第三章 关系数据库1.关系数据语言

  1. 关系模型

在第一章中我们已经初步认识了关系模型，现在让我们了解一些更多的关于关系模型的知识。

  1. 概念。关系模型是建立在集合代数的基础上的。关系可以简单地认为是一个二维表。表的每列对应集合代数中的域的概念，称为属性。表的每行对应元组，即域的笛卡尔积的任意一个元素。元组中的每一个值称为分量。关系中属性的数目称为关系的目。关系是笛卡尔积的子集。下面我们给出两个域的 D1 和 D2：

D1＝姓名＝｛张三，李四｝ D2＝年龄＝｛20，24｝

它 们 的 笛 卡 尔 积 是 ： D1×D2＝｛（张三，20），（张三，24），（李四，20），

（李四，24） ｝

笛卡尔积可表示成二维表，它的子集构成了两目的关系，关系的属性分别为姓名的年龄：

在数据库中我们要求关系的每一个分量必须是不可分的数据项，也即必须是规范化的关系，简称为范式。数据库中的关系具有以下的特性：

·关系中的每一列的分量是同一类型的数据，来自于同一个域；

·不同的列可以出自同一个域，每一列称为属性，要给予不同的属性名加以区分。例如：在上面的关系中，添加语文成绩和数学成绩，这两个属性来自于同一个成绩域；

·列的顺序可以交换；

·行的顺序可以交换；

·关系中不能存在完全相同的两行；

·每一分量不可分。例如，不能存在成绩这样的列，在这个列的下面又分成几个分量。在关系模型中，无论是实体还是实体间的联系均由关系—— 这一单一的结构类型来表示。下面是有关关系模型的几个概念：

主码：关系中唯一标识一个元组的一个或一组属性，称为主码。

关系模式：关系的描述称为关系模式，由关系名、属性名、属性间数据的依赖关系等组成。

关系数据库：对数据库的描述，即域的定义和域上的关系的集合是数据库的型的概念。数据库某个时刻对应的关系的集合称为数据库的值。

需要指出的是，关系模式是稳定的，而关系，即数据库的值是不断更新的。

  1. 关系操作。关系模型决定了关系操作的特点。关系语言的特点是高

度非过程化。操作的对象是关系，操作的结果也是关系，这种操作是集合操作。用户不必关心存取路径，这正式网状和层次模型的缺点。关系模型中， 关系操作有关系代数和关系演算两种形式，这两种形式的功能是等价的，一个是代数表示，一个是逻辑表示。关系操作用关系代数表示，常用的有θ选择、投影、θ连接、除、并、交、差等。θ表示＞、＜等比较运算符。

  1. 关系模型的完整性。关系模型要求实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。

  1. 实体完整性，简单地讲就是主码不能为空。这样作的意义是保证关系中不会出现无意义的元组。比如在学生关系中，每个学生都有不同的学号， 学生的学号就是主码，实体的完整性就防止了没有学号的学生数据的出现。

  2. 参照完整性存在于两个关系之间。可以理解为，关系 A 中的属性 a， 与关系 B 中的主码 b 相对应，则关系 A 中所有元组的属性 a 的值必须对应关系 B 中某一个元组的主码 b 的值。这样作主要是为防止止无意义的数据的出现和存在。例如，在学生数据和学生的成绩数据之间，成绩关系中的学号不能是学生关系中没有的学号。

  3. 用户定义的完整性，是用户根据数据库的实际情况制定的数据库的约束条件。当这种约束条件定义好之后，用户就不必用程序检验，而是用关系模型提供的系统的方法去处理。