DBS概论（四）

一、关系数据结构及形式化定义

1、关系

从用户看来，关系模型中的数据的逻辑结构就是一张扁平的二维表

这里从集合论角度给出关系数据节后的的形式化定义

域（domain）

域一组具有相同数据类型的值的集合

笛卡尔积（cartesian product）

笛卡尔积是域上的一种集合运算

关系（relation）

定义在D1XD2XD3…Dn域上的子集叫做在D1，D2，D3，…，Dn域上的关系

候选键/候选码（candidate key）

某个关系变量的一组属性所组成同时满足下列条件的集合：

• 这个属性集合始终能够确保在关系中能唯一标识元组（即超键）
• 在这个属性集合中找不出合适的真子集能够满足条件

主属性： 候选码的诸属性

非主属性/非码属性： 不包含任何候选码中的属性

主键/主码（primary key）

• 用户选作元组标识的一个候选键作为主键
• 一个表只有一个主键。
• 主键可以由一个字段，也可以由多个字段组成，分别称为单字段主键或多字段主键
• 它可以唯一确定表中的一行数据，或者可以唯一确定一个实体

外键（foreign key）

将A表的值放入B表来表示关联，并且所使用的值是A的主键值(在必要时可包括复合主键值)，则B表中保存这些值的属性称为外键

2、关系模式（relation schema）

关系的描述称为关系模式

一般形式化表示为R（U，D，DOM，F）

R ： 关系名

U： 组成该关系的属性名集合

D ： 属性组U中属性所来自的域

DOM： 属性向域的映象集合

F ： 属性间的数据依赖关系集合

特点

• 概念单一
• 规范化
• 以二维表格表示

优缺点：
（1） 数据结构单一

关系模型中，不管是实体还是实体之间的联系，都用关系来表示，而关系都对应一张二维数据表，数据结构简单、清晰。

（2）关系规范化，并建立在严格的理论基础上

构成关系的基本规范要求关系中每个属性不可再分割，同时关系建立在具有坚实的理论基础的严格数学概念基础上。

（3）概念简单，操作方便

关系模型最大的优点就是简单，用户容易理解和掌握，一个关系就是一张二维表格，用户只需用简单的查询语言就能对数据库进行操作。

3、关系数据库

在一个给定的应用领域中，所有关系的集合构成一个关系数据库

**关系数据库的型：**对关系数据库的描述

**关系数据库的值：**关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常就称为关系数据库

4、关系模型的存储结构

• 有的DBMS中一个表就对应一个OS文件
• 有的DBMS会从OS那申请若干个大得到文件，然后自己划分空间、组织表、引索等存储结构并进行存储管理

二、关系操作

1、基本的关系操作

PS： 操作的对象和结果都是集合

2、关系数据语言的分类

结构化查询语言SQL（Structed Query Language）不仅有丰富的查询功能，而且还具有数据定义和数据控制功能，是一种高度过程化的语言

三、关系完整性

1、实体完整性

要求每个数据表都必须有主键，而作为主键的所有字段，其属性必须是独一及非空值

2、参照完整性

参照的关系中的属性值必须能够在被参照关系找到或者取空值（null）

在实际操作时如更新、删除、插入一个表中的数据，通过参照引用相互关联的另一个表中的数据，来检查对表的数据操作是否正确，不正确则拒绝操作。

3、用户定义的完整性

用户自定义完整性是针对某一具体关系数据库的约束条件，它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。

主要包括：

• 非空约束
• 唯一约束
• 检查约束
• 主键约束
• 外键约束

四、关系代数

关系代数是一种抽象的查询语言，它用对关系的运算来表达查询，其运算对象是关系，结果亦为关系。

关系代数所用到的运算符有两类：

• 集合运算符（行）
• 专门的关系运算符（行、列）