在非过程化语言（nonprocedural language）中，用户只需要描述所需要的信息，而不用给出获取该信息的具体过程。

关系运算

关系运算要么施加到单个关系上，要么施加于一对关系上，这些运算具有一个很好的，并且也是所需的性质。

后面会有详细的介绍