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02关系数据库基本原理_关系模型和关系代数
内容与要求
知识点
(1)知识点一:关系模型概述
(2)知识点二:关系数据结构
(3)知识点三:关系代数理论
(4)知识点四:关系数据库标准语言SQL
(5)知识点五:关系数据库的规范化理论
实验1 SQL语言的应用
教学基本要求
了解关系数据结构的基本概念,了解关系模型的各种操作和关系代数的基本原理,掌握关系数据模型的完整性约束机制,掌握SQL语言,了解函数依赖等基本概念,掌握关系模式的规范化概念、方法、原理与过程。
引言
关系模型是当前的主流逻辑数据模型
由IBM公司的高级研究员E.F.Codd于1970年提出
应用广泛的原因:
单一的数据建模概念
坚实的数学理论基础
提供高级接口:数据库语言SQL
关系模型的基本概念
关系模型(Relational Model)
用二维表格表示实体集,用关键码表示实体之间联系的数据模型称为关系模型
理解
用二维表格(table)表示实体集及其间联系,
用关键码(或键)进行数据导航
关系模型是逻辑模型的一种,也具有三个要素
关系数据结构
关系操作
数据完整性约束规则
关系模型的基本概念
示例
关系模型的基本概念
关系数据结构:二维表
字段称为属性,也称为列(column)
反映事物的一个特征,每个字段都有字段名和字段值
属性的取值范围(所有可取值的集合) 称为属性域Domain
大写字母A、B、C、… 表示单个属性;大写字母 …、X、Y、Z 表示属性集
小写字母a、b、c、… 表示属性值
记录称为元组(tuple),也称为行(row)
记录类型称为关系模式,由模式名和属性列表组成
元组集合称为关系(relation)或实例(instance),也称为表格
关系模型的基本概念
关系数据结构:二维表
元组用关键字(Key word—简称键)来标识
属性个数称为元数(Arity),也称为目
元组个数为基数(Cardinality)
关系模型的基本概念
关键码(key,简称键)
由一个或多个属性组成。在实际使用中,有下列几种键
1)超键(Super Key)
其值能唯一地决定其它所有属性的值的属性集
2)候选键(Candidate Key)
不含多余属性的超键
其值能唯一地决定关系中其它所有属性的值、而它的任何真子集无此性质的属性或属性组
3)主键(Primary Key)
用户选作元组标识的候选键,称为主键(PK),简称键
关系模型的基本概念
关键码(key,简称键)
4)候补键(Alternate Key)
主键之外的候选键
5)全键 :由关系的所有属性构成的主键
6)外键(Foreign Key,FK)
如果模式R中的属性K是其它模式的主键,那么K在模式R中称为外键
不是本关系的键,却引用了其它关系或本关系的键的属性或属性组
7)主属性与非主属性
2.1 关系模型的基本概念
示例
关系模式STUDENT(学号,姓名,性别,出生日期,籍贯)
假设:不允许学生重名,问:
(学号,姓名,性别,出生日期,籍贯)?
(学号,性别)?
(学号,姓名)?
(学号)?
(姓名)?
哪些是主属性?
关系模型的基本概念
关系的定义和性质
关系是一个属性数目相同的元组的集合
有限关系
在关系模型中,关系的规范性限制:
1)关系中每一个属性值都是不可分解的(原子的)
2)关系中不允许出现重复元组(即不允许出现相同的元组)
3)由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序,即没有行序
注:关系中元组的排列是有序的,取决于索引
4)元组中的属性在理论上也是无序的,但使用时按习惯考虑列的顺序
关系模型的基本概念
关系模型的完整性规则
实体完整性规则(entity integrity rule)
关系内的约束
每个关系都应有一个主键
每个元组的主键的值应当唯一;组成主键的属性,不能有空值(NULL)
否则,主键值就起不了惟一标识元组的作用
关系模型的基本概念
关系模型的完整性规则
实体完整性规则(entity integrity rule)
例如
关系模型的基本概念
关系模型的完整性规则
参照完整性规则(reference integrity rule)
不同关系或同一关系的不同元组间的约束
参照完整性规则的形式定义
如果属性集K是关系模式R1的主键,K也是关系模式R2的外键,那么在R2的关系中,K的取值只允许两种可能,或者为空值,或者等于R1关系中某个主键值
规则的实质:不允许引用不存在的实体
在上述形式定义中
关系模式R1的关系称为“参照关系”,也称“主表”、“父表”
关系模式R2的关系称为“依赖关系”,也称“副表”、“子表”
关系模型的基本概念
关系模型的完整性规则
参照完整性规则(reference integrity rule)
规则在具体使用时,有三点变通:
①外键和相应主键可以不同名,只要定义在相
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